بررسی تاثیر محلول ‌پاشی 5-آمینولوولونیک اسید (5-ala) بر خصوصیات ریخت شناسی و زیست شیمیایی ریحان (ocimum basilicum l.) در شرایط تنش آرسنیک

سابقه و هدف: ریحان (ocimum basilicum l.) یک گیاه یکساله از خانواده نعناعیان (lamiacea) است که به عنوان سبزی و گیاه دارویی و معطر استفاده از آن در سراسر جهان روزبروز رو به افزایش است. فلزات و یا شبه‌فلزاتی که وزن مخصوص آنها بالاتر از 5 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشند به عنوان فلزات سنگین در نظر گرفته می‌شوند و آرسنیک به عنوان یکی از مهمترین فلزات سنگین شناخته می‌شود. این عناصر به عنوان یکی از مهمترین آلوده کننده‌های محیط زیست مطرح بوده که برای همه موجودات زنده خطرناک هستند. این فلزات موجب جلوگیری از فرایندهای فیزیولوژیکی مانند فتوسنتز، تنفس، طویل شدن سلول، روابط آبی گیاه، متابولیسم نیتروژن و تغذیه معدنی گیاهان می‌شود. استفاده از تنظیم کننده رشدی به نام 5-ala به عنوان یک راهکار نوین برای مقابله با برخی تنش‌های محیطی و تعدیل اثرات مخرب محیطی بر رشد و نمو گیاهان قبلاً مطالعه شده است. 5-ala به عنوان پیش‌ماده برای سنتز ترکیبات تتراپیرولی مانند کلروفیل، پورفیرین، ویتامین b12، بیلین‌ها و هم است که در جلبک‌ها، باکتری‌ها، گیاهان و حیوانات یافت می‌شود. پژوهش حاضر به منظور بررسی تاثیر 5-ala بر کاهش و یا تعدیل اثرات مخرب تنش آرسنیک بر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی ریحان انجام شد. مواد روش‌ها: مطالعه اثر محلول‌پاشی 5-ala در سه غلظت (صفر، 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر) بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه ریحان در دو نوع آلوده به آرسنیک و خاک فاقد آلودگی به آرسنیک (شاهد) یک آزمایش فاکتوریل در قالب کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه انجام شد.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که تنش آرسنیک موجب کاهش محتوای صفات مورفولوژیکی ریحان شد امًا تیمار 5-ala تا حدودی موجب بهبود این صفات حتی در شرایط آلودگی آرسنیک می‌گردد. همچنین صفات فیزیولوژیکی مانند آنتوسیانین، فنول، فلاونوئید، پرولین، قندهای محلول، dpph، mda، گائیکول پراکسیداز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، rwc و نشت یونی به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر آلودگی خاک به آرسنیک و محلول‌پاشی 5-ala و اثر متقابل این دو قرار گرفتند. در مورد صفات رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، b، کلروفیل کل و کارتنوئید) اثر آلودگی آرسنیک و محلول‌پاشی 5-ala بر این صفات معنی‌دار بود امّا اثر متقابل این دو فاکتور بر صفات مذکور معنی‌دار نبود. تنش آرسنیک باعث کاهش رشد ریحان و میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی آن و از طرف دیگر موجب افزایش نشت الکترولیت و mda شد. در واقع محلول‌پاشی با 5-ala با افزایش پرولین و آنزیم‌های آنتی اکسیدان باعث کاهش اثرات منفی تنش آرسنیک شد.نتیجه‌گیری: با توجه به تاثیر کاهندگی و بازدارندگی آرسنیک بر رشد و نمو ریحان و اثرات 5-ala در کاهش و تعدیل اثرات مذکور می توان گفت که استفاده از این ترکیب می‌تواند به عنوان یک راهکار نو تا حدی موثر در کاهش اثرات مخرب محیطی در گیاهان در پژوهش‌آتی بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

investigation of the effects of 5-aminolevulinic acid (ala) on morphological, physiological, and antioxidative enzymes of sweet basil (ocimum basilicum l.) under arsenic stress

introduction: sweat basil (ocimum basilicum l. ) is an annual herb belongs to lamiaceae family and demands for its in increasing because of uses as vegetable, medicinal and cosmetic plant in the world wide. metals and/or metalloids that have specific weights higher than about 5g/cm3 are known as heavy metals. arsenic (as) is recognized as one of the most important heavy metal in the world. heavy metals are significant environmental contaminants, and their toxicity is a problem for all living organisms. heavy metals inhibit physiological processes such as respiration, photosynthesis, cell elongation, plant-water relationship, n-metabolism and mineral nutrition in plants. according to history of application of plant growth regulators as new procedure for confronting with environment stresses and adjustment of its dangerous effects on plant growth and development, this study carried out to investigation the reduction or balancing effects of 5-ala on hazard effects of as on morphological and physiological properties of basil. material and methods: in this examination basil plant cultivated in two groups of as-contaminated and as-noncontaminated soils. for study of foliar application of 5-ala in three concentrations (0, 10 and 20 mg/l) on morphological and physiological traits of basil conducted in the greenhouse in form of completely randomized design in four replication carried out. results: the analysis of results showed that arsenic stress decreased the content of basil morphological properties but the treatment of 5-ala to some extent improved the content of these properties. also the physiological properties such as anthocyanin, phenol, flavonoid, proline, soluble sugar, dpph, mda, guaicol peroxidase, catalase, ascorbate peroxidase, rwc and ion leakage significantly affected by arsenic contamination and 5-ala spraying and reaction of these. in the case of photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoids) were affected by arsenic contamination and spraying of 5-ala but the reaction of these factors on these adjectives was not significant. arsenic stress decreased the basil growth and photosynthetic pigments and on the other hand electrolyte leakage and mda content were increased. actually, the spraying of 5-ala with the increase of proline and antioxidant enzymes reduced the negative effects of arsenic stress. conclusion: according to the reduction and inhibition effects of arsenic on the growth and development of basil, and the effects of 5-ala decline and adjustment on these factors, it can be said that the use of this component could be as a new way to some extent in reduction of dangerous effects of these environment contaminations on plants in the future studies should be considered.