ارزیابی تغییرات فعالیت آنزیم‌های ضد اکسیدانی در گیاهچه‌های زعفران تحت تنش کادمیوم

غلبه گیاهان در محیط رویش نسبت به تنش های فلزات سنگین، توسط راه کارهای دفاعی متعددی انجام می شود. در این راستا محتوای پرولین، فعالیت آنزیم های ضد اکسیدان و ترکیبات فنلی در بنه زعفران تحت تنش کادمیوم در غلظت های مختلف بررسی شد. بنه های زعفران در غلظت های مختلف 0، 0.25، 0.5، 1، 2، 5، 10 و 20 میلی مولار کادمیوم، کشت و عصاره گیری از بنه ها در روزهای 0، 5، 10، 20 و 30 پس از کشت انجام شد و فعالیت آنزیم های ضداکسیدان، میزان پرولین و محتوای فنلی اندازه گیری شد. آنالیز داده ها در سطح ( 0.05≤p) با نرم افزار spss انجام شد. نتایج نشان دادند فعالیت سوپر اکسید دیسموتاز (sod)، آسکوربات پراکسیداز (apx)، کاتالاز (cat)، پلی فنل اکسیداز (ppo)، گایاکل پراکسیداز(gpx)  و فنیل آلانین آمونیالیاز(pal) ، محتوای پرولین و فنلی در نتیجه تیمار با کادمیوم به طور معنی داری افزایش یافت. پاسخ فعالیت ppo، cat، apx، pal و gpx به سطوح مختلف کادمیوم از یک تابع دو تکه ای تبعیت نمود، درحالی که پاسخ تجمع ترکیبات فنلی از تابع رگرسیون خطی و پاسخ sod و تجمع پرولین به ‌صورت تابع نمائی مسطح بود. بیشینه فعالیت آنزیم های ppo، cat، apx، pal در بنه های 30 روز تحت تنش 10 میلی مولار کادمیوم به دست آمد. حداکثر فعالیت آنزیم sod و تجمع پرولین بر اساس تابع نمائی مسطح در بنه های 30 روز در معرض تنش مشاهده شد و با افزایش غلظت کادمیوم در محیط، تجمع ترکیبات فنلی نیز با شیب های معنی دار و البته متفاوت به تناسب زمان های مختلف افزایش یافت. با توجه به نتایج، تغییرات فعالیت آنزیم ها در طول رشد، نشان دهنده وجود راه‌کارهای تنظیمی آنزیمی در زعفران در برابر تنش کادمیوم است. از آنجایی که غلظت های زیاد کادمیوم با تولید ترکیبات سمی ros همراه است، بنابراین گیاه زعفران تولید هرچه بیشتر آنزیم های ضداکسیدانی را در جهت حذف رادیکال های تخریب گر و مقابله با آن در پیش می گیرد.

evaluation of activity changes of antioxidant enzymes in saffron seedlings under cadmium stress

plants employ various defensive strategies to cope with heavy metal stress in their growing environment. in this study, proline content, antioxidant enzyme activities, and phenolic compound levels were analyzed in saffron corms exposed to varying concentrations of cadmium stress. saffron corms were cultivated under cadmium stress at concentrations of 0, 0.25, 0.5, 1, 2, 5, 10, and 20 mm, and samples were collected on days 0, 5, 10, 20, and 30 after cultivation. antioxidant enzyme activities, proline levels, and phenolic content were measured. statistical analysis was performed at a significance level of p < 0.05 using spss software. the results revealed significant increases in the activities of superoxide dismutase (sod), ascorbate peroxidase (apx), catalase (cat), polyphenol oxidase (ppo), guaiacol peroxidase (gpx), phenylalanine ammonia-lyase (pal), as well as in proline content and phenolic compound accumulation, in response to cadmium treatments. the activity responses of ppo, cat, apx, pal, and gpx enzymes followed a biphasic pattern, while phenolic compound accumulation exhibited a linear regression trend. in contrast, the activities of sod and proline accumulation conformed to a flattened exponential function. maximum activities of ppo, cat, apx, and pal enzymes were observed at a cadmium concentration of 10 mm in corms harvested after 30 days of stress exposure. similarly, the highest sod activity and proline accumulation were recorded in 30-day-old corms, with phenolic compound accumulation significantly increasing with higher cadmium concentrations, albeit with varying rates depending on the duration of exposure. the observed changes in enzyme activities during growth suggest activating regulatory mechanisms in saffron to mitigate cadmium stress. the antioxidant roles of enzymes, proline, and phenolic compounds are critical in safran’s response to cadmium-induced stress. given that high cadmium levels induce the production of reactive oxygen species (ros), the saffron plant enhances the synthesis of antioxidant enzymes to neutralize destructive radicals effectively.