بررسي نقش نيكل در كاهش اثرات تنش خشكي گياه Fortuynia garcinii

The role of nickel to alleviate the effect of drought stress in the plant, Fortuynia garcinii

خاك­ هاي سرپنتيني، خشك و داراي مقادير نسبتا بالايي از نيكل هستند. براي درك بهتر اثر نيكل بر مقاومت به خشكي گياهان غيربيش ­انباشت ­گر روييده در خاك­هاي سرپنتيني، آزمايشي در شرايط هيدروپونيك طراحي شد تا اثر نيكل بر رشد، جذب و انتقال و برخي پارامترهاي فيزيولوژيك، گياهFortuynia garcinii Burm.f (روييده در مناطق سرپنتيني) تحت تنش خشكي ارزيابي شود. براي ايجاد تنش خشكي نيمي از گلدان ­هاي حاوي گياهچه ­هاي 45 روزه به­ مدت 8 روز در محلول هوگلند كامل داراي 10 ميكرو مولار نيكل قرار گرفتند. سپس گلدان­ هاي دارا يا فاقد نيكل به­ مدت 8 روز در سه سطح از تنش خشكي حاصل از پلي‌اتيلن گلايكول نگه­داري شدند. نتايج نشان داد كه تنش خشكي موجب كاهش وزن خشك و انتقال نيكل به اندام­هاي هوايي مي­شود كه نشان­ دهنده مقاومت دروني اين گياه به نيكل است. با حضور نيكل در شرايط تنش خشكي، محتواي آب بهبود نسبي يافته و مقدار تركيبات فنلي، قندهاي محلول، پرولين و گلايسين بتائين بيشتر از تيمارهاي مشابه فاقد نيكل بود. اما اين موضوع در مورد مقدار رنگيزه ­ها برعكس بود. به­ نظر مي­رسد تجمع بيشتر اسموتيكوم ­ها در حضور نيكل، سبب كاهش پتانسيل اسمزي سلول و حفظ تورژسانس شده، در ضمن نقش آنتي اكسيداني ­آنها به­ همراه كاروتنوئيدها و تركيبات فنلي موجب تقويت ساختارهاي درون سلولي گرديده است. افزايش فشار تورژسانس سلول­ها در حضور نيكل موجب افزايش محتواي آبي سلول­ها شده در نتيجه تغليظ رنگيزه­­ هاي گياهي در حضور نيكل نيز كاهش مي­يابد. حضور نيكل از طريق انباشت بيشتر اسموتيكم ­ها و بهبود سيستم دفاعي باعث افزايش مقاومت به تنش خشكي مي­ شود.

Serpentine soils are dry and contain rather high levels of nickel (Ni).To obtain a better understanding of drought tolerance by Ni in serpentine plants, a hydroponic expriment was designed to compare the effects of Ni on growth factors, Ni uptake or translocation and some physiological parameters in the serpentine plant, Fortuynia garcinii (Burm.f.), under PEG simulated drought stress (3 levels). After 45 days, half number of vessels received 10 μM Ni for 8 days, and then plants ± Ni were exposed to drought stress for 8 days. The result indicated that Ni treatment improved RWC only slightly, and Ni accumulation of root was consistently higher than shoot. The main reason for this action was related to low translocation factors for this metal proving this plant was more tolerant to plant-internal Ni. Photosynthetic pigments increased under drought stress treatments, but the treatments with Ni were consistently lower in comparision to same treatments without Ni in this serpentine plant. Phenolic compounds, water soluble carbohydrate, Glycine betaine and proline were also increased by Ni application under PEG simulated drought stress indicating that Ni improved the osmotic adjustment ability and enhanced the antioxidant capacity. It is hypothesized that Ni could improve the drought tolerance of the serpentine plant by enhancing water utilization capability, osmotic adjustment and the abilities of antioxidative defense.