کاربرد سلنیوم در کاهش خسارات ناشی از تنش همزمان کادمیوم، نیکل و سرب بر جوانه‌زنی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاهچه خیار (Cucumis sativus L.)

تحقیقات بذر

مقاله 7، دوره 8، شماره 27، شهریور 1397، صفحه 55-73   

نویسندگان

لیلا شکاری¹؛ حسین آروئی^{* 2}؛ امین میرشکاری³؛ حسین نعمتی⁴

¹دانشجوی دکتری باغبانی، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

²استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

³3استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، ایران

⁴استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد،

چکیده

سلنیوم عنصری سودمند با خواص آنتی­اکسیدانی و آنتی­ویروسی که باعث تقویت سیستم دفاعی و افزایش سازگاری گیاهان در شرایط تنش­های محیطی می­شود. در این پژوهش تأثیر کاربرد سلنیوم در شرایط تنش ناشی از حضور همزمان سه عنصر ­سنگین کادمیوم، نیکل و سرب در محیط کشت گیاه خیار (Cucumis sativus L. cv Super Dominus) مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور پژوهشی در دو مرحله آزمایش جوانه­زنی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام پذیرفت. آزمایش اول با هدف تعیین سطح بهینه تأثیر سلنیوم و سطوح آستانه سمیت فلزات ­سنگین در گیاهچه خیار با سطوح تیمار سلنیوم (صفر، 4، 6، 8، 10 میلی­گرم بر لیتر از منبع سلنات سدیم) کادمیوم (صفر، 10، 15، 20، 25 میکرومولار از منبع کلرید­کادمیوم) نیکل (صفر، 50، 100، 150، 200 میکرومولار از منبع کلرید­نیکل) و سرب (صفر، 20، 40، 60، 100 میکرومولار از منبع کلرید­سرب) صورت پذیرفت. تیمارها در آزمایش دوم شامل سلنیوم (صفر و 8 میلی­گرم بر لیتر)، کادمیوم (صفر و 25 میکرومولار)، نیکل ( صفر و 200 میکرومولار) و سرب (صفر و 100 میکرومولار) بودند. نتایج نشان داد که حضور عناصر­سنگین در محیط­ کشت باعث کاهش معنی­دار شاخص­های جوانه­زنی بذر خیار گردید و با افزایش تعداد عناصر سنگین در محیط کشت، کاهش در این شاخص­ها مشهودتر بود ولی کاربرد سلنیوم باعث بهبود در سرعت و در صد جوانه­زنی، افزایش طول ساقه­چه و ریشه­چه و وزن­ تر و خشک گیاهچه در تمامی تیمار­های آزمایشی شد. حضور عناصر سنگین (به تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر) باعث کاهش معنی­دار پایداری غشاء سلولی (EL) و افزایش میزان شاخص مالون‌دی­آلدئید (MDA) گردید و سلنیوم در کاهش آسیب­های غشاء سلولی در شرایط تنش تأثیر قابل­توجهی داشت. همچنین تیمار با سلنیوم در شرایط سمیت فلزات­سنگین باعث بهبود چشمگیر فعالیت آنتی­اکسیدانی و افزایش میزان فعالیت آنزیم­های کاتالاز (CAT)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و آسکوربات پراکسیداز (APX) در برگ گردید ولی بیشترین تاثیر این عنصر در تیمار عناصر سنگین به تنهایی و بدون ترکیب با یکدیگر مشاهده شد. در کل نتایج نشان داد که سلنیوم از طریق بهبود شاخص­های جوانه­زنی و فعالیت آنتی­اکسیدانی باعث کاهش خسارات ناشی حضور همزمان عناصر سنگین (Cd، Ni، Pb به تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر) در گیاهچه خیار می­گردد.

کلیدواژه‌ها

آنزیم‌های آنتی اکسیدانی؛ پایداری غشاء سلولی؛ تنش عناصر سنگین؛ جوانه‌زنی؛ شاخص مالون دی آلدئید