غلظت بالاي منيزيم در خاك‌هاي سرپنتين بر هوموستازي كلسيم در گياه بومي سرپنتين Alyssum inflatum تاثير ندارد

High magnesium concentration in serpentine soils does not affect the calcium homeostasis in a serpentine endemic plant Alyssum inflatum

خاك‌هاي سرپنتين خصوصيات ويژه‌ نامتعارفي مانند غلظت كم كلسيم، غلظت بالاي منيزيم و فلزات سنگين دارند كه باعث بروز اندميسم گياهي زياد در آنها مي‌شود. احتمالاً علت اندميسم برخي گياهان بر روي اين خاك‌ها حساسيت به كلسيم و نياز به غلظت‌هاي بالاي منيزيم مي‌باشد. از آنجا كه كلسيم و منيزيم در جذب و انتقال توسط گياهان برهمكنش دارند، در اين مطالعه اثر منيزيم محيط بر پاسخ حساسيت به كلسيم در گياه Alyssum inflatum مورد بررسي قرار گرفت. اين گياه بومي خاك‌هاي سرپنتين غرب ايران است و حساسيت كشنده آن به غلظت‌هاي بالاي كلسيم مشخص شده است. بذر گياه پس از برداشت از زيستگاه طبيعي، در شرايط گلخانه به روش كشت آبي بر روي بستر خنثي پرليت كاشته شد. از محلول غذايي هوگلند يك چهارم غلظت استفاده شد و غلظت‌هاي مختلف كلسيم و منيزيم در آن اعمال شد. براي تعيين وضعيت زنده ماندن گياهان علاوه بر وضعيت ظاهري شامل پژمردگي و خشك شدن بخش‌هاي هوايي، با رنگ آميزي ايوانز بلو، مرگ سلولي در ريشه گياهان تعيين شد. نتايج نشان داد كه اين گياه حساسيت بالايي به هر دو كاتيون دو ظرفيتي كلسيم و منيزيم دارد. اثر نسبت Ca/Mg در بقا گياه در صورتي كه غلظت كلسيم و منيزيم هر دو پايين باشد داراي اهميت است. نتايج پيشنهاد مي‌كند كه يكي از دليل‌هاي اندميسم گياه بر روي خاك‌هاي سرپنتين حساسيت گياه به كلسيم است و غلظت زياد منيزيم در اين خاك‌ها در كاهش حساسيت به كلسيم تاثير ندارد. به علاوه، غلظت بالاي منيزيم به عنوان يك عامل استرس‌زاي محيطي براي اين گياه به دست آمد.

Serpentine soils have some unusual properties such as low Ca and high Mg concentrations and also some of the heavy metals which are the inducers of high plant endemism. One of the possible causes of endemism could be Ca sensitivity and high Mg requirement. Since Mg and Ca interact in uptake and transport by plants, the effect of Mg in Ca sensitivity was studied in Alyssum inflatum which is a serpentine endemic from western Iran and its Ca sensitivity has proved. The seeds were harvested from thier natural habitats and the plants were cultivated in greenhouse using of a solution culture on chemically inert substrate of Perlite. A modified one forth strength Hoagland solution was used and different concentrations of Ca and Mg were achieved. To determine the viability of plants, the appearance of plants including wilting and drying of the shoot, and root cell death were determined using of Evan’s blue staining. The results showed that the plants were sensitive to high concentrations of both of cations of Ca and Mg. Effect of Ca/Mg ratios on survival of plants was important provided that the absolute concentrations of the elements were low. The results suggested that one of the endemism reasons on serpentine soils was Ca sensitivity while high Mg concentrations did not decrease the sensitivity. In addition, high concentration of Mg could be an environmental stress for this plant. Keywords: Alyssum, Calcium, Magnesium, Serpentine.