تاثير پيش تيمار با گلايسين بتايين بر كاهش اثر تنش كادميوم در مرحله جوانه زني و رشد گياهچه سياه دانه (Nigella sativa)

Reducing cadmium stress in germination and seedling growth of black seed (Nigella sativa) by glycinebetaine priming

كادميوم از جمله فلزات سنگين آلاينده محيط زيست بوده و آلودگي به آن باعث بروز اثرات سمي در گياه و انسان مي-شود. گلايسين بتايين نيز از تنظيم كننده هاي اسمزي است كه كاربرد آن موجب كاهش اثرات مضر تنش ها از جمله كادميوم در گياه مي گردد. به‌منظور بررسي اثر پيش تيمار بذر با گلايسين بتايين در كاهش آسيب هاي ناشي از تنش كادميوم بر گياهچه سياه دانه، آزمايشي به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در آزمايشگاه دانشكده علوم كشاورزي دانشگاه محقق اردبيلي در سال 1391 انجام شد. براي پيش تيمار بذر از محلول گلايسين بتايين ( در غلظت هاي 0، 50 ، 100 و 150 ميلي مولار) و براي ايجاد تنش كادميوم از محلول هاي 0، 25/0 و 5/0 ميلي مولار كلريد كادميوم استفاده شد. در اين بررسي شاخص هاي جوانه زني، محتواي پروتيين كل، ميزان فعاليت آنزيم هاي كاتالاز و پراكسيداز اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت كادميوم درصد جوانه زني، سرعت جوانه زني، شاخص بنيه بذر، طول ريشه چه، طول ساقه چه، پروتيين كل و ميزان فعاليت آنزيم كاتالاز كاهش و نسبت طول ساقه چه به ريشه چه افزايش يافت. پيش-تيمار با گلايسين بتايين اثرات نامطلوب كادميوم را تخفيف داد. با افزايش غلظت كادميوم ميزان فعاليت آنزيم پراكسيداز نيز بيشتر شد. همچنين استفاده از غلظت هاي بالاي گلايسين بتايين فعاليت آنزيم را تشديد نمود. كادميوم بر جوانه زني و سيستم دفاعي گياه تاثير بازدارنده داشت و توانايي لازم از سياه دانه در مقابله با اين تغييرات مشاهده نگردي، با اين وجود، پيش تيمار گلايسين بتايين با افزايش فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان از مضرات كادميوم كاسته، پروتيين كل را افزايش داده و فرآيند جوانه زني را در برابر سميت اين فلز سنگين محافظت نمود.

Cadmium (Cd) is one of the most important heavy metals and its pollution causes toxic effects on plants and human beinges well. Glycine betaine (GB) is an osmoprotectant that its external application leads to decrease stress strains as well as heavy metal accumulation hazards. This experiment was conducted to study the effect of seed priming with GB on Cd reduction of damages in the black seed as factorial based on completely randomized design with 3 replications at the University of Mohaghegh Ardabil in 2012. For seed pretreatment, GB were applied with 0, 50, 100, 150 mM and Cadmium chloride with 0, 0.25, 0.5 mM concentrations. In this study, the germination percentage, germination rate, vigor index, length of radical, length of plumule, plumule / radical length ratio, total protein, catalase and peroxidase activity were measured. The results showed that with increasing of Cd concentration, germination percentage, germination rate, vigor index, radical length, plumule length, plumule / radical length ratio, total protein and catalase activity decreased, and Cd damaging effects diminished by increasing of GB pretreatment concentration,. Peroxidase activity enhanced with increasing Cd concentration. Also, higher concentrations of GB intensified enzyme activity