توصيفگر ها :
آزولا , گياه پالايي , آنتي اكسيدان , آنتوسيانين , مالون دي آلدئيد , پروتئين كل , رنگيزه هاي فتوسنتزي
چكيده فارسي :
آلودگي منابع آبي به فلزات سنگين و همچنين بالا بودن غلظت اين تركيبات علاوه بر ايجاد تنش در گياهان، سرخس‌ها و تمام موجودات آبزي، مي‌تواند تهديدي براي سلامت انسان و زيست‌بوم باشد. در گياه پالايي از گياهان سبز و ارتباط آن¬ها با ميكروارگانيسم‌هاي خاك براي كاهش آلودگي خاك و آب¬هاي زيرزميني استفاده مي‌شود. با توجه به كمبود اطلاعات موجود در زمينه عملكرد ژن¬ها و فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني سرخس تالاب انزلي در شرايط تنش فلزات سنگين، هدف از اين پژوهش، بررسي عملكرد سيستم دفاعي آنتي¬اكسيداني آنزيمي و رنگيزه¬هاي آنتوسيانين اين سرخس، در مقابل سميت كادميوم و سرب بود كه در غلظت¬هاي مختلف كلريدكادميوم (صفر، 200 ،400 و 600 ميكرومولار) و استات سرب (صفر، 500، 750 و1000 ميكرومولار) در زمان هاي 2، 4 و 6 روز پس از اعمال تيمار بررسي شد. در تنش زياد كادميوم (600 ميكرومولار) رشد متوقف شد و منجر به مرگ سرخس گرديد. با قرار گرفتن در معرض تنش كادميوم و سرب، فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني (كاتالاز، آسكوربات پروكسيداز و سوپراكسيد ديسموتاز)، ميزان آنتوسيانين كل، ميزان كاروتنوئيد و مالون دي آلدئيد با افزايش غلظت عناصر و زمان اعمال تيمار افزايش يافت، در حالي كه ميزان كلروفيل و پروتئين كل گياهي در تنش كادميوم كاهش نشان داد. همچنين ميزان بيان ژن‌هاي كدكننده آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني شامل CAT، APX، SOD، PPO و GR، ژن‌هاي دخيل در بيوسنتز آنتوسيانين (CHS و C4H) و ژنPAP1 به علت وجود تركيبات ROS افزايش يافت و منجر به القا سيستم دفاعي آنتي‌اكسيداني در سطح رونويسي شد. نتايج بدست آمده نشان داد كه آزولا، سرخسي مناسب براي انجام گياه پالايي و حذف آلاينده‌هايي نظير سرب و كادميوم است. اين سرخس با توليد زيست توده فراوان و سيستم ريشه‌اي گسترده، توانايي تحمل تنش فلزات سنگين را دارد.
چكيده انگليسي :
Contamination of water sources with heavy metals and high concentrations of these compounds, not only causes stress in plants, ferns, and all aquatic organisms, but also can be a threat to human health and the ecosystem. In phytoremediation, green plants and their relationship with soil microorganisms are used to reduce soil and groundwater pollution. Considering the lack of available information on the function of genes and the activity of antioxidant enzymes of Anzali lagoon fern (Azolla caroliniana) under heavy metal stress conditions, the purpose of this research is to investigate the function of the enzymatic antioxidant defense system and the anthocyanin pigments of this fern was against cadmium and lead toxicity in different concentrations of cadmium chloride (0, 200, 400, and 600 µM) and lead acetate (0, 500, 750, and 1000 µM) at 2, 4, and 6 days after the treatments were investigated. In high cadmium stress (600 µM), the growth stopped and led to the death of the fern. With exposure to cadmium and lead stress, the activity of antioxidant enzymes (catalase, ascorbate peroxidase, and superoxide dismutase), the amount of total anthocyanin, the amount of carotenoid and malondialdehyde increased with the increase in the concentration of metals and the time of treatment, while the amount of chlorophyll and total plant protein showed a decrease in cadmium stress. Also, the expression level of genes encoding antioxidant enzymes including CAT, APX, SOD, PPO, and GR, involved in anthocyanin biosynthesis (CHS and C4H) and PAP1 gene increased due to the presence of ROS compounds and led to the induction of the antioxidant immune system at the transcription level. The obtained results showed that Azolla is a suitable fern for phytoremediation and the pollutants removal such as lead and cadmium. With abundant biomass production and an extensive root system, this fern can withstand the stress of heavy metals.
