بررسی تأثیر غلظت های مختلف نیکل روی برخی فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی دانه رست های ذرت( zea mays l.)

آلودگی خاک ها توسط فلزات سنگین تبدیل به یکی از مشکلات جهانی گردیده و منجر به از دست دادن بسیاری از زمین های کشاورزی شده است. از آنجا که این فلزات می توانند وارد زنجیره غذایی شوند برای سلامتی انسان ایجاد خطر می نمایند. نیکل به عنوان یک فلز ضروری کم مصرف، تعدادی از فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در گیاهان را تحت تأثیر قرار می دهد. رایج ترین علائم سمیت آن بر گیاهان، کلروزیس، و بازدارندگی فتوسنتز و تنفس است. دانه های ذرت بعد از جوانه زنی در محیط کشت هیدروپونیک حاوی غلظت های 0 تا 200 میکرو مولار نیکل به مدت دو هفته، کشت شدند. اثرات فیزیولوژیکی که مورد مطالعه قرار گرفتند عبارت بودند از: اندازه گیری رشد، پروتئین کل و محلول، محتوای نیترات، الکتروفورز پروتئین ها، میزان h2o2، میزان مالون دی آلدئید، میزان آسیب های غشایی، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی، میزان تأثیر بر واکنش هیل، میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت مانند کاتالاز، گایوکول پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و فنیل آلانین آمونیا لیاز و اثر متقابل نیکل با سایر فلزات. وزن خشک و تر بخش هوایی و ریشه، با افزایش غلظت نیکل به 50 میکرومولار، افزایش یافت اما بعد از 100 میکرومولار کاهش یافت. محتوای پروتئین کل و محلول به طور قابل ملاحظه ای، با افزایش غلظت های نیکل تا 200 میکرومولار هم در ریشه و هم در بخش هوایی ذرت افزایش یافت. ولی محتوای نیترات در ریشه کاهش یافت. در بررسی الکتروفوروگرام پروتئین های ریشه و بخش هوایی ذرت، پروتئین هایی با وزن مولکولی 50 تا 86 و 18 تا 45 کیلو دالتون بیشتر از بقیه پروتئین ها تولید شدند. فعالیت آلفا آمیلاز در ریشه افزایش و در بخش هوایی کاهش یافت. با افزایش نیکل، میزان نشت k+ و قند از ریشه به محیط کشت و مرگ سلولی نوک ریشه افزایش یافت. میزان h2o2 در بخش هوایی افزایش، اما در ریشه کاهش یافت. میزان مالون دی آلدئید (mda) در ریشه و بخش هوایی تا حدودی افزایش یافت. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت به غیر از گایاکول پراکسیداز در ریشه و بخش هوایی افزایش یافت. با افزایش نیکل، بر میزان کلروفیل a افزوده شد اما تأثیری بر میزان کلروفیل b و کاروتنوئیدها نداشت. با افزایش غلظت نیکل، میزان تجمع آن در گیاه بویژه در ریشه افزایش یافت. افزایش غلظت کلسیم باعث کاهش سمیت ناشی از نیکل شد. افزایش نیکل باعث کاهش جذب عناصر آهن، منگنز و کبالت گردید، اما تأثیر چندانی بر جذب روی نداشت. تحقیقات ما نشان دادند که اختلال در رشد و فتوسنتز و فعال شدن آنزیم های آنتی اکسیدانت، فقط مربوط به یک عامل نمی تواند باشد. تیمار با سطوح مختلف نیکل، ممکن است باعث تغییر و آسیب ساختاری غشا در اثر تولید انواع اکسیژن فعال باشد.آسیب اکسیداتیو ناشی از این مولکول ها می تواند منجر به تغییر dna، پروتئین ها و همچنین تنظیم بیان ژن گردد. در خاک هایی که دچار آلودگی نیکل هستند، با افزایش آهک یا کلسیم به محیط و در نتیجه افزایش ph خاک، از سمیت نیکل می توان جلوگیری کرد.