آمار
| تعداد نشریات | 13 |
| تعداد شماره‌ها | 636 |
| تعداد مقالات | 6,653 |
| تعداد مشاهده مقاله | 9,073,112 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,557,081 |
تأثیر محلول‌پاشی با سلنیوم بر برخی شاخص‌های مورفولوژی و فیزیولوژی کاهو (Lactuca sativa) تحت شرایط تنش کادمیوم در کشت هیدروپونیک | ||
| پژوهش‌های تولید گیاهی | ||
| دوره 32، شماره 1، فروردین 1404، صفحه 161-179 اصل مقاله (764.79 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2024.22394.3140 | ||
| نویسندگان | ||
| هاجر خانمحمدی1؛ بهروز اسماعیل پور* 2؛ رسول آذرمی3؛ زهرا اصلانی4؛ علی شاهر قره لر5 | ||
| 1دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. | ||
| 2نویسنده مسئول، استاد گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. | ||
| 3دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
| 4دانش‌آموخته دکتری علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. | ||
| 5استادیار گروه علوم گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی مشکین‌شهر، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: کادمیوم یکی از مهمترین آلاینده‌های محیط زیست به شمار می‌رود که موجب صدمات جدی به جانداران و موجوداتی که از آن‌ها تغذیه می‌کنند، می‌شود. زمین‌های کشاورزی آلوده به کادمیوم یک مشکل بزرگ است. زیرا این فلز به راحتی توسط ریشه گیاهان جذب می‌شود و می‌تواند به قسمت‌های هوایی منتقل شود. افزایش تحمل گیاهان به تنش‌های زیستی و غیر‌زیستی موضوع قابل بحث و با اهمیتی است که امروزه بیشتر از پیش به آن پرداخته می‌شود. سلنیوم یکی از عناصری است که می‌تواند در تعدیل تنش در گیاهان استفاده شود. سلنیوم می‌تواند در کاهش اثرات تنش سمیت فلزات سنگین در خاک نقش داشته باشد. مواد و روش‌ها : این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو فاکتور و چهار تکرار در شرایط کشت هیدروپونیک در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا شد. فاکتور اول شامل کاربرد فلز کادمیوم (کلرید کادمیوم) در محلول غذایی در سه غلظت (صفر، 30و 60 میکرو مولار) و فاکتور دوم محلول پاشی با سلنیوم (سلنات سدیم) در سه غلظت (صفر، 75 و 150 میکرومولار) بود. یافته‌ها: نتایج حاصل نشان داد که با افزایش غلظت کادمیم پارامترهایی مانند وزن خشک برگ، تعداد برگ، هدایت روزنه‌ای و میزان کلروفیل کاهش ولی در مقابل پارامترهایی مانند نشت الکترولیتی، میزان مالون‌دی‌آلدئید و قند‌های محلول افزایش یافتند. به‌طوری‌که بیشترین میزان صفات وزن خشک برگ (1/4 گرم)، تعداد برگ (08/20)، هدایت روزنه‌ای (72/26)، کلروفیل‌کل (221/0) در شرایط بدون کادمیم، در‌حالی‌که بیشترین میزان صفات نشت الکترولیتی (76/45)، مالون‌دی‌آلدئید (072/0)، قند محلول (83/0) در غلظت 60 میکرومولار کامیم بدست آمد. همچنین نتایج مربوط به اثرت متقابل دو فاکتور مذکور نشان داد که بیشترین محتوی نسبی آب برگ (95/65 درصد)، کلروفیلa (18/0میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر) در تیمار بدون تنش کادمیم و کاربرد محلول پاشی سلنیوم 150 میکرومولار حاصل شد. همچنین سلنیوم موجب تعدیل تنش و اثرات تنش در گیاهانی که تحت تنش فلزات سنگین بودند گردید، به-طوری که بیشترین تاثیر محلول پاشی سلنیوم در غلظت‌های بالای تنش فلز سنگین کادمیوم بود. نتیجه‌گیری: سمیت کادمیوم موجب بروز اختلال در خصوصیات رشدی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در رشد گیاه کاهو می‌شود، همچنین محلول پاشی سلنیوم موجب بهبود خصوصیات رشدی و بهبود عملکرد گیاه کاهو شده و همچنین موجب کاهش و تعدیل اثرات فلز سنگین کادمیم در گیاه کاهو گردید.سمیت کادمیوم موجب بروز اختلال در خصوصیات رشدی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در رشد گیاه کاهو می‌شود، همچنین محلول پاشی سلنیوم موجب بهبود خصوصیات رشدی و بهبود عملکرد گیاه کاهو شده و همچنین موجب کاهش و تعدیل اثرات فلز سنگین کادمیم در گیاه کاهو گردید. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| واژه‌های کلیدی: فلزات سنگین؛ شاخص‌های رشدی؛ سبزی برگی؛ سلنات سدیم | ||
| مراجع | ||
|
1.Khan, M. Y., Prakash, V., Yadav, V., Chauhan, D. K., Prasad, S. M., Ramawat, N., & Sharma, S. (2019). Regulation of cadmium toxicity in roots of tomato by indole acetic acid with special emphasis on reactive oxygen species production and their scavenging. Plant Physiology and Biochemistry, 142, 193-201.
