بررسی اثر تجمع کادمیوم بر برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در گیاه ریحان (ocimum basilicum l.)

گیاه ریحان در برخی از مناطق در زنجان کشت می شود که آلوده به فلزات سنگین از جمله فلز سمی کادمیوم است. لذا این تحقیق با هدف بررسی میزان انباشت سازی این فلز در گیاه و اثر آن بر برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی انجام گرفت. بذرها در شرایط کشت هیدروپونیک درون گلدان هایی حاوی پرلیت و محیط کشت هوگلند کشت گردیدند و پس از رسیدن به رشد کافی به مدت دو هفته تحت تیمار کادمیوم نیترات با غلظت های صفر (شاهد)، 2، 4 و 8 میلی مولار قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وزن خشک ریشه و ساقه، طول ریشه و ساقه و سطح برگ گیاه تحت تنش کادمیوم در همه غلظت ها نسبت به گیاهان شاهد کاهش یافت. همچنین میزان کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئیدها در گیاهان تحت تیمار 8 میلی مولار بیشترین کاهش را نسبت به گیاهان شاهد نشان داد. میزان پروتئین های محلول، پرولین و قند های محلول در ریشه و اندام هوایی گیاهان تحت تیمار نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت. فعالیت آنزیم کاتالاز در ریشه و اندام هوایی گیاهان تیمار شده با کادمیوم نسبت به شاهد کاهش یافت در حالیکه فعالیت آنزیم پراکسیداز در همه تیمار های کادمیوم افزایش نشان داد. میزان کادمیوم تجمع یافته در ریشه حدود سه برابر مقدار آن در اندام هوایی در تیمار 8 میلی مولار بود. به طور کلی می توان گفت که گیاهچه های ریحان با استفاده از افزایش فعالیت پراکسیداز، غلظت پرولین، قند های محلول و پروتئین های محلول در برابر تنش ناشی از تجمع فلز سنگین کادمیوم کمی مقاومت نشان می دهند اما نمی توانند از ورود مقادیر بالای کادمیوم به ریشه و به خصوص بخش های هوایی جلوگیری کنند که این امر موجب آلودگی آنها می شود.

Analysis of cadmium accumulation and its effects on some biochemical and physiological characters of basil plants

Basil (Ocimum basilicum L.) is a highly used as an edible and medicinal plant. As in some places of Zanjan province basil plant is cultured and contaminated by heavy metals, such as toxic cadmium metal, a research for analyzing Cd accumulation and its effects on some physiological and biochemical traits of this plant was performed. Seeds were cultured in plastic pots containing perlite and Hoagland’s culture medium in a hydroponic condition. After three weeks, plantlets with enough growth were treated by different concentrations of Cd including: 0 (control), 2, 4 and 8 mM for two weeks. Results showed that, root and shoot dry weight, root and shoot length as well as chlorophyll a and b and carotenoids contents and leaf area in all Cd treatments were decreased compared to the control plants. 8 mM Cd treatment showed the maximum decrease in all above traits. The content of soluble proteins, proline and soluble sugars of roots and shoots of treated plants increased at all Cd treatments compared to the control plants. The activity of catalase enzyme was decreased in roots and shoots of Cd treated plants. However; the activity of peroxidase was increased at all Cd treatments. The concentration of Cd in roots of treated plants was about three times higher than that of shoots at 8 mM Cd concentration. As a conclusion, basil plants showed a little tolerance against Cd heavy metal by increasing of their peroxidase activity, proline, soluble sugars and protein contents. However, they were not able to prevent Cd penetration to their roots and especially shoot contaminated them.