بررسی اثر پیش تیمار آرژینین در کاهش تنش اکسیداتیو ناشی از فلز سنگین نیکل در گیاه بنگدانه

آلودگی فلزات سنگین یک مشکل جهانی است و دارای اهمیت فراوانی است. فلزات سنگین در فرآیندهای زندگی گیاهان از دو لحاظ اکولوژی و فیزیولوژی نقش بزرگی دارند. نیکل به عنوان سازنده اوره آز و به مقدار کم برای گیاهان ضروری است اما افزایش نیکل در خاک ممکن است باعث ایجاد سمیت در گیاه شود. در این پژوهش اثر پیش تیمار آرژینین در تخفیف تنش اکسیداتیو ناشی از نیکل در گیاه بنگ دانه مورد مطالعه قرار گرفت. در این بررسی گیاهان ابتدا با غلظت های 10 و 20 میکرومولار آرژینین پیش تیمار شدند و سپس تحت تاثیر غلظت های 50 و 100 میکرومولار نیکل در شرایط هیدروپونیک قرار گرفتند، و اثرات آنها بر برخی پارامترهای بیوشیمیایی و مورفولوژیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وقتی گیاه بنگ دانه تحت تنش نیکل قرار می گیرد، مقدار کلروفیل، کاروتنوئید و ثبات پایداری غشا کاهش می یابد اما مقدار پراکسید هیدروژن، ترکیبات فنلی، قندهای محلول و فعالیت آنزیم های lox ،pal ،cat ،apx ،gpx افزایش می یابد. پیش تیمار گیاهان با آرژینین، ثبات و پایداری غشا را افزایش و فعالیت lox رادر گیاهان تحت تنش کاهش داد. در این بررسی رنگیزه های فتوسنتزی تحت تاثیر نیکل کاهش معنی داری را نشان دادند اما پیش تیمار گیاهان با آرژینین محتوی رنگیزه های فتوسنتزی را افزایش داد. مقدار پرولین و قندهای محلول در برگ و ریشه گیاهان تحت تنش نیکل افزایش یافت و پیش تیمار با آرژینین باعث کاهش مقدار پرولین در ریشه و برگ گیاهان شاهد و تحت تیمار شد. پیش تیمار با آرژینین در برگ تاثیر معنی داری بر مقدار قندهای محلول نداشت اما در ریشه باعث کاهش مقدار قند در گیاهان شاهد و تحت تیمار شد. در این پژوهش همچنین پیش تیمار با آرژینین باعث کاهش میزان پراکسید هیدروژن در گیاهان شاهد و تحت تیمار گردید. فعالیت آنزیمهای cat و gpx در گیاهان تحت تنش در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش نشان داد. فعالیت آنزیم apx در برگها افزایش، اما در ریشه تغییر معنی داری تحت تیمار نیکل نداشت. پیش تیمار با آرژینین باعث کاهش فعالیت آنزیم های apx ،cat وgpx گردید. کاربرد نیکل باعث افزایش تجمع نیکل در اندام هوایی و ریشه گیاه بنگ دانه شده است و تجمع نیکل در ریشه ها نسبت به اندام هوایی بیشتر بوده است. پیش تیمار با آرژینین باعث افزایش مقدار نیکل در برگ ها گردید اما در ریشه تاثیر معنی داری بر مقدار نیکل نداشت. از بررسی های انجام شده در این مطالعه به نظر می رسد که آرژینین و محصولات متابولیسم آن شامل نیتریک اکسید و پلی آمین ها در تخفیف تنش نیکل نقش موثری داشته اند. البته برای تعیین اینکه دقیقا این اثرات مربوط به کدام ترکیب بوده مطالعات بیشتر در آینده لازم است. به علاوه در این بررسی مشاهده شد که آرژینین مشابه هیستیدین که در مقالات قبلی به عنوان شلاتور نیکل گزارش شده بود، می تواند انتقال نیکل از ریشه به اندام هوایی را تسهیل کند.