نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد دانشگاه تهران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران

3 عضو هیات علمی دانشگاه تهران، دکتری

4 عضو هیئت علمی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

چکیده

کادمیوم که بوسیله فعالیت‌های شهری، صنعتی و کشاورزی تولید می‌شود در گیاهان تنش ایجاد می‌نماید و فعالیت فیزیولوِژیکشان را متاثر می سازد. در این تحقیق تاثیر کادمیوم بر فلورسانس کلروفیل (Fv/Fm، Fo و Fm)، محتوی رنگدانه‌های کلروفیل (a و b) و پرولین داغداغان و اقاقیا بصورت محلول پاشی کادمیوم روی برگها، بررسی شد. نهال‌ها دو بار در فواصل پنج روزه با غلظت‌های (صفر، 250، 500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر) تیمار شدند. فلورسانس کلروفیل بعد از اولین محلول پاشی ده روز بصورت یک روز در میان اندازه‌گیری شد. در پایان ده روز نمونه برداری از برگ نهال‌ها جهت اندازه‌گیری کلروفیل و پرولین انجام شد. نتایج نشان داد که فلورسانس کلروفیل دو گونه در غلظت‌های بالای کادمیوم (1000 و 2000 میلی‌گرم بر لیتر) به میزان کمی تحت تاثیر قرار گرفت و Fv/Fm هر دو گونه کاهش یافت. کلروفیل a در اقاقیا در غلظت-های 1000 و 2000 میلی‌گرم بر لیتر کادمیوم افزایش یافت و در داغداغان تفاوت معنی‌داری دیده نشد. کلروفیل b تحت تاثیر کادمیوم در هیچ یک از گونه‌ها تفاوت معنی‌داری را نشان نداد. پرولین داغداغان در غلظت‌های 250، 500، 1000 و 2000 میلی‌گرم بر لیتر افزایش یافت و در اقاقیا تغییری دیده نشد. این نتایج نشان می‌دهد که کادمیوم، فتوسنتز این دو گونه را به میزان کمی تحت تاثیر قرار داد بطوریکه فتوسیستم II و رنگدانه‌های کلروفیل آسیب جدی ندیدند. پیشنهاد می‌شود در مطالعات آینده سایر ابزارهای فیزیولوژیک برای نشان دادن تنش فلزات سنگین در گیاهان و انتخاب آنها برای کاشت در مناطق آلوده شهری مدنظر قرار بگیرند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Cadmium effect on the chlorophyll fluorescence, chlorophyll pigments and proline contents of Celtis caucasica and Robinia pseudoacacia seedlings leaves

چکیده [English]

Heavy metals such as cadmium generating by urban activities, industrial and agricultural create abiotic stress in the plants which is one of the most important stress affecting physiological activities of plants. In this study, the effects of Cd was investigated on chlorophyll fluorescence (Fv/Fm, Fo, and Fm), photosynthetic pigments (a and b), and proline in one-year-old seedlings of Celtis caucasica and Robinia pseudoacacia. Saline solution containing Cd was sprayed on the leaves. The seedlings were treated during ten days, two times, with different concentrations of Cd (0 (control), 250, 500, 1000 and 2000 mg/L). Chlorophyll fluorescence was measured every other day during ten days. Chlorophyll and proline contents were measured ten days after Cd treatments. The results indicated that chlorophyll fluorescence of C. caucasica and R. pseudoacaci were affected slightly by high concentrations (1000 and 2000 mg/L) of Cd, so that Fv/Fm in both species decreased. The chlorophyll a of Robinia at 1000 and 2000 mg/L of Cd increased and in Celtis showed no significant difference in all treatments of Cd. The chlorophyll b showed no significant difference in all treatments of cadmium in C. caucasica and R. pseudoacaci. Proline content in the C. caucasica increased at 250, 500, 1000 and 2000 mg/L of Cd. C. caucasica and R. pseudoacaci were affected slightly by Cd. Photosystem II, chlorophyll pigments didn’t damage by Cd stress. Other physiological characteristics should be considered in future studies in order to selecting of tree species for afforestation projects in urban polluted areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cadmium
  • chlorophyll fluorescence
  • Celtis caucasica
  • Robinia pseudoacacia

اثر تنش کادمیوم بر فلورسانس کلروفیل، محتوای رنگدانه­های کلروفیلی و پرولین برگ نهال­های داغداغان (Celtis caucasica L.) و اقاقیا (Robinia pseudoacacia L.) 