2.Asgher, M., Ahmed, S., Sehar, Z., Gautam, H., Gandhi, S. G., & Khan, N. A. (2021). Hydrogen peroxide modulates activity and expression of antioxidant enzymes and protects photosynthetic activity from arsenic damage in rice (Oryza sativa L.). Journal of Hazardous Materials, 401, 123365.
3.Noor, I., Sohail, H., Sun, J., Nawaz, M. A., Li, G., Hasanuzzaman, M., & Liu, J. (2022). Heavy metal and metalloid toxicity in horticultural plants: Tolerance mechanism and remediation strategies. Chemosphere, 303, 135196.
4.Haider, F. U., Liqun, C., Coulter, J. A., Cheema, S. A., Wu, J., Zhang, R., & Farooq, M. (2021). Cadmium toxicity in plants: Impacts and remediation strategies. Ecotoxicology and Environmental Safety, 211, 111887.
5.Rizwan, M., Ali, S., Rehman, M. Z. U., & Maqbool, A. (2019). A critical review on the effects of zinc at toxic levels of cadmium in plants. Environmental Science and Pollution Research, 26, 6279-6289.
6.Ali, N. M., Altaey, D. K., & Altaee, N. H. (2021). The Impact of Selenium, Nano (SiO2) and organic fertilization on growth and yield of potato Solanum tuberosum L. under salt stress conditions. In IOP conference series: Earth and environmental science, (Vol. 735, No. 1, p. 012042). IOP Publishing.
7.Tang, Y., Xie, Y., Sun, G., Tan, H., Lin, L., Li, H., & Tu, L. (2018). Cadmium-accumulator straw application alleviates cadmium stress of lettuce (Lactuca sativa) by promoting photosynthetic activity and antioxidative enzyme activities. Environmental Science and Pollution Research, 25, 30671-30679.
8.Jia, L., Liu, Z., Chen, W., Ye, Y., Yu, S., & He, X. (2015). Hormesis effects induced by cadmium on growth and photosynthetic performance in a hyperaccumulator, Lonicera japonica Thunb. Journal of Plant Growth Regulation, 34, 13-21.
9.Gallego, S. M., & Benavides, M. P. (2019). Cadmium-induced oxidative and nitrosative stress in plants. Cadmium Toxicity and Toler- ance in Plants. Elsevier, pp. 233-274.
10.Aslam, M. M., Okal, E. J., & Waseem, M. (2023). Cadmium toxicity impacts plant growth and plant remediation strategies. Plant Growth Regulation, 99 (3), 397-412.
11.Mahdavi, M., Esmaielpour, B., & Fatemi, H. (2018). Effect of Silicon nutrition on growth and physiology of spearmint (Mentha spicata L.) under Cadmium stress condition. Iranian Journal of Horticultural Science, 49 (1), 183-196. [In Farsi]
12.Azizi, I., Esmaielpour, B. Gallego, S. M., & Benavides, M. P. (2019). Cadmium-induced oxidative and nitrosative stress in plants. Cadmium Toxicity and Tolerance in Plants. Elsevier, pp. 230-245.
13.Borang, Sh., Jahanbakhsh Gede Kehriz, S., & Ebadi, A. (2019). Comparison of the effect of cadmium chloride application and iron and zinc foliar spraying on the biochemical characteristics of wheat under hydroponic cultivation conditions. Plant process and function, 8 (29), 1-13.
14.Asgher, M., Rehaman, A., Islam, S. N. U., Arshad, M., & Khan, N. A. (2023). Appraisal of Functions and Role of Selenium in Heavy Metal Stress Adaptation in Plants. Agriculture, 13 (5), 1083.
