تاثير متقابل سيليكون و كادميوم بر رشد و پارامترهاي فيزيولوژيكي گياهچه‌هاي گوجه‌فرنگي (Solanum lycopersicum)

(Interaction of silicon and cadmium on growth, and physiological parameters of tomato seedlings (Solanum Lycopersicum

سيليكون دومين عنصر فراوان در خاك بوده و به‌عنوان يك عنصر مفيد جهت كمك به رشد گياهان عالي بخصوص در شرايط تنش‌هاي محيط‌هاي مطرح است. كادميوم عنصري غيرضروري و سمي براي رشد و نمو گياهان مي‌باشد. هدف از اين تحقيق بررسي اثر سيليكون به‌عنوان بهبود دهنده تنش كادميوم در گياهچه گوجه‌فرنگي (Solanum Lycopersicum) بود. بدين منظور برهم كنش اثر غلظت هاي مختلف كادميوم (0، 50 و 100 ميكرومولار) و سيليكون (0، 50 و 100 ميلي‌مولار) در يك طرح آماري كاملا تصادفي با سه تكرار در آزمايشگاه تحقيقاتي دانشكده علوم دانشگاه شيراز سال 1392 بررسي گرديد. نتايج نشان داد تنش كادميوم به‌صورت معني‌داري سبب كاهش رشد گياه و رنگيزه‌هاي فتوسنتزي كلروفيل و كاروتنوئيد شد . همچنين افزايش 9برابري ميزان پرولين، 19/3 درصدي انتوسيانين و 33/3 درصدي پتانسيل آنتي‌اكسيداني كل را به دنبال داشت. ميزان پراكسيداسيون ليپيد ريشه و اندام هوايي در طي تنش افزايش يافت. استفاده از سيليكون به‌صورت معني‌داري اثر سوء سميت كادميوم را در گياهچه گوجه‌فرنگي كاهش داد. اين امر هماهنگ با كاهش پراكسيداسيون ليپيد در ريشه و اندام هوايي و تحريك فعاليت آنتي‌اكسيداني آن‌ها بود. سيليكون ميزان رشد و رنگيزه‌هاي فتوسنتزي نيز به صورت معني‌داري در گياهان تحت تنش كادميوم بهبود بخشيد. در تمام شاخص‌هاي مورد بررسي، تيمار 100 ميلي‌مولار سيليكون بيشترين اثر بهبود دهندگي را داشت. بنابراين غلظت 100 ميلي‌مولار سيليكون به‌عنوان يك بهبود دهنده اثرات سمي كادميوم از جمله تنش اكسيداتيو در گوجه‌فرنگي پيشنهاد مي‌گردد.

Silicon is the second most abundant element in soil. It is generally considered a beneficial element for the growth of higher plants, especially those grown under stressed environments. Cadmium is a toxic and nonessential element for plant growth and development. The aim of this study was to investigate the effect of silicon in improving cadmium stress improvement in tomato. Therefore, the interactional effects of cadmium (0, 50, 100 μM) and silicon (0, 50, 100 mM) were studied. A completely randomized design study with three replications was conducted in the research laboratory of Shiraz University in 1392. The results showed that cadmium exposure significantly decreased plant growth, the content of chlorophyll and carotenoid pigments. Furthermore, increasing 9 times proline, %19.3 anthocyanins and %33.3 the potential total antioxidant, were as consequences of cadmium stress. Lipid peroxidation rate in roots and shoots increased during stress. The application of silicon significantly alleviated the adverse effect of cadmium toxicity in tomato seedlings. This was correlated with reduction of lipid peroxidation in roots and shoots and stimulation of antioxidative activity. Silicon significantly improved growth and photosynthetic pigments in plants under cadmium stress. In all the examined parameters, the treatment 100 mM of silicon had maximum effect of improvement potentiality. Therefore, the concentration of 100 mM silicon is proposed as alleviation of cadmium stress such as oxidative stress in tomato.