
تعداد نشریات | 163 |
تعداد شمارهها | 6,878 |
تعداد مقالات | 74,135 |
تعداد مشاهده مقاله | 137,878,596 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 107,237,321 |
اثر فلزات سنگین نیکل و روی بر میزان رشد، انباشت آنها و جذب و انتقال آهن در گیاه ریحان (Ocinum Basilicum L.) | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 56، شماره 5، مرداد 1404، صفحه 1147-1160 اصل مقاله (1.56 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.389532.669873 | ||
نویسندگان | ||
بهروز صالحی اسکندری* 1؛ زهرا قاسمی2؛ سمیه موسوی ریزی3 | ||
1گروه زیستشناسی، دانشگاه پیام نور، تهران- ایران | ||
2گروه آموزشی زیست شناسی، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 889-14665،تهران- ایران | ||
3دانش آموخته ،گروه زیستشناسی، دانشکده علوم و فناوریهای زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان | ||
چکیده | ||
نیکل (Ni) و روی (Zn) از عناصر سنگین ضروری کممصرف هستند که قسمت عمده آلودگی ناشی از آنها، مربوط به استفاده روزافزون از کودهای شیمیایی و آفتکشها است. در این پژوهش اثر تیمارهای مختلف نیکل (0، 17، 43، 85 و 170 میلیمولار) و روی (0، 60، 120، 300 و 600 میلیمولار) بر میزان رشد، انباشت آنها و همچنین اثر آنها بر غلظت آهن در ریشه و ساقه گیاه ریحان ارزیابی شد. این آزمایشها، طبق طرح کاملاً تصادفی (هر تیمار با سه تکرار) در دانشگاه اصفهان (سال 1396) انجام شد. گیاهچههای ریحان سبز که بذر آنها از موسسه پاکان بذر (اصفهان) تهیه شده بود، بهمدت 10 روز در محیطهای هیدروپونیک حاوی تیمارهای مختلف نیکل و روی قرار گرفتند. نتایج نشان داد، با افزایش غلظت نیکل و روی در محیط، رشد گیاه کاهش یافت. بطوریکه کاهش وزن خشک اندامهای هوایی و ریشه برای نیکل در بالاترین سطح تنش (170 میلیمولار)، به ترتیب 8/52 و 9/65 درصد و برای روی (600 میلیمولار) به ترتیب 9/38 و 7/41 درصد بود. با افزایش غلظت عناصر سنگین در محیط، تجمع آنها در ریشه و اندامهای هوایی افزایش یافت که با اختلال در انتقال آهن همراه شد. بنابراین میزان انباشت آهن در ریشه افزایش و مقدار آن در اندامهای هوایی کاهش یافت. این افزایش تجمع در ریشه در بالاترین سطح تنش نیکل و روی (170 و 600 میلیمولار)، به ترتیب 51 و 9/89 درصد بود، اما میزان کاهش آهن در اندامهای هوای 8/66 و 59 درصد بود. میزان تجمع عناصر در ریشه بیشتر از اندامهای هوایی بود با این تفاوت که میزان انتقال روی (میانگین فاکتور انتقال برای تیمارها، 56/0) به برگها بیشتر از نیکل (میانگین فاکتور انتقال برای تیمارها 28/0) بود که نشاندهنده مقاومت بیشتر گیاه به روی است. در نتیجه مکانیسم سازگاری ریحان، نسبت به نیکل و روی محدودکردن آنها در ریشه است بههمین دلیل میزان کاهش رشد در ریشه بیشتر بود، هرچند این گیاه مقاومت بیشتری نسبت به روی داشت. بنابراین استفاده بیرویه از کودهای شیمیایی ریز مغذی باعث آلودگی خاکهای زراعی شده که نهتنها بازدارنده رشد محسوب شده بلکه باعث ورود آنها به زنجیرههای غذایی خواهد شد. | ||
کلیدواژهها | ||
انباشت؛ رشد؛ روی؛ ریحان؛ نیکل | ||
مراجع | ||
Aggarwal, N., Laura, J. S. & Sheoran, I. S. (1990). Effect of cadmium and nickel on germination, early seedling growth and photosynthesis of wheat and pigeonpea. 141-147. Ahmad, M. S. A., Ashraf, M. & Hussain, M. (2011). Phytotoxic effects of nickel on yield and concentration of macro-and micro-nutrients in sunflower (Helianthus annuus L.) achenes. Journal of Hazardous Materials, 185(2-3), 1295-1303. Alloway, B. (1995). Soil processes and the behaviour of metals. Heavy metals in soils, 13, 3488. Alloway, B. (2008). Zinc in Soils and Crop Nutrition. International Zinc Association and International Fertilizer Association, 16. Ameen, N., Amjad, M., Murtaza, B., Abbas, G., Shahid, M., Imran, M., . . . Niazi, N. K. (2019). Biogeochemical behavior of nickel under different abiotic stresses: toxicity and detoxification mechanisms in plants. Environmental Science and Pollution Research, 26, 10496-10514. Antonkiewicz, J., Jasiewicz, C., Koncewicz-Baran, M. & Sendor, R. (2016). Nickel bioaccumulation by the chosen plant species. Acta Physiologiae Plantarum, 38, 1-11. Batool, S. (2018). Impact of bioaccumulation of nickel on growth, seed yield and mineral uptake of chickpea (Cicer arietinum L.) varieties. Pak. J. Bot, 50(6), 2147-2150. Broadley, M. R., White, P. J., Hammond, J. P., Zelko, I. & Lux, A. (2007). Zinc in plants. New phytologist, 173(4), 677-702. Chen, C., Huang, D. & Liu, J. (2009). Functions and toxicity of nickel in plants: recent advances and future prospects. Clean–soil, air, water, 37(4‐5), 304-313. Choi, S., Hu, Y.-M., Corkins, M. E., Palmer, A. E. & Bird, A. J. (2018). Zinc transporters belonging to the Cation Diffusion Facilitator (CDF) family have complementary roles in transporting zinc out of the cytosol. PLoS genetics, 14(3), e1007262. Dinh, N. T., Vu, D. T., Mulligan, D. & Nguyen, A. V. (2015). Accumulation and distribution of zinc in the leaves and roots of the hyperaccumulator Noccaea caerulescens. Environmental and Experimental Botany, 110, 85-95. Ekmekci, Y., Erdal, Ş. Ç., Nalçaiyi, A. S. B. & Cicek, N. (2020). Acquisition of boron tolerance by salt pretreatment in two sunflower cultivars. Turkish Journal of Botany, 44(2), 153-166. Gajewska, E., Skłodowska, M., Słaba, M. & Mazur, J. (2006). Effect of nickel on antioxidative enzyme activities, proline and chlorophyll contents in wheat shoots. Biologia plantarum, 50, 653-659. Garg, N. & Singh, S. (2018). Arbuscular mycorrhiza Rhizophagus irregularis and silicon modulate growth, proline biosynthesis and yield in Cajanus cajan L. Millsp.(pigeonpea) genotypes under cadmium and zinc stress. Journal of plant growth regulation, 37, 46-63. Gautam, S., Rathoure, A., Chhabra, A. & Pandey, S. (2017). Effects of nickel and zinc on biochemical parameters in plants-a review. Octa Journal of Environmental Research, 5(1). Georgiadou, E. C., Kowalska, E., Patla, K., Kulbat, K., Smolińska, B., Leszczyńska, J. & Fotopoulos, V. (2018). Influence of heavy metals (Ni, Cu, and Zn) on nitro-oxidative stress responses, proteome regulation and allergen production in basil (Ocimum basilicum L.) plants. Frontiers in Plant Science, 9, 862. González, C. I., Maine, M. A., Cazenave, J., Hadad, H. R. & Benavides, M. P. (2015). Ni accumulation and its effects on physiological and biochemical parameters of Eichhornia crassipes. Environmental and Experimental Botany, 117, 20-27. Hassan, M. U., Chattha, M. U., Khan, I., Chattha, M. B., Aamer, M., Nawaz, M., . . . Khan, T. A. (2019). Nickel toxicity in plants: reasons, toxic effects, tolerance mechanisms, and remediation possibilities—a review. Environmental Science and Pollution Research, 26, 12673-12688. Helaoui, S., Mkhinini, M., Boughattas, I., Bousserrhine, N. & Banni, M. (2023). Nickel Toxicity and Tolerance in Plants. Heavy Metal Toxicity and Tolerance in Plants: A Biological, Omics, and Genetic Engineering Approach, 231-250. Iori, V., Pietrini, F., Cheremisina, A., Shevyakova, N. I., Radyukina, N., Kuznetsov, V. V. & Zacchini, M. (2013). Growth responses, metal accumulation and phytoremoval capability in Amaranthus plants exposed to nickel under hydroponics. Water, Air, & Soil Pollution, 224, 1-10. Kachenko, A. G., Singh, B. & Bhatia, N. P. (2007). Heavy metal tolerance in common fern species. Australian journal of botany, 55(1), 63-73. Kaur, H. & Garg, N. (2021). Zinc toxicity in plants: a review. Planta, 253(6), 129. Khakdan, F., Ranjbar, M., Nasiri, J., Ahmadi, F. S., Bagheri, A. & Alizadeh, H. (2016). The relationship between antioxidant compounds contents and antioxidant enzymes under water-deficit stress in the three Iranian cultivars of basil (Ocimum basilicum L.). Acta Physiologiae Plantarum, 38, 1-15. Marschner, H. (2011). Marschner's mineral nutrition of higher plants. Academic press. McGrath, D. (1995). Organic micropollutant and trace element pollution of Irish soils. Science of the Total Environment, 164(2), 125-133. Mohtadi, A. & Schat, H. (2024). A comparison of nickel and zinc uptake and translocation in three species of Brassicaceae: The Ni hyperaccumulator Odontarrhena corsica and two non‐hyperaccumulators, Aurinia saxatilis and Lobularia maritima. Ecological Research. Molas, J. (2002). Changes of chloroplast ultrastructure and total chlorophyll concentration in cabbage leaves caused by excess of organic Ni (II) complexes. Environmental and Experimental Botany, 47(2), 115-126. Mousavi, S. M., Raiesi, T., Sedaghat, A., & Srivastava, A. K. (2023). Potentially Toxic Metals: Their Effects on the Soil-Human Health Continuum. Journal of Advances in Environmental Health Research, 12(2), 86-101. Mousavi, S. M., Brodie, G., Payghamzadeh, K., Raiesi, T., & Strivastava, A. K. (2022). Lead