ارزيابي اثر كادميوم بر رشد و برخي شاخص‌هاي تنش اكسيداتيو ارقام گندم در مرحله گياهچه‌اي

Evaluation of Cd effects on growth and some oxidative stress parameters of wheat cultivars during seedling stage

با توجه به تأثیر منفی كادمیوم بر رشد و نمو گندم، ارزیابی الگوی رفتاری ارقام گندم در پاسخ به كادمیوم ضروری به‌نظر می‌رسد. در پژوهش حاضر، شش رقم گندم با روش هواكشت پرورش یافته، پس از مرحله 3 تا 4 برگی، گیاهچه‌ها با محلول غذایی حاوی: كلرید كادمیوم 200 میكرومولار تیمار شدند. سپس از آنها نمونه‌برداری و صفات مورفولوژیك، شاخص‌های مرتبط با سازوكار‌های دفاعی به‌همراه كادمیوم انباشته شده در بافت‌ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد كه كادمیوم ضمن تجمع در بافت‌ها، سبب كاهش طول ریشه، وزن خشك ریشه، اندام‌های هوایی و كل گیاهچه گردید. همچنین، كادمیوم تنها در برگ ارقام كوهدشت و پیشتاز به افزایش پراكسید هیدروژن منجر شد، اما افزایش پراكسیداسیون لیپیدی علاوه‌بر این ارقام، در رقم ایزنگران نیز مشاهده شد. از دلایل افزایش پراكسیداسیون لیپیدی در رقم كوهدشت می‌توان به كاهش فعالیت گلوتاتیون S-‌ترانسفراز، كاتالاز و آسكوربات پراكسیداز اشاره كرد. در حالی كه در ارقام ایزنگران و پیشتاز علیرغم افزایش فعالیت گلوتاتیون S-‌ترانسفراز به‌همراه گایاكول پراكسیداز، آسیب به غشاها اتفاق افتاده‌ است كه نشان‌دهنده غلبه تولید عوامل آسیب‌رسان بر سازوكارهای دفاعی است. اما، در ارقام گاسكوژن، آگوستا و MV17 آسیب به غشاها در حضور كادمیوم مشاهده نمی‌گردد كه به‌نوعی بیانگر تعادل بین تولید و جمع‌آوری عوامل آسیب‌رسان در این ارقام است. به‌عنوان نتیجه كلی می‌توان اظهار نمود كه كادمیوم موجود در محیط جذب و در برگ ارقام گندم تجمع یافت كه حاصل آن كاهش ماده خشك بخش‌های مختلف و كل گیاهچه‌های گندم بود كه نشان دهنده حساسیت ارقام مورد مطالعه به كادمیوم است. با این وجود، به دلیل عملكرد بهتر سازوكار‌های دفاعی ارقام گاسكوژن، آگوستا و MV17 در مقایسه با سایر ارقام، تنش اكسیداتیو در برگ آنها اتفاق نیفتاد.

Regarding negative effects of Cd on wheat growth, it seems that evaluation of wheat cultivars behaviors in response to Cd existence is necessary. In this regard, six different cultivars of wheat were selected and cultivated by aeroponic system. Then they were treated by 200 mM cadmium chloride for 14 days since they have reached 3 or 4 leaves stage. Finally, plants were sampled and morphological characteristics, parameters subjected to defense mechanisms as well as amount of accumulated Cd in tissues were evaluated. The results showed that cadmium accumulation in tissues significantly decreased root length and dry matter of root, shoot and whole plant. Cd accumulation also increased hydrogen peroxide amount in leaf cells of Kohdasht and Pishtase cultivars. However, lipid peroxidation was noticed in Izengeran cultivar as well as two previously mentioned cultivars. The reduced activities of glutathione S-transferase, catalase and ascorbate peroxidase enzymes are probably the main reasons of the lipid peroxidation increase in Kohdasht cultivar. However, there was no damage on membranes of Izengran and Pishtase cultivars, which indicates the balance between production and scavenging of damaging factors of these cultivars. Generally, it can be stated that available Cd in medium was adsorbed and accumulated in wheat leaves resulting in reduction in dry matter of different parts and whole seedling of wheat which is due to susebtability of different cultivars to Cd. However, there were no oxidative stresses in leaves of Gaskogen, Agosta and MV17 cultivars due to their better defense mechanisms.