فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: سیستم‌های دفاعی متعددی برای غلبه گیاهان در برابر تنش‌ها و به‌ویژه تنش حاصل از فلزات سنگین وجود دارد. برخی فلزات سنگین به‌عنوان بخشی از ترکیب‌های مهم رنگیزه‌ها و آنزیم‌ها هستند و از عناصر ضروری می‌باشند، در غلظت‌های بالاتر از نیاز فیزیولوژیک گیاهان برای گیاه سمی بوده ولی برخی دیگر از فلزات سنگین مانند کادمیوم و سرب به‌عنوان فلزات غیرضروری حتی در غلظت‌های پایین نیز آثار سمّی روی گیاهان دارند و به‌همین علت این فلزات سنگین به‌عنوان عوامل تنش‌زا برای گیاهان محسوب می‌شوند. بر این اساس، بررسی آثار این فلزات بر فعالیت‌های آنزیم‌های اکسیدانی گیاه حائز اهمیت است.مواد و روش‌ها: در این تحقیق به منظور بررسی واکنش آنزیم‌های اکسیدانی و عوامل غیراکسیدانی در برابر تنش حاصل از کادمیوم، کنگر مورد نیاز پس از تهیه از کوهستان‌های کردستان در حضور بافر فسفات، 7 pH و محلول 0.02 PMSF به‌عنوان مهارکننده پروتئازی هموژنیزه گردید و پس از انجام سانتریفوژ در دورهای g3000 و g 15000، محلول شفاف بالایی به‌عنوان عصاره خام و انجام سنجش‌های بعدی استفاده شد. در سنجش‌های انجام شده، اثر غلظت‌های مختلف کلریدکادمیوم (CdCl2) بر محتوای پرولین، ترکیب‌های فنلی و فعالیت آنزیم‌های ضداُکسیدان فنیل‌آلانین آمونیالیاز (PAL)، کاتالاز (CAT)، سوپراکسیددیسموتاز (SOD)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و پلی‌فنل اکسیداز (PPO) ریشه کنگر سنجش گردید. این طرح در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در ویال‌های محتوی 3 میلی‌لیتر از عصاره ریشه کنگر با 7 تیمار اجرا شد که در آن، گروه اول به‌عنوان شاهد بود که تنها در حضور آب مقطر تیمار گردید. گروه دوم در معرض CdCl2 0.25 میلی‌مولار، گروه سوم، چهارم، پنجم، ششم و هفتم به‌ترتیب در حضور 0.5، 1، 2، 5 و 10 میلی‌مولار به مدت 10 دقیقه قبل از سنجش آنزیمی در دمای اتاق 20 تا 25 درجه و شرایط 10 دقیقه نور طبیعی تیمار شدند. سپس میزان فعالیت یکایک آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، میزان پرولین و محتوای فنلی آن به‌طور جداگانه اندازه‌گیری و سنجش شد. در این تحقیق نیز در ابتدا نمودار پراکنش داده‌ها (فعالیت آنزیم یا پروتئین در مقابل سطوح مختلف Cd) رسم و بعد برای برازش داده‌ها از انواع معادلات رگرسیون خطی و غیرخطی استفاده شد. در گام بعدی با توجه به برازش بهترین نوع رابطه و نیز تجزیه‌وتحلیل نوع پاسخ فعالیت آنزیم‌های GPX، SOD، APX، پروتئین، پرولین و محتوای فنلی از تجزیه رگرسیون غیرخطی (مدل‌های توانی، هذلولی، نمائی مجانب و رشد مجانب) و برای بیان نحوه پاسخ فعالیت آنزیم‌های PPO، CAT و PAL به سطوح مختلف کادمیوم از مدل بتا استفاده شد. نتایج همه مدل‌ها حکایت از اثر تحریک‌کنندگی Cd روی آنزیم‌های مورد مطالعه بود.نتایج: نتایج تحقیق نشان داد که فعالیت همه آنزیم‌های SOD، APX، CAT، PPO، GPX و PAL و میزان پرولین و محتوای فنلی در نتیجه تیمار با کادمیوم به‌طور معنی‌دار افزایش یافت. با استفاده از پنج مدل رگرسیون غیرخطی، بیشترین فعالیت آنزیم APX در غلظت 4.6 میلی‌مولار (مدل نمایی مجانب)، آنزیم GPX در غلظت 12.3 میلی‌مولار (مدل‌های نمایی مجانب و رشد مجانب) و آنزیم SOD در غلظت 14.3 میلی‌مولار (مدل رشد مجانب) درون‌یابی گردید. ضمن اینکه بیشترین تولید پرولین و محتوای فنلی نیز در غلظت‌های 13.6 و 14.3 میلی‌مولار کادمیوم با بهره‌گیری از مدل نمایی مجانب و رشد مجانب به‌ترتیب حاصل شد. بیشترین فعالیت آنزیم PPO در غلظت 8 میلی‌مولار، CAT در غلظت 4.8 میلی‌مولار و بیشینه فعالیت PAL نیز مربوط به غلظت 4.1 میلی‌مولار بود. نتایج نشان می‌دهند که کادمیوم به‌دلیل القای تنش اکسیداتیو و افزایش تولید رادیکال آزاد منجر به افزایش میزان محتوای پرولین، ترکیب‌های فنلی و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان ریشه کنگر می‌گردد و در ادامه تغییرات میزان فعالیت این آنزیم‌ها در طول رشد، نشان‌دهنده وجود سازوکار‌های تنظیمی آنزیمی در ریشه کنگر در برابر تنش فلزات سنگین مانند کادمیوم می‌باشد. سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی آنزیمی، پرولین و محتوای فنلی تولید شده نقش کلیدی در پاسخ گیاه ریشه کنگر به تنش فلز سنگین کادمیوم ایفاء می‌کنند.نتیجه‌گیری: نتایج بنشان داد که کادمیوم به‌دلیل القای تنش اکسیداتیو و افزایش تولید رادیکال آزاد منجر به افزایش میزان محتوای پرولین، ترکیب‌های فنلی و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان ریشه کنگر می‌گردد و در ادامه تغییرات میزان فعالیت این آنزیم‌ها در طول رشد، نشان‌دهنده وجود سازوکار‌های تنظیمی آنزیمی در ریشه کنگر در برابر تنش فلزات سنگین مانند کادمیوم می‌باشد و سیستم دفاع آنتی‌اکسیدانی آنزیمی، پرولین و محتوای فنلی تولید شده نقش کلیدی در پاسخ گیاه ریشه کنگر به تنش فلز سنگین کادمیوم ایفاء می‌کنند.