15.Abdolzade, A., & Kiyani, Z. (2012). Silicon role in reducing the deficit and iron toxicity in rice plants in a hydroponic system. Journal of Science and Technology of greenhouse cultures, 3, 12. [In Farsi]
16.Manojlović, M. S., Lončarić, Z., Cabilovski, R. R., Popović, B., Karalić, K., Ivezić, V., & Singh, B. R. (2019). Biofortification of wheat cultivars with selenium. Soil & Plant Science, 69 (8), 715-724.
17.Hasanuzzaman, M., Bhuyan, M. B., Raza, A., Hawrylak-Nowak, B., Matraszek-Gawron, R., Al Mahmud, J., & Fujita, M. (2020). Selenium in plants: Boon or bane? Environmental and Experimental Botany, 178, 104170.
18.Arnon, A. N. (1967). Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23, 112-121.
19.Lutts, S., Kinet, J. M., & Bouharmont, J. (1995). NaCl-induced senescence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Journal of the Annals of Botany, 78 (3), 389-398.
20.Ritchie, S. W., Nguyen, H. T., & Holaday, A. S. (1990). Leaf water content and gas exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop science, 30 (1), 105-111.
21.Bates, L. S., Waldren, R. A., & Teare, I. D. (1973) Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil, 39, 205-207.
22.Omokolo Ndoumou, D., Tsala ndzomo, G., & Djocgoue, P. F. (1996) Changes in Carbohydrate, Amino Acid and Phenol contents in Cocoa Pods fromthree clones after infection with phytophtora megakarya bra. and grif. Annals of Botany, 77 (2), 153-158.
23.Heath, R. L., & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloro-plasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Journal of Biochemistry and Biophysics, 125, 180-198.
24.Chance, B., & Maehly, A. C. (1955). Assay of catalases and peroxidases. Methods of Enzymology, 11, 764-755.
25.Soon, Y. K., & Abboud, S. (1993). Cadmium, chromium, lead and nickel. Soil sampling and methods of analysis, 101-108.
26.Głowacka, K., Źróbek-Sokolnik, A., Okorski, A., & Najdzion, J. (2019). The effect of cadmium on the activity of stress-related enzymes and the ultrastructure of pea roots. Plants,8 (10), 413.
27.Imran, K. H. A. N., Seleiman, M. F., Chattha, M. U., Jalal, R. S., Mahmood, F., Hassan, F. A., & Haaasn, M. U. (2021). Enhancing antioxidant defense system of mung bean with a salicylic acid exogenous application to mitigate cadmium toxicity. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 49 (2), 12303-12303.
28.Zhang, J., Zhu, Y., Yu, L., Yang, M., Zou, X., Yin, C., & Lin, Y. (2022). Research advances in cadmium uptake, transport and resistance in rice (Oryza sativa L.). Cells, 11 (3), 569. 29.Amirabad, A. S., Behtash, F., & Vafee, Y. (2020). Selenium mitigates cadmium toxicity by preventing oxidative stress and enhancing photosynthesis and micronutrient availability on radish (Raphanus sativus L.) cv. Cherry Belle. Plant Physiology and Biochemistry Journal, 27, 12490-12476.
30.Zhu, Y., Dong, Y., Zhu, N., & Jina, H. (2022). Foliar application of biosynthetic nano-selenium alleviates the toxicity of Cd, Pb, and Hg in Brassica chinensis by inhibiting heavy metal adsorption and improving antioxidant system in plant. Ecotoxicology and Environmental Safety, 240, 113681. 31.Gill, S. S., Khan, N. A., & Tuteja, N. (2012). Cadmium at high dose pertubs growth, photosynthesis and nitrogen metabolism while at low dose it up regulates sulfur assimilation and antioxidant machinery in garden cress (Lepidium Sativum L.). Journal of Plant Sciences, 182, 112-120.
32.Nahakpam, S. (2017). Nahakpam Chlorophyll stability: a better trait for grain yield in rice under drought. Indian Journal of Ecology, 44, 77.
33.Hasanuzzaman, M., Bhuyan, M. H. M. B., Raza, A., Hawrylak-Nowak, B., Matraszek-Gawron, R., Mahmud, J. A., Nahar, K., & Fujita, M. (2020). Selenium in plants: Boon or Bane? Environmental and Experimental Botany, 178, 104170.