Bioavailability in the Environment: Its Exposure and and Effects. Journal of Advances in Environmental Health Research, 10(1), 1-14. Mustafa, A., Zulfiqar, U., Mumtaz, M. Z., Radziemska, M., Haider, F. U., Holatko, J., . . . Kintl, A. (2023). Nickel (Ni) phytotoxicity and detoxification mechanisms: A review. Chemosphere, 328, 138574. Mustafiz, A., Ghosh, A., Tripathi, A. K., Kaur, C., Ganguly, A. K., Bhavesh, N. S., . . . Singla‐Pareek, S. L. (2014). A unique N i2+‐dependent and methylglyoxal‐inducible rice glyoxalase I possesses a single active site and functions in abiotic stress response. The Plant Journal, 78(6), 951-963. Nakazawa, R., Kameda, Y., Ito, T., Ogita, Y., Michihata, R. & Takenaga, H. (2004). Selection and characterization of nickel-tolerant tobacco cells. Biologia plantarum, 48, 497-502. Rao, K. M. & Sresty, T. (2000). Antioxidative parameters in the seedlings of pigeonpea (Cajanus cajan (L.) Millspaugh) in response to Zn and Ni stresses. Plant science, 157(1), 113-128. Salehi-Eskandari, B., Ghaderian, S. M., Ghasemi, R. & Schat, H. (2017). Optimization of seed germination in an Iranian serpentine endemic, Fortuynia garcinii. Flora, 231, 38-42. Salehi-Eskandari, B., & Hesami, R. (2024). A comparison of lead accumulation and growth factors of metallicolous and non-metallicolous populations of Marrubium cuneatum in hydroponic conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research, 54(11), 1681-1695. (In Persian). Salehi Eskandari, B., Ghaderian, S. M. & Schat, H. (2017). The role of nickel (Ni) and drought in serpentine adaptation: contrasting effects of Ni on osmoprotectants and oxidative stress markers in the serpentine endemic, Cleome heratensis, and the related non-serpentinophyte, Cleome foliolosa. Plant and Soil, 417, 183-195. Sarwar, N., Imran, M., Shaheen, M. R., Ishaque, W., Kamran, M. A., Matloob, A., . . . Hussain, S. (2017). Phytoremediation strategies for soils contaminated with heavy metals: modifications and future perspectives. Chemosphere, 171, 710-721. Seregin, I., Erlikh, N. & Kozhevnikova, A. (2014). Nickel and zinc accumulation capacities and tolerance to these metals in the excluder Thlaspi arvense and the hyperaccumulator Noccaea caerulescens. Russian journal of plant physiology, 61, 204-214. Šimon, M., Shen, Z.-J., Ghoto, K., Chen, J., Liu, X., Gao, G.-F., . . . Zhang, J.-Y. (2021). Proteomic investigation of Zn-challenged rice roots reveals adverse effects and root physiological adaptation. Plant and Soil, 460, 69-88. Steingräber, L. F., Ludolphy, C., Metz, J., Kierdorf, H. & Kierdorf, U. (2022). Uptake of lead and zinc from soil by blackberry plants (Rubus fruticosus L. agg.) and translocation from roots to leaves. Environmental Advances, 9, 100313. Tsonev, T. & Cebola Lidon, F. J. (2012). Zinc in plants-an overview. Emirates Journal of Food & Agriculture (EJFA), 24(4). Vidican, R., Mihăiescu, T., Pleșa, A. & Crișan, I. (2020). Conceptual delimitation of heavy metals in environmental science. ProEnvironment Promediu, 13(43). Visioli, G., Conti, F. D., Gardi, C. & Menta, C. (2014). Germination and root elongation bioassays in six different plant species for testing Ni contamination in soil. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 92, 490-496. Wakeel, A., Xu, M. & Gan, Y. (2020). Chromium-induced reactive oxygen species accumulation by altering the enzymatic antioxidant system and associated cytotoxic, genotoxic, ultrastructural, and photosynthetic changes in plants. International journal of molecular sciences, 21(3), 728. Wu, W., Wu, P., Yang, F., Sun, D.-l., Zhang, D.-X. & Zhou, Y.-K. (2018). Assessment of heavy metal pollution and human health risks in urban soils around an electronics manufacturing facility. Science of the Total Environment, 630, 53-61. Zhang, H., Yang, J., Li, W., Chen, Y., Lu, H., Zhao, S., . . . Li, C. (2019). PuHSFA4a enhances tolerance to excess zinc by regulating reactive oxygen species production and root development in Populus. Plant Physiology, 180(4), 2254-2271. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 100 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 79 |