ارزیابی برخی پاسخ های فیزیولوژیک ژنوتیپ های گلرنگ به آلودگی کادمیوم در شرایط آبکشت

چکیده: کادمیوم یکی از فلزات سنگین است که در نتیجه فعالیت های عمده صنعتی، شهری و کشاورزی تولید و باعث آلودگی محیط زیست می شود. تجمع فلزات سنگین در زمین های کشاورزی و آلودگی خاک و در نهایت انتقال این عناصر به محصولات در مناطق صنعتی یکی از مهمترین مسایل زیست محیطی محسوب می شود که زندگی گیاهان، حیوانات و انسان را تهدید می کند. از این رو به منظور بررسی اثر کادمیوم بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی ژنوتیپ های گلرنگ آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و در محیط آبکشت در گلخانه آموزشی دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1391 اجرا گردید. چهار سطح کادمیوم شاهد (صفر) و 5/1، 3 و 5/4 میلی گرم در لیتر کادمیوم و شش ژنوتیپ گلرنگ شامل اراک2811، کوسه، نبراسکا 10، ,c111 k12 و s149 به عنوان فاکتورهای آزمایشی در نظر گرفته شدند. پارامترهای ارتفاع گیاه، سطح برگ در گیاه، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، فلورسانس کلروفیل (f0، fm، fv/fm)، سرعت فتوستز خالص (a) برگ، هدایت روزنه ای (gs) برگ، غلظت داخلی دی اکسیدکربن (ci) برگ، محتوای کلروفیل برگ، محتوای کاروتنوئید برگ، میزان پرولین برگ، شاخص پایداری غشا، پراکسیداسیون لیپید و غلظت کادمیوم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری شد. محتوای پرولین ژنوتیپ های مختلف گلرنگ با افزایش سطح کادمیوم افزایش یافت و بیشترین افزایش در سطح 5/4 میلی گرم در لیتر کادمیوم و به میزان 3/121% نسبت به سطح شاهد مشاهده شد. سطح 5/4 میلی گرم در لیتر کادمیوم به ترتیب منجر به کاهش4/84، 5/50، 50، 8/31، 9/32 و 2/11 درصد میانگین سطح برگ در گیاه، سرعت فتوسنتز خالص (a)، میزان gs، محتوای کلروفیل کل، محتوای کاروتنوئید و کارایی کوانتومی فتوسنتز شد. با افزایش شدت آلودگی میزان پراکسیداسیون لیپد در همه ژنوتیپ ها افزایش یافت. ژنوتیپ نبراسکا با 77 درصد افزایش از سطح شاهد به سطح 5/1 میلی گرم در لیتر کادمیوم بیشترین و ژنوتیپ های k12 و c111 به ترتیب با 61 و 60 درصد افزایش کمترین افزایش در میزان پراکسیداسیون لیپید را نشان داد. در سطح 5/4 میلی گرم در لیتر ژنوتیپ c111 با 07/44 درصد کاهش کمترین و ژنوتیپ اراک با 1/62 درصد کاهش بیشترین کاهش میزان پایداری غشا را از خود نشان داد، که این امر نشان می دهد میزان نشت الکترولیت در ژنوتیپ اراک بیشتر از سایر ژنوتیپ های گلرنگ تحت سطح 5/4 میلی گرم در لیتر کادمیوم بوده و این ژنوتیپ نسبت به سایر ژنوتیپ ها به تنش اکسیداتیو حساس تر بود. غلظت کادمیوم اندام هوایی و ریشه در سطح 5/4 میلی گرم در لیتر کادمیوم نسبت به سطح شاهد به ترتیب افزایش حدود 52 و 156 برابری را نشان داد. غلظت کادمیوم اندام هوایی در تمامی ژنوتیپ های مورد مطالعه کمتر از غلظت این عنصر در ریشه بود. تیمار کادمیوم منجر به کاهش وزن خشک اندام هوایی در تمامی ژنوتیپ های مورد مطالعه شد که این امر می تواند به دلیل کاهش سطح فتوسنتز کننده گیاه، کاهش محتوای کلروفیل، کاهش محتوای کاروتنوئید وکاهش کارایی فتوسنتز در گیاهان تیمار شده با کادمیوم باشد. از نتایج این آزمایش می توان چنین نتیجه گیری نمود که کادمیوم سبب تغییر جدی در خصوصیات فیزیولوژیک و رشد گلرنگ گشته و برخی تفاوت ها بین ژنوتیپ های گلرنگ از این نظر وجود دارد. کلمات کلیدی: کادمیوم، گلرنگ، پرولین، کلروفیل، پراکسیداسیون لیپید، شاخص پایداری غشا