34.Li, D., Zhou, C., Ma, J., Wu, Y., Kang, L., An, Q., & Pan, C. (2021). Nanoselenium transformation and inhibition of cadmium accumulation by regulating the lignin biosynthetic pathway and plant hormone signal transduction in pepper plants. Journal of Nanobiotechnology, 19, 316.
35.Kohler, J., Hernández, J. A., Fuensanta Caravaca, F., & Roldan, A. (2009). Induction of antioxidant enzymes is involved in the greater effectiveness of a PGPR versus AM fungi with respect to increasing the tolerance of lettuce to severe salt stress. Environmental and Experimental Botany, 65, 245-252.
36.Gjorgieva Ackova, D. (2018). Heavy metals and their general toxicity on plants. Plant Science Today, 5 (1), 15-19.
37.Daryaii, F., Karmat, B., & Arvin, M. (2013). The effect of selenium foliar application on some physiological and morphological traits of two wheat cultivars (Kavir-Roshan) under cadmium stress. Journal of Plant Process and Function, 3, 101-114.
38.Baladi, A., Kashani, Habibi, D., & Paknejad, F. (2009). Evaluation of the distribution of two heavy metals, lead and copper, and the role of two anti-oxidant enzymes in alfalfa of the Hamadani variety Nabatat, Islah and Zareat Journal, 4, 73-84.
39.Wu, C., Dun, Y., Zhang, Z., Li, M., & Wu, G. (2020). Foliar application of selenium and zinc to alleviate wheat (Triticum aestivum L.) cadmium toxicity and uptake from cadmium-contaminated soil. Ecotoxicology and Environmental Safety, 190, 110091.
40.Yao, X., Chu, J., & Wang, G. (2009). Effects of selenium on wheat seedlings under drought stress. Biological Trace Element Research, 130 (3), 283-290.
41.Zhang, X. D., Meng, J. G., Zhao, K. X., Chen, X., & Yang, Z. M. (2018). Annotation and characterization of Cd-responsive metal transporter genes in rapeseed (Brassica napus). Biometals, 31, 107-121.
42.Mehta, S. K., & Gaur, J. P. (1999). Heavy-metal-induced proline accumu lation and its role in ameliorating metal toxicity in (Chlorella vulgaris). The New Phytologist, 143 (2), 253-259.
43.Rady, M. M. & Hemida, K. A. (2015). Modulation of cadmium toxicity and enhancing cadmium-tolerance in wheat seedlings by exogenous application of polyamines. Ecotoxicology and Environmental Safety, 119, 178-185
44.Abd-Allah, E. F., Hashem, A., Alqarawi, A. A., Wirth, S., & Egamberdieva, D. (2017). Calcium application enhances growth and alleviates the damaging effects induced by Cd stress in sesame (Sesamum indicum L.). Journal of plant interactions, 12 (1), 237-243.
45.Zhao, H., Guan, J., Liang, Q., Zhang, X., Hu, H. & Zhang, J. (2021). Effects of cadmium stress on growth and physiological characteristics of sassafras seedlings. Scientific reports, 11 (1), 9913.
46.Chaâbene, Z., Hakim, I. R., Rorat, A., Elleuch, A., Mejdoub, H., & Vandenbulcke, F. (2018). Copper toxicity and date palm (Phoenix dactylifera) seedling tolerance: monitoring of related biomarkers. Environmental toxicology and chemistry, 37 (3), 797-806.
47.Zhu, Z., Huang, Y., Wu, X., Liu, Z., Zou, J., Chen, Y., & Cui, J. (2019) Increased antioxidative capacity and decreased cadmium uptake contribute to hemin-induced alleviation of cadmium toxicity in Chinese cabbage seedlings. Ecotoxicology and Environmental Safety, 177, 47-57.
48.Ozfidan-Konakci, C., Yildiztugay, E., Bahtiyar, M., & Kucukoduk, M. (2018). The humic acid-induced changes in the water status, chlorophyll fluorescence and antioxidant defense systems of wheat leaves with cadmium stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, 155, 66-75.
49.Malar, M., Schiavon, M. S., dall’Acqua, E., & Pilon-Smits, A. (2016). Effects of selenium biofortification on crop nutritional quality. Frontiers in plant science, 6, 280-291.
50.Lanza, M. G. D. B., & Reis, A. R. d. (2021). Roles of selenium in mineral plant nutrition: ROS scavenging responses against abiotic stresses. Plant Physiology and Biochemistry, 164, 27-43. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 308 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 37 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب