گياه پالايي و تجمع كادميوم در Azolla filiculoides، A. pinnata و آزولاي تالاب انزلي و تاثير آن بر بيان ژن متالوتيونين

Phytoremediation and accumulation of cadmium in Azolla filiculoides, A. pinnata and Azolla from Anzali wetland and its effect on metallothionein gene expression

بهبود كيفيت آب و خاك از طريق روش هاي زيست محيطي و استفاده از پتانسيل گياهان براي حذف آلودگي هاي موجود در محيط زيست از اهميت زيادي برخوردار است. گياه آزولا داراي توانايي تجمع، تجزيه يا حذف فلزات از محيط است، بنابراين يك گياه كانديد مناسب براي گياه پالايي است. در اين راستا در مطالعه فوق به بررسي ميزان تجمع كادميوم در سه نمونه شامل دو گونه Azolla pinnata و A. filiculoides و نمونه جمع آوري شده از تالاب انزلي پرداخته شد. بدين منظور ميزان جذب كادميوم در سه نمونه مذكور پس از 72 ساعت تيماردهي با سه غلظت 10، 50 و 500 ميكرومولار، به وسيله دستگاه اسپكترومتر جذب اتمي اندازه گيري شد. مقايسه ميانگين نشان داد كه بالاترين ميزان جذب اين فلز در سطح 500 ميكرومولار مربوط به (A. pinnata (4673.8 mg Kg-1 و پس از آن به ترتيب(A.filiculoides (2747.1 mg Kg-1 و آزولاي جمع آوري شده از تالاب انزلي (2309.4 mg Kg-1) است. ميزان جذب فلز كادميوم در هر سه نمونه تيمار شده و در هر سه سطح مورد مطالعه، نسبت به نمونه هاي شاهد تفاوت معناداري را نشان داد. با افزايش ميزان كادميوم در محيط كشت، ميزان رشد نمونه هاي آزولا نيز كاهش يافت. افزايش بيان ژن متالوتيونين در نمونه هاي مورد مطالعه تحت تيماردهي سطوح مختلف كادميوم، در سه زمان 24، 48 و 72 ساعت پس از تيمار نشان دهنده تاثير معنادار اعمال تيمار كادميوم، در ميزان بيان اين ژن در سه نمونه آزولاي مورد مطالعه بود. در مجموع اعمال تيمار كادميوم در سه نمونه مذكور نشان داد كه اين گياه پتانسيل بالايي براي جذب فلزات سنگين و استفاده براي مقاصد گياه پالايي دارد.

Improving the quality of water and soil through environmental methods and using the potential of plants to eliminate environmental contamination is very important. The Azolla has the ability to accumulate, degrade or remove metals from the environment, therefore, it is a suitable candidate plant for phytoremediation. In this regard, the present study investigates the accumulation of cadmium in three samples including two species of Azolla pinnata and A. filiculoides and a sample collected from Anzali wetland. For this purpose, cadmium adsorption was measured in three samples after 72 hours of treatment with three concentrations of 10, 50 and 500 μM Cd, by atomic absorption spectrophotometer. Mean comparison showed that the highest absorbance of cadmiun at 500 μm was related to A. pinnata (4673.8 mg Kg-1) followed by A. filiculoides (2747.1 mg Kg-1) and Azolla collected from Anzali wetland (2309.4 mg Kg-1). The cadmium absorption rate in all treated samples was significantly different from their control samples. The growth rate of Azolla samples was also decreased in response to elevated concentrations of cadmium. Increasing the expression of metallothionein gene in the samples in response to different levels of cadmium at 24, 48 and 72 hours after treatment showed a significant effect of cadmium on the expression of this gene in the Azolla samples. In general, application of cadmium treatment in the three samples showed that this plant has a high potential for absorption of heavy metals and uses for phytoremediation purposes.