بررسي اثر تجمع كادميوم بر برخي ويژگي هاي بيوشيميايي و فيزيولوژيكي در گياه ريحان (Ocimum basilicum L. )

Study of the effect of cadmium accumulation on some physiological and biochemical characteristics of basil plants (Ocimum basilicum L.)

گياه ريحان در برخي از مناطق در زنجان كشت مي­ شود كه آلوده به فلزات سنگين از جمله فلز سمي كادميوم مي ­باشد لذا اين تحقيق با هدف بررسي ميزان انباشت سازي اين فلز در گياه و اثر آن بر برخي صفات فيزيولوژيكي و بيوشيميايي انجام گرفت. بذرها در شرايط كشت هيدروپونيك درون گلدان­ هايي حاوي پرليت و محيط كشت هوگلند كشت گرديدند و پس از رسيدن به رشد كافي به مدت دو هفته تحت تيمار كادميوم نيترات با غلظت هاي صفر(شاهد)، 2، 4 و8 ميلي مولار قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه وزن خشك ريشه و ساقه، طول ريشه و ساقه و سطح برگ گياه تحت تنش كادميوم در همه غلظت­ ها نسبت به گياهان شاهد كاهش يافت. همچنين ميزان كلروفيل a، كلروفيل b و كاروتنوئيدها در گياهان تحت تيمار 8 ميلي مولار بيشترين كاهش را نسبت به گياهان شاهد نشان داد. ميزان پروتئين­ هاي محلول، پرولين و قند­هاي محلول در ريشه و اندام هوايي گياهان تحت تيمار نسبت به گياهان شاهد افزايش يافت. فعاليت آنزيم كاتالاز در ريشه و اندام هوايي گياهان تيمار شده با كادميوم نسبت به شاهد كاهش يافت در حاليكه فعاليت آنزيم پراكسيداز در همه تيمار هاي كادميوم افزايش نشان داد. ميزان كادميوم تجمع يافته در ريشه حدود سه برابر مقدار آن در اندام هوايي در تيمار 8 ميلي­ مولار بود. بطور كلي مي­توان گفت كه گياهچه­ هاي ريحان با استفاده از افزايش فعاليت پراكسيداز، غلظت پرولين، قند­هاي محلول و پروتئين­ هاي محلول در برابر تنش ناشي از تجمع فلز سنگين كادميوم كمي مقاومت نشان مي دهند اما نمي­ توانند از ورود مقادير بالاي كادميوم به ريشه و بخصوص بخش ­هاي هوايي جلوگيري كنند كه اين امر موجب آلودگي آنها مي­ شود.

Basil (Ocimum basilicum L.) is a high using edible and medicinal plant. As some places of Zanjan province in which basil plant is cultured are contaminated by heavy metals, such as toxic cadmium metal, a research for analyzing Cd accumulation and its effects on some physiological and biochemical traits of this plant was performed. Seeds were cultured in plastic pots containing perlite and Hoagland’s culture medium in a hydroponic condition. After three-weeks plantlets with enough growth were treated by different concentrations of Cd including: 0 (control), 2, 4 and 8 mM for two weeks. Results showed that, root and shoot dry weight, root and shoot length as well as chlorophyll a and b and carotenoids contents and leaf area in all Cd treatments were decreased in compare to the control plants. 8 mM Cd treatment showed the maximum decrease in all above traits. The content of soluble proteins, proline and soluble sugars of root and shoot of treated plants increased at all Cd treatments in compare to control plants. The activity of catalase enzyme was decreased in roots and shoots of Cd treated plants however; the activity of peroxidase was increased at all Cd treatments. The concentration of Cd in roots of treated plants was about three times higher than that of shoots at 8 mM Cd concentration. As a conclusion, basil plants showed a little tolerance against Cd heavy metal by increasing of their peroxidase activity, proline, soluble sugars and protein contents however, they are not able to prevent Cd penetration to their roots and specially shoots which make them to be contaminated.