تاثير تنش فلز كادميوم بر برخي صفات مورفولوژيك و فيزيولوژيك گياه داروئي ماريتيغال (Silybum marianum)

(Effect of cadmium stress on morphological and physiological traits of milk thistle (Silybum marianum

كادميوم يكي از فلزات سنگين است كه در گياهان تنش اكسيداتيو ايجاد مي‌كند. در اين پژوهش، اثر سميت اين فلز بر گياه داروئي ماريتيغال مورد بررسي قرار گرفت. تاثير چهار تيمار كلريد كادميوم (صفر(شاهد)، 300، 600 و 900 ميكرومولار) بر گياه ماريتيغال با استفاده از يك طرح كاملاً تصادفي با پنج تكرار بررسي گرديد. نتايج محاسبه شاخص تنش تحميل شده، شدت تنش وارد بر گياه را در سطوح مختلف تيمار تاييد كرد. كاهش وزن خشك اندام هوايي، سطح برگ، مقدار كلروفيل a و كلروفيل كل در غلظت 900 ميكرومولار معني‌دار بود. كلروفيلb برگ‌ها در هر سه سطح تنش در مقايسه با شاهد، به طور معني‌داري كاهش يافت. با اين حال محتواي كاروتنوئيد تغيير معني داري نشان نداد. غلظت مالون دآلدئيد، محتواي آنتوسيانين، تركيبات فنلي كل و فلاوونوئيدها در سطح 900 ميكرومولار كادميوم افزايش يافت. ميزان پروتئين كل در سطح 900 ميكرومولار، كاهش و ميزان فعاليت آنزيم فنيل آلانين آمونيالياز، گلوتاتيون ردوكتاز و آسكوربات پراكسيداز در اين سطح نسبت به شاهد افزايش معني‌دار نشان داد. نتايج تاييد كرد اين گياه داروئي داراي مكانيسم هاي متفاوت فيزيولوژيك و بيوشيميايي جهت كاهش خسارت ناشي از تنش كادميوم است. سنجش غلظت يون كادميوم در بافت برگ و ريشه با استفاده از روش جذب اتمي نشان داد كه غالب كادميوم در برگ اين گياه تجمع و مقدار كمي در ريشه باقي مي ماند كه ميتواند ماريتيغال را به عنوان گزينه مناسبي جهت مطالعات گياه پالايي معرفي نمايد.

Cadmium (Cd) is a heavy metal that causes oxidative stress in plants. In this study toxicity effect of Cd on Silybum marianum was investigated. Four treatments of CdCl2 (0, 300, 600, 400 and 900 μM) were evaluated in five replications using complete random design. Results of tolerance stress index severity of Cd stress on plants under various levels of treatments. Shoot dry weight, leaf area, chlorophyll a content, and total chlorophyll content were significantly reduced in 900 μM of Cd. Chlorophyll b decreased in all levels of Cd stress in comparison with control. Meanwhile, Carotenoid content did not show significant change in different concentrations of cadmium. Malon De Aldehyde content, Antocyanin content, total Phenol and Flavonoid significantly increased under 900 μM cadmium concentration. Total protein content was significantly decreased in 900 μM Cd concentration while, Phenylalanine ammonia lyase, Glutathione reductase and Ascorbate peroxidases activity enzyme were significantly increased in this level. Results confirmed that this medical plant have different physiological and biochemical mechanisms to reduce toxicity damage of cadmium. Evaluation of cadmium ion concentration in leaves and root showed that most cadmium was concentrated in leaves while; small amount of Cd was in the roots. These results showed that silybum marianum could be an appropriate plant for phytoremediation purposes.