اثر تیمار برگی کادمیوم بر ویژگی‌های ریخت‌شناختی، فیزیولوژیکی و تکوین گامتوفیت نر و ماده در درمنه خزری (Artemisia Annua)

هدف: هدف از این مطالعه بررسی تغییرات ریخت شناختی، تنکارشناختی (فیزیولوژیک) و تکوین دانه ی گرده و تخمک در شرایط تنش ناشی از تیمار کادمیوم در درمنه خزری است.مواد و روش‏ها: در این مطالعه انباشتگی کادمیوم در بافت های گیاهی، فاکتورهای رشد، محتوای نسبی آب بافت، شاخص پایداری غشا، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی، محتوای کربوهیدرات های محلول، محتوای پروتئین کل، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانتی، الگوی پروتئینی بذر و مراحل تکوین دانه ی گرده و تخمک در درمنه خزری تحت تیمار اسپری برگی کادمیوم (0، 75، 150 و 225 میلی گرم در لیتر) مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: نتایج نشان داد که درمنه خزری می تواند کادمیوم را در بافت های خود انباشته سازد. کاهش در فاکتورهای رشد، محتوای نسبی آب بافت، شاخص پایداری غشا، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی، محتوای کربوهیدرات های محلول و افزایش در محتوای پروتئین کل و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانتی مشاهده شد. هم‌چنین تغییرات در الگوی پروتئینی بذر، تجزیه و تحلیل رفتن سلول های کیسه رویانی، و افزایش ناهنجاری‌ها در میکروسپورها و دانه های گرده ازجمله ناهنجاری های مشاهده شده در گیاهان تحت تیمار بود.نتیجه‏گیری: براساس نتایج این تحقیق درمنه خزری مقاومت بالایی نسبت به تنش کادمیوم دارد و می تواند تحت غلظت های بالای کادمیوم زنده بماند. نتایج بیان‌گر آن است که کادمیوم می تواند مراحل نموی اندام های زایشی را تحت تاثیر قرار داده و موجب بروز انواعی از ناهنجاری‌ها طی مراحل تکوین اندام های زایشی نر و ماده شد اما به‌نظر می رسد درمنه خزری با تغییر در ویژگی های فیزیولوژیک و پروتئینی خود توانسته در برابر اثرات منفی کادمیوم مقاومت کند.

Effect of foliar application of cadmium on morphological, physiological characteristics and development of male and female gametophytes in Artemisia annua

Aim: The aim of this study was to investigate the morphological, physiological, and pollen grain and ovule developmental changes under Cd stress in Artemisia annua L. Material and Methods: In this study, Cd accumulation in plant tissues, growth factors, relative water content of tissue, membrane stability index, photosynthetic pigments content, soluble carbohydrates content, total protein content, antioxidant enzymes activity, seed protein pattern and, developmental stages of pollen grains and ovules were studied under foliar treatment of Cd (0, 75, 150 and 225 mg l1). Results: The results showed that A.annua can accumulate Cd. Significant decrease in growth factors, relative water content, membrane stability index, photosynthetic pigments content, soluble carbohydrates content and increase in total protein content, antioxidant enzymes activity were observed. Changes in seed protein pattern, embryonic sac cells degeneration, and the increase of abnormalities in microspores and pollen grains were the abnormalities observed in the plants under treatment. Conclusion: According to the results of this study, A.annua has a high resistance to Cd stress and can survive under high concentrations of Cd. The results indicate that Cd can affect the developmental stages of reproductive organs and causes a variety of abnormalities during the developmental stages of male and female reproductive organs but it seems that A.annua has been able to resist the negative effects of Cd by changing its physiological properties and proteins contents.