عاطفه دژبان1، انوشیروان شیروانی1، پدرام عطارد1*، مجتبی دلشاد2 و محمد متینی‌زاده3

1 کرج، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، گروه جنگل‌داری و اقتصاد جنگل

2 کرج، دانشگاه تهران، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، گروه علوم باغبانی

3 تهران، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

تاریخ دریافت: 15/5/92                تاریخ پذیرش: 4/12/92 

چکیده 

کادمیوم که بوسیله فعالیت­های شهری، صنعتی و کشاورزی تولید می­شود در گیاهان تنش ایجاد می­نماید و فعالیت فیزیولوِژیک گیاهان را تحت تأثیر قرار می­دهد. در این تحقیق تأثیر کادمیوم بر فلورسانس کلروفیل (Fv/Fm، Fo و Fm)، محتوای رنگدانه­های کلروفیل (a و b) و پرولین نهال­های داغداغان و اقاقیا بصورت محلول پاشی کادمیوم بر روی برگها مشابه ریزش­های جوی حاوی گرد و غبار و فلزات سنگین بررسی شد. نهال­ها دو بار در فواصل پنج روزه با غلظت­های کادمیوم (صفر، 250، 500، 1000 و 2000 میلی گرم در لیتر) تیمار شدند. فلورسانس کلروفیل بعد از اولین محلول پاشی ده روز بصورت یک روز در میان اندازه­گیری شد. در پایان ده روز نمونه برداری از برگ نهال­ها برای اندازه­گیری کلروفیل و پرولین انجام شد. نتایج نشان داد که فلورسانس کلروفیل داغداغان و اقاقیا در غلظت­های بالای کادمیوم (1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر) به میزان کمی تحت تأثیر قرار گرفت و Fv/Fm  هر دو گونه کاهش یافت. کلروفیل a در اقاقیا در غلظت­های 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم افزایش یافت و در داغداغان تفاوت معنی­داری دیده نشد. محتوای کلروفیل b تحت تأثیر کادمیوم در هیچ یک از گونه­ها تفاوت معنی­داری را نشان نداد. پرولین داغداغان در غلظت­های 250، 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم افزایش یافت و در اقاقیا تغییری دیده نشد. این نتایج نشان می­دهد که کادمیوم، فتوسنتز این دو گونه را به میزان کمی تحت تأثیر قرار داد، به‌طوری‌که فتوسیستم II و رنگدانه­های کلروفیل آسیب جدی ندیدند. بنابراین پیشنهاد می­شود در مطالعات آینده سایر ابزارهای فیزیولوژیک برای نشان دادن تنش فلزات سنگین در گیاهان و انتخاب آنها برای کاشت در مناطق آلوده شهری مدنظر قرار بگیرند.

واژه‌های کلیدی: کادمیوم، فلورسانس کلروفیل، داغداغان، اقاقیا

* نویسنده مسئول، تلفن: 02632249312  ، پست الکترونیکی: attarod@ut.ac.ir

مقدمه

 

امروزه گونه­های گیاهی داغداغان (Celtis caucasica) و اقاقیا (Robinia pseudoacacia) به طور وسیع در بیشتر خیابان­های شهر­های بزرگ و پارک­ها به عنوان گونه­های زینتی استفاده می­شوند (1 و 40). فعالیت­های عمده شهری ازجمله ترافیک حاصل از وسایل نقلیه ذرات گرد و غبار حاوی فلزات سنگین ازجمله کادمیوم را تولید می­کنند، رسوب ذرات گرد و غبار حاوی فلزات سنگین بر روی برگ گیاهان و خاک ممکن است فعالیت فیزیولوژیک گیاهان را تحت تأثیر قرار دهد و مانع فعالیت سیستم­های آنزیمی و فرایند­های متابولیک گیاه گردند (27 و 25). کادمیوم برای گیاهان سمی بوده و با تشکیل کمپلکس­های پیچیده با پروتئین­ها در بسیاری اعمال یاخته­ای دخالت کرده و تغییرات ژنتیکی و بیوشیمیایی را در گیاه ایجاد می نماید (32). فتوسنتز به کادمیوم حساس بوده و کادمیوم کلروفیل و آنزیم­های دخیل در تثبیت CO2 را تحت تأثیر قرار می­دهد (14). Sezgin و همکاران در سال 2003 (46) بیان کردند که غلظت کادمیوم در گرد و غبار­های خیابان دو برابر غلظت آن در خاک نرمال می­باشد. اقاقیا از گونه­هایی است که مقدار زیادی از فلزات سنگین را در برگهایش انباشته می­سازد (43)، و احتیاجات اکولوژیکی محدودی دارد، برای مثال در محیط‌های بدون پوشش خاک مناسب به خوبی مستقر می­شود، بنابراین در محیط­هایی با شرایط اکولوژیک سخت به سرعت سازگار می­شود (40). Gulriz و همکاران در سال 2006 (19) با کشف غلظت­های بالای سرب در برگ­های اقاقیا در مقایسه با افرا، صنوبر، عرعر، چنار و زبان­گنجشک، اقاقیا را به عنوان گونه مقاوم برای کاشت در محیط­های شهری معرفی کردند. در سال­های اخیر استفاده از روش فلورسانس کلروفیل به طور گسترده در بسیاری از مطالعات اکوفیزیولوژی بکار گرفته شده است. اثرات تنش­های بلند مدت و کوتاه مدت و آسیب به اجزای فتوسنتزکننده را می‌توان از طریق فلورسانس کلروفیل تشخیص داد و به محض اینکه عامل تنش‌زا از روی گیاه برداشته شود، فلورسانس کلروفیل به حالت اولیه باز می­گردد (29). امروزه دستگاه­های فلورمتر PAM (Pulse Amplitude Modulated) با تنوع فراوان برای سنجش اثرات بالقوه آلاینده­ها بر روی گیاهان با استفاده از پارامتر Fv/Fm= (Fm(حداکثر فلورسانس کلروفیل بعد از تابش نور به برگ)−F0(حداقل فلورسانس کلروفیل بعد از عادت دادن برگ به تاریکی))/Fm (بازده فتوشیمی فتوسیستم II) در دسترس هستند (20، 23، 28 و 35). پارامتر Fv/Fm در برگ­های سالم بیشتر گونه­های گیاهی مطالعه شده، و نزدیک به 83/0 است، کم بودن این مقدار نشان­دهنده این است که بخشی از مراکز واکنش فتوسیستم  IIآسیب دیده­اند و پدیده­ای به نام مهارسازی نوری (Photoinhibition) اتفاق افتاده است (13). فلورسانس کلروفیل روشی سریع، غیرمخرب، کمی و بدون آسیب به اجزا ساختمان سلول گیاهیست (30). فلورسانس کلروفیل گونه Halophila ovalis که تحت تأثیر تنش سرب قرار گرفته بود نشان داد که سرب اثر سمی محدودی را بر روی این گونه داشته است (41). آلاینده­های هوا از قبیل فلزات سنگین بر روی کمپلکس جذب کننده نور، فرگشت اکسیژن (oxygen  evolution  complex) و ساختمان سیتوکروم کلروپلاست برگ تأثیر می­گذارند و بازده فتوسنتز کل را کاهش می­دهند (38). پرولین یک آمینو اسید بوده و در ساختار پروتئین وجود دارد. تجمع این آمینو اسید برای اولین بار در تعدادی از گونه­های گیاهی که در شرایط تنش­زا رشد کرده بودند، مشاهده شد (8 و 21). اندازه­گیری میزان کلروفیل برگ که شامل کلروفیل a، b و کلروفیل کل می­باشد نیز برای ارزیابی اثرات تنش آلاینده­های هوا و فلزات سنگین بر گیاهان استفاده می­شود (22). Dinakar و همکاران در مطالعه­ای در سال 2008 (16) بیان کردند که میزان پرولین در بافت­های برگ و ریشه نهال­های بادام زمینی Arachis hypogaea که در معرض غلظت­های مختلف کادمیوم (25، 50، 100 میکرومول بر لیتر) قرار داشتند افزایش یافت و بالاترین غلظت کادمیوم (100 میکرو­مول بر لیتر) باعث کاهش 91 درصدی کلروفیل کل شد. میزان کلروفیل برگ گونه­های شب‌خسب (Albizia lebbeck) و شیشه شور (Callistemon citrinus) که در معرض آلاینده­های هوا که کادمیوم نیز جزئی از آنها بود، افزایش یافت (45).

هدف از تحقیق حاضر تعیین چگونگی تحمل فیزیولوژیک داغداغان و اقاقیا در مقابل افزایش غلظت عنصر سمی کادمیوم و نیز تأثیر این عنصر بر برخی از صفات فیزیولوژیک این دو گونه می­باشد.

مواد و روشها

مواد گیاهی و تیمارهای آزمایشی: تحقیق حاضر بر روی نهال­های یکساله دو گونه درختی داغداغان و اقاقیا، واقع در مرکز تحقیقات البرز (مجتمع تحقیقاتی البرز)، در حدود هفت کیلومتری مرکز شهر کرج، در طول و عرض جغرافیایی به‌ترتیب 50 درجه و 54 دقیقه شرقی و 35 درجه و 48 دقیقه شمالی در خرداد ماه سال 1390 انجام شد. ارتفاع از سطح دریای مرکز تحقیقات 1300 متر، میانگین بارندگی سالیانه 230 میلی­متر، و میانگین درجه حرارت 7/13 درجه سلسیوس است که در طبقه آب و هوایی نیمه خشک قرار دارد (2). نود عدد نهال مشابه از هر گونه درختی انتخاب و به صورت تصادفی در پنج گروه نه‌تایی برای اعمال تیمارهای کادمیوم با غلظت­های صفر (شاهد)، 250، 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر مرتب شدند. هر تیمار شامل نه گیاه منفرد بوده است. به‌منظور تهیه محلول­ حاوی کادمیوم با غلظت­های 250، 500، 1000 و 2000 میلی گرم بر لیتر ، نمک­ کلراید کادمیوم (Cd.Cl2.H2O) (11، 37 و 50) بر حسب غلظت مورد نیاز، در آب مقطر دو بار تقطیر حل و غلظت­های فوق بدست آمد. سپس ده میلی لیتر از محلول­ حاوی فلز کادمیوم (تیمار شاهد آب مقطر دو بار تقطیر) بر روی هر نهال پاشیده شد. عمل محلول پاشی بر روی نهال­ها، دو بار با فاصله­ پنج روز انجام شد، به این صورت که اولین محلول پاشی در تاریخ 12/3/90 اجرا شد و پنج روز بعد از آن در تاریخ 17/3/90 دومین محلول پاشی انجام گردید.

اندازه­گیری فلورسانس کلروفیل: فلورسانس کلروفیل با استفاده از دستگاه فلورسانس متر PAM-2500 (Walz, Germany, 2008) مورد سنجش قرار گرفت. بعد از اینکه نهال­ها با استفاده از غلظت­های مختلف کادمیوم تیمار شدند، برگ­های گیاهان با استفاده از کلیپس به مدت 30 دقیقه در شرایط تاریکی قرار گرفتند. به دلیل بیشتر بودن میزان فتوسنتز اندازه­گیریها در محدوده زمانی 11 صبح تا 14 بعدازظهر انجام شد (33)، ضمن اینکه سنجش فلورسانس کلروفیل در طول ده روز بعد از اولین محلول پاشی بصورت یک روز در میان انجام شد.

پارامترهایی از فلورسانس کلروفیل که  مورد  سنجش  قرار

گرفتند عبارت بودند از Fv/Fm، Fo و .Fm مرور منابع نشان می­دهند که این پارامترها، شاخص­های خوبی برای اندازه­گیری تنش و تحمل به تنش در گیاهان هستند. به طور مثال در بافت­های سالم بیشتر گونه­های گیاهی میزان Fv/Fm تقریبا برابر 83/0 است (13) و این مقدار در حضور انواع تنش­ها کاهش می­یابد. اما اگر محل­هایی غیر از مراکز واکنش PSII تحت تأثیر قرار بگیرد ممکن است دیرتر از سایر پارامترها عکس­العمل نشان دهد (5). روش فلورسانس کلروفیل از روش­های غیرمخربی است که امروزه برای سنجش انواع مختلف تنش در گیاهان در بسیاری از مطالعات استفاده می­شود (34).

اندازه­گیری کلروفیل و پرولین برگ: نمونه برداری ­برای اندازه­گیری کلروفیل از برگ­ها ده روز پس از اعمال تیمار فلز سنگین کادمیوم انجام شد. کلروفیل a و b طبق روش Arnon (1949) (6) اندازه­گیری و محاسبه گردید. میزان جذب در طول موج­های 663 و 645 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر (CAIHONG 722 UV/Spectrophotometer) خوانده شد. میزان کلروفیل a و b با استفاده از فرمول­های 1 و 2 محاسبه شدند (6):

(1)    

(mg/gr)aکلروفیل = [(12.7×A663) – (2.69× A645)]

(2)

(mg/gr)bکلروفیل = [(22.9×A645) – (4.68× A663)]

در فرمولهای 1 و 2، A663 و A645 به‌ترتیب عبارتند از: مقدار جذب خوانده شده در طول موج 663 و 645 نانومتر.

نمونه­برداری­ به‌منظور سنجش پرولین برگ از برگ­های کاملا رشد یافته، سالم و بدون لکه­های نکروزه، ده روز پس از اولین محلول­پاشی کادمیوم انجام شد. سپس نمونه­های برگ به فریزر 80- درجه سلسیوس منتقل شدند. برای اندازه­گیری پرولین برگ، از روش Bates (1973) (10) استفاده شد. میزان جذب پرولین با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر (Spectronic 21 UV/Spectrophotometer) در طول موج 520 نانومتر (10) خوانده شد. تولوئن خالص نیز به عنوان بلانک دستگاه مورد استفاده قرار گرفت و استانداردها نسبت به آن سنجیده شدند.

روش­های تجزیه و تحلیل آماری: این آزمایش در قالب طرح فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار به ازای هر تیمار انجام شد. داده­ها با نرم‌افزار SAS 9.1 و با استفاده از آنالیز واریانس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. مقایسه میانگین تیمار­ها در اثرات ساده و اثرات متقابل با استفاده از آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال پنج درصد در محیط SAS با هم مورد مقایسه قرار گرفتند و نمودارها با استفاده از برنامه Excel ترسیم شدند.

 

 

 

b

 

شکل 1ـ مقایسه میانگین Fo و Fm در غلظت­های مختلف کادمیوم در اقاقیا و داغداغان (وجود حداقل یک حرف مشابه نشان دهنده عدم وجود تفاوت معنی­دار بین تیمارها می باشد).


نتایج

فلورسانس کلروفیل: نتایج مربوط به تجزیه واریانس  داده

­های فلورسانس کلروفیل در جدول 1 آورده شده است. البته میزان Fo و Fm در بین داغداغان و اقاقیا اختلاف معنی­داری را نشان نداد. فاکتور Fv/Fm بین دو گونه در سطح پنج درصد اختلاف معنی‌دار نشان داد، و طبق نتایج مقایسه میانگین میزان Fv/Fm داغداغان (738/0) بیشتر از اقاقیا (731/0) بود. Fo در غلظت­های مختلف کادمیوم نیز اختلاف معنی­داری نداشت، و Fm و Fv/Fm اختلاف معنی دار در سطح یک درصد را نشان دادند. در زمان برداشت هر سه پارامتر در سطح یک درصد اختلاف معنی­دار را نشان دادند. در اثر متقابل گونه‌های داغداغان و اقاقیا در غلظت­های مختلف کادمیوم در سطح یک درصد برای Fo و پنج درصد برای Fm  معنی‌دار شدند که نتایج مقایسه میانگین در شکل 1 آورده شده است. در حالی که برای فاکتور Fv/Fm معنی­دار نشدند.

جدول 2 مقایسه میانگین میزان تغییرات Fo، Fm و Fv/Fm در طول مدت اندازه­گیری فلورسانس کلروفیل تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم بر اساس گروه­بندی آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد را در داغداغان نشان می­دهد. با افزایش غلظت کادمیوم Fo افزایش یافت که این افزایش معنی­دار نبود. Fm با افزایش غلظت کادمیوم کاهش پیدا کرد که این کاهش در روز اول (روز صفر) در غلظت های 250، 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر نسبت به شاهد معنی­دار بود، در روز دوم در غلظت­های 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر و در روز چهارم در غلظت 2000 میلی­گرم بر لیتر نسبت به شاهد معنی­دار بود. Fv/Fm در غلظت­های 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر در روزهای اول (روز صفر) و هشتم و در غلظت 2000 میلی گرم بر لیتر در روز دوم نسبت به شاهد کاهش معنی دار نشان داد. مقایسه میانگین پارامترهای فلورسانس کلروفیل نشان داد که بازده فتوشیمی فتوسیستم II در برگ­های داغداغان چندان تحت تأثیر سمیت کادمیوم قرار نگرفت. 

 

 

جدول 1- تجزیه واریانس پارامترهای فلورسانس کلروفیل در داغداغان و اقاقیا تحت تأثیر فلز کادمیوم

میانگین مربعات پارامترهای فلورسانس کلروفیل

 

 

 

Fv/Fm

 

Fm

 

Fo

درجه آزادی

منابع تغییرات

*014/0

ns159/0

ns016/0

1

نوع گونه

**029/0

**521/3

ns015/0

4

غلظت

**020/0

**880/91

**239/5

4

زمان (روز)

ns 005/0

**822/0

*076/0

4

گونه × غلظت

002/0

175/0

022/0

-

خطا

069/7

312/11

762/15

-

درصد ضریب تغییرات (CV٪)

     **: معنی­دار در سطح اطمینان یک در­صد، *: معنی­دار در سطح اطمینان پنج درصد و ns: عدم اختلاف معنی­دار

 

 

جدول 3 مقایسه میانگین میزان تغییرات Fo، Fm و Fv/Fm در طول مدت اندازه­گیری فلورسانس کلروفیل تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم بر اساس گروه­بندی آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد را در اقاقیا نشان می­دهد. با افزایش غلظت کادمیوم Fo  افزایش یافت که این افزایش در روزهای مختلف، در هیچ یک از غلظت ها معنی­دار نبود. در روزهای دوم و چهارم Fm تحت تأثیر غلظت­های 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم کاهش معنی­داری یافت. Fv/Fm در برخی غلظت­های کادمیوم ازجمله 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر در روزهای اول (روز صفر)، دوم، ششم و هشتم و در غلظت 2000 میلی­گرم بر لیتر در روز چهارم کاهش معنی­داری را نشان داد.


جدول 2- مقایسه میانگین پارامترهای Fo (حداقل فلورسانس کلروفیل)، Fm (حداکثر فلورسانس کلروفیل) و Fv/Fm (بازده فتوشیمی فتوسیستم II) در داغداغان تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم و در روزهای مختلف

زمان

(روز)

کادمیوم

) (میلی­گرم بر لیتر

Fo

Fm

Fv/Fm

0

شاهد

73/0±18/0 a

11/3±14/0 a

74/0±07/0 a

 

250

74/0±19/0 a

84/2±11/0 b

72/0±09/0 a

 

500

86/0±28/0 a

40/2±23/0 c

70/0±07/0 a

 

1000

89/0±15/0 a

42/2±24/0 c

63/0±04/0 b

 

2000

90/0±11/0 a

29/2±18/0 c

61/0±06/0 b

2

شاهد

00/1±15/0 a

66/4±34/0 b

78/0±01/0 a

 

250

03/1±13/0 a

50/4±34/0 b

76/0±04/0 a

 

500

15/1±27/0 a

08/4±34/0 a

74/0±07/0 a

 

1000

16/1±27/0 a

15/4±49/0 a

72/0±07/0 a

 

2000

21/1±19/0 a

11/4±37/0 a

71/0±06/0 b

4

شاهد

86/0±18/0 a

13/4±28/0 b

77/0±01/0 a

 

250

98/0±24/0 a

80/3±74/0 ab

76/0±02/0 a

 

500

95/0±07/0 a

89/3±30/0 ab

75/0±02/0 a

 

1000

02/1±16/0 a

75/3±27/0 ab

74/0±05/0 a

 

2000

03/1±17/0 a

62/3±15/0 a

72/0±05/0 a

6

شاهد

10/1±14/0 a

31/5±31/0 a

78/0±02/0 a

 

250

17/1±12/0 ab

20/5±48/0 a

75/0±04/0 a

 

500

21/1±20/0 ab

92/4±48/0 a

76/0±02/0 a

 

1000

24/1±08/0 ab

90/4±24/0 a

75/0±04/0 a

 

2000

32/1±18/0 b

87/4±52/0 a

76/0±02/0 a

8

شاهد

74/0±03/0 a

32/3±13/0 a

79/0±01/0 a

 

250

77/0±06/0 a

30/3±30/0 a

77/0±01/0 ab

 

500

81/0±20/0 a

24/3±21/0 a

76/0±02/0 ab

 

1000

79/0±14/0 a

04/3±18/0 a

73/0±06/0 b

 

2000

84/0±14/0 a

23/3±47/0 a

74/0±04/0 b

    حروف متفاوت نشان‌دهنده معنی­دار بودن میانگین­ها در سطح احتمال پنج درصد با آزمون دانکن است.

 


کلروفیل و پرولین: نتایج مربوط به تجزیه واریانس داده­های حاصل از استخراج کلروفیل و پرولین در جدول 4 آورده شده است. محتوای کلروفیل a و b در بین دو گونه داغداغان و اقاقