بررسي ميزان تحمل گياه خرفه (Portulaca oleracea L) به تنش كروم بر اساس رشد، شاخص هاي فتوسنتز و ميزان فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان

Evaluation of Cr stress tolerance in Portulaca oleracea L. based on growth, photosynthesis indexs and the activity of antioxidant enzymes

به منظور بررسي اثرات تنش كروم بر رشد، شاخص‌هاي فتوسنتز و ميزان فعاليت آنزيم‌هايآنتي اكسيدانگياه خرفه (Portulaca oleracea L.)، آزمايشي در گلخانه تحقيقاتي، در قالب طرح كاملا تصادفي با چهار سطح كروم (25، 50، 75 و 100 پي‌پي‌ام) انجام شد. همچنين ميزان +6Cr در خاك، ريشه و اندام‌هوايي در سطوح مختلف تنش سنجش شد. با افزايش ميزان كروم، مقدار آن در اندام‌هوايي و ريشه به‌طور معني‌‌داري افزايش يافت. انباشت كروم در ريشه بيش‌تر از اندام‌هوايي بود. هدايت روزنه‌اي، كلروفيل‌a، كاروتنوئيد، تعرق و كارايي فتوسيستم II با افزايش ميزان كروم كاهش يافت. هر چند، ميزان تثبيت دي اكسيد كربن، كارايي مصرف آب، رشد، ضريب ثبات كلروفيل و ميزان كلروفيل b و كل در غلظت 100 پي‌پي‌ام به طور معني‌داري بيشتر از غلظت 75 پي‌پي‌ام بود. ميزان فعاليت آنزيم‌هاي كاتالاز و پراكسيداز با افزايش ميزان كروم روند افزايشي نشان داد. بنابراين، احتمالا كروم در غلظت‌هاي پايين، سبب كاهش كارايي فتوسنتز، توليد گونه‌هاي اكسيژن فعال و در نتيجه كاهش رشد شده است، ولي در سطوح بالاتر (100پي‌پي‌ام)، خرفه توانسته است با افزايش فعاليت آنزيم‌هاي آنتي اكسيدان تا حدودي اثرات تخريبي را كاهش دهد.

In order to investigate effects of Cr stress on growth, photosynthetic indexs and the activity of antioxidant enzymes in Portulaca oleracea L.(Purslane), an experiment in the greenhouse of Ferdowsi University of Mashhad, was done in a completely randomized design with three replications of five levels (0, 25, 50, 75 and 100 ppm). The amount of Cr+6 in the soil, root and shoot at different levels of stress were measured. By increasing the chromium content in shoot and root were significantly increased. Chromium accumulation at root was more than shoot. Stomatal conductance, chlorophyll a, carotenoids, transpiration and efficiency of photosystem II decreased with increasing the amount of Cr. However, the Co2 assimilation, water use efficiency, growth, coefficient stability index (CSI) and chlorophyll b and total chlorophyll concentration in 100 ppm was significantly higher than 75 ppm. Also, the activity of catalase and peroxidase increased by increasing the amount of Cr+6. Based on the results, chromium in low concentrations possibly effected on biosynthesis of photosynthetic pigments and caused disorder of photosynthetic electron transport, decreased photosynthetic efficiency, thereby reduced the production of reactive oxygen species and growth. But at higher levels of chromium (100 ppm), purslane by activating defense mechanisms such as increasing the activity of antioxidant enzymes and prevent a sharp decline in total proteins could reduce somewhat the damage and maintained the water use efficiency. The purslane is likely to be as tolerant plants of chromium and it was effective in refining the contaminated soils with this heavy metal.