اثر غلظت هاي مختلف آرسنيك و فسفر بر محتوي اسموليت هاي بخش هوايي گياه Isatis cappadocica

Effect of different arsenic and phosphorus concentrations on osmolytes contents of Isatis cappadocica

شبه فلز آرسنيك يكي از مهم‌ترين تركيبات آلوده ‌‌كننده‌ي ‌محيط زيست محسوب مي‌شود. برخي از گياهان با انباشت غلظت هاي بالاي آرسنيك در بخش هاي هوايي خود، توانايي پالايش مناطق آلوده به آرسنيك را دارند. با توجه به اين كه مطالعات قبلي توان بيش انباشت آرسنيك را در گياه Isatis cappadocica ثابت كرده است، بذرهاي اين گياه از مناطق آلوده جهت بررسي محتوي اسموليت هاي بخش هوايي و فهم بهتر مكانيسم هاي مقاومتي گياه در اثر متقابل بين فسفر و آرسنيك، انتخاب گرديد. بدين منظور غلظت هاي مختلف آرسنيك (0، 50، 200، 800 و 1200 ميكرو مولار) و فسفر (5، 50، 200، 800 و 1600 ميكرومولار) در شرايط كشت گلداني، در مرحله ي 4 برگي بر گياه I. cappadocica اثر داده و محتوي اسموليت هاي بخش هوايي و ميزان آرسنيك تجمع يافته در گياه اندازه گيري شد. بيشترين ميزان آرسنيك تجمع يافته در تيمار 1200 ميكرومولار آرسنيك و 5 ميكرو مولار فسفر مشاهده گرديد. به دنبال افزايش سطوح آرسنيك، محتوي اسموليت ها (قند هاي محلول، پرولين و پروتيين) افزايش يافت. انباشت بيش از 700 ميلي گرم بر كيلوگرم آرسنيك (بر پايه ي وزن خشك) در بخش هوايي، نشان دهنده-ي مقاومت بالاي گياه نسبت به آرسنيك و وجود مكانيسم هاي كارآمد ازجمله تجمع اسموليت ها در آن به منظور سميت زدايي آرسنيك مي‌باشد.

Metalloid arsenic is considered as one of the most important environmental contaminant compound. Some plant species can grow in arsenic contaminated soil capable of reducing arsenic toxicity. Nowadays, phytoremediation, as a new and friendly environmental technique employs the use of plants to remediate contaminated soil. Previous studies proved that Isatis cappadocica is an arsenic hyperaccumulator plant. Accordingly, we conducted this experiment to compare the interaction of arsenic and phosphorus on osmolytes content of I. cappadocica for better understanding of the mechanisms applied by this species. Therefore, the plants were grown for 6 weeks in a medium, embedded with combinations of 50, 200, 800 & 1200 ?mol l?1 arsenic and 5, 50, 200, 800 & 1600 ?mol l?1 phosphorus, respectively. The osmolytes content and the arsenic concentration of harvestable parts were determined. The highest concentration of arsenic was obtained in plants treated with 1200 ?mol l?1 As and 5 ?mol l?1 phosphorus. Increasing arsenic concentration in the medium led to increase of osmolytes (soluble sugars, proline and protein). The ability of Isatis to accumulate more than 700 mg kg-1 arsenic in the shoots, illustrated the high resistance of this herb to arsenic and the existence of efficient mechanisms including accumulation of osmolytes.