روند تغييرات حفاظت كننده‏ هاي اسمزي و پارامترهاي فيزيولوژي سه گونه اكاليپتوس در پاسخ به تنش سرب

Osmoprotectants and physiological responses of three Eucalyptus species to toxic concentrations of lead

پژوهش پيش‏رو به منظور بررسي تغييرات بيوشيميايي و فيزيولوژيكي نونهال‏هاي سه گونه اكاليپتوس (Eucalyptus camaldulensis Dehnh.، E. microtheca F. Muell و E. occidentalis Endl.) در پاسخ به سميت سرب انجام شد. بذرها در گلدان‏هاي حاوي سنگريزه كشت شدند و توسط محلول‏ غذايي آبياري شدند. پس از گذشت 10 هفته، نونهال‏هاي اكاليپتوس در معرض تيمارهاي نيترات سرب (صفر، 50، 100 و 200 ميلي مولار) به مدت 10 ماه قرار گرفتند و پس از آن با استفاده از دستگاه ICP-OES غلظت سرب در اندام‏هاي ريشه، ساقه و برگ نونهال‏ها اندازه گيري شد. روند انباشت سرب در برگ به صورت E. camaldulensis > E. microtheca < E. occidentalis بود. غلظت سرب در بافت ريشه بيشتر از برگ و ساقه بود و در اغلب موارد در بافت ساقه نيز كمتر از برگ بود. در هر سه گونه با افزايش غلظت سرب، غلظت اين عنصر در بافت‏هاي گياه نيز افزايش يافت. با افزايش غلظت سرب، در هر سه گونه محتواي پرولين و قندهاي محلول افزايش يافت و در مقابل محتواي رنگيزه‏ها، محتواي نسبي آب برگ و سطح ويژه برگ كاهش يافت. اين نتايج بيان گر آن بود كه اكاليپتوس داراي مكانيسم‏هاي موثر در برابر سميت سرب ازجمله تجمع حفاظت كننده‏هاي اسمزي بود. در ميان سه گونه مورد بررسي، بيشترين غلظت سرب تجمع يافته در برگ و ساقه E. occidentalis مشاهده شد كه به ترتيب 2/38 و 1/82 برابر غلظت سرب تجمع يافته در برگ E.camaldulensis و E. microtheca بود، اگرچه حداقل مقدار شاخص تحمل تنش (0/76) در E. occidentalis مشاهده شد. در كل، با توجه به نتايج به دست آمده مي‏توان اكاليپتوس را به عنوان يك گونه مقاوم به فلز سنگين سرب براي گياه پالايي خاك‏ هاي آلوده به سرب درنظر گرفت.

One of the serious problems across the world is heavy metal pollution in water bodies that caused by Lead (Pb). This study was designed to find out the effect of Pb toxicity on physiological and biochemical changes in three Eucalyptus species (Eucalyptus camaldulensis Dehnh., E. microtheca F. Muell and E. occidentalis Endl.).Seeds were grown in marble chips and irrigated with nutrient solution. The seedling (42 days old) were exposed to Pb(NO3)2 treatments (Pb:50, 100, 200 mM) for ten months. After this period, leaf, stem and root tissues were harvested. Lead content were determined by ICP-OES and some physiological and morphological characters were determined. The order of Pb accumulation in three species were E. occidentalis> E. camaldulensis> E. microtheca. The concentrations of lead in root tissue were higher than leaf and stem tissue and stem concentration was lower than the concentration of leaf (root Cu>leaf Cu>stem Cu). Tissue concentration increased as Pb increased in three species. The content of prolin, soluble sugar raised by increasing metal concentrations, but the content of pigments, relative water content and specific leaf area decreased. These results suggest that eucalypts have efficient mechanism to tolerate Pb toxicity, as evidenced by accumulating of osmoprotectants. Comparison of three Eucalyptus species revealed that E. occidentalis had the highest concentrations of Pb in the leaves and stems. Accumulation of Pb in the E. occidentalis leaves was 2.38 and 1.82 times more than E. microtheca and E.camaldulensis respectively. Although the least amount of stress tolerance index (0.76) was observed in E. occidentalis. In general, the results showed that Eucalypts could be considered as a tolerant species for hyperaccumulation of lead and phytoremediation of contaminated soil by lead.