بررسی برهمکنش روی و مس بر تجمع عناصر، آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، رنگیزه‌های فتوسنتزی و مالون دی‌آلدهید در گیاه ریحان (ocimum basilicum)

روی و مس از عناصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان هستند. این دو عنصر در غلظت های بالا به عنوان فلز سنگین عمل کرده و باعث تنش اکسیداتیو می شوند. هدف این تحقیق بررسی اثر این عناصر بر گیاه ریحان با نام علمی  ocimum basilicumاز گیاهان مهم دارویی و غذایی است. دراین مطالعه بذرهای گیاه در گلدان های حاوی کوکوپیت و پرلیت کاشته و در مرحله چهار برگی تحت تیمار غلظت های صفر، 350 و 550 میکرومولار سولفات روی و صفر، 20 و 40 میکرومولار سولفات مس در سه تکرار قرار گرفتند. پس از یک ماه تیمار تجمع این عناصر میزان پرولین، قند محلول، پروتئین کل، رنگیزه‌های فتوسنتزی و میزان مالون ‌دی‌آلدهید، تعداد و سطح برگ بررسی شد. نتایج نشان داد اثر سطوح مختلف غلظت‌های مس و روی بر درصد جوانه ‌زنی، تعداد برگ و طول ساقه گیاه ریحان از نظر آماری معنی‌دار نبود. اما با افزایش توام فلز روی و مس وزن تر و خشک ریشه و ساقه به ترتیب تا 540/0، 0.120، 182/0 و 160/0 گرم و سطح برگ گیاه تا 6.172 سانتیمتر مربع در تیمار 40 میکرومولار سولفات مس بدون روی همچنین محتوی مالون‌ دی‌آلدهید (187/0 میکرومول بر گرم) و پرولین در غلظت 550 میکرومولار روی همراه با هر دو غلظت مس، میزان قند محلول، پروتئین کل در غلظت 550 میکرومولار روی همراه با 40 میکرومولار مس افزایش یافت. تیمار مس و روی از نظر آماری بر فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز و کاتالاز تاثیر معنی‌داری نداشت. میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی در غلظت های بالای روی و مس کاهش یافت به ‌طوریکه میزان کلروفیل کل به 9.79 میلی‌گرم بر گرم رسید. با افزایش غلظت مس و روی در محیط تجمع این عناصر در ریشه و ساقه افزایش یافت. البته تجمع در ریشه در مقایسه با اندام هوایی بیشتر بود. افزایش سطوح بالای روی و مس در محیط باعث کاهش میزان تجمع مس در ساقه و ریشه و روی در ساقه گردید که تایید کننده وجود برهمکنش بین دو عنصر است. افزایش هر یک از این دو عنصر در محدوده غلظت های ذکر شده تاثیر نامطلوب بر این گیاه ندارد اما بر همکنش آنها می تواند تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاه داشته باشد. بر این اساس غلظت بهینه این دو عنصر در گیاه ریحان 350 میکرومولار همراه با دو غلظت مس به نظر می رسد.

An investigating of the interaction of zinc and copper on the accumulation of elements, antioxidant enzymes, photosynthetic pigments and malon dialdehyde in basil (Ocimum basilicum)

Zinc and copper are essential elements for plant growth and development. These two elements act as heavy metal in high concentrations and cause oxidative stress. The aim of this study was to investigate the effect of these elements on (Ocimum basilicum). This plant is an important herb of medicine and nutrition.  In this study, seeds were planted in pots containing cocopeat and perlite and the four-leaf seedlings were treated with zinc sulfate at of 0, 350 and 550 micro-molar concentrations and 0, 20 and 40 micro-molar copper sulfate in three replications. After a month, accumulation of the elements including, proline, soluble sugars, total proteins, photosynthetic pigment and malon dialdehyde contents, leaf area, number of leaves were investigated. The results showed that different concentrations of copper and zinc effects were not significant on germination percentage, number of leaves and stem length. However with increasing zinc and copper, the fresh and dry weight of the root, stems were up to 0.540, 0.120, 0.182 and 0.160 grams and the leaf area of the plant was up to 172.6 square centimeters in 40 micromolar of copper sulfate without zinc. Also, the content of malon dialdehyde (0.187 μMol/g) and Proline at a concentration of 550 micromolar of zinc with both concentrations of copper, the amount of soluble sugar, total protein at a concentration of 550 micromolar of zinc and 40 micromolar of copper increased. Antioxidant enzymes (catalase and peroxidase) did not activate these concentrations. The amount of photosynthetic pigments decreased at high concentrations of zinc and copper so that the total chlorophyll content turned to 79.9 mg/g. With increased concentrations of copper and zinc in the medium, copper and zinc accumulation increased in the root and shoot. Of course, the accumulation in the roots was more than the shoot. Increasing the high levels of zinc and copper in the medium reduced the amount of copper accumulation in the stem, root and zinc in the stem which confirms the existence of interaction between two elements. Increasing each of these two elements within the range of mentioned concentrations did not have an adverse effect on this plant. But their interactions had physiological and biochemical changes in the plant. Accordingly, the optimal concentration of these two elements in a basil was zinc at 350 μm with two concentrations of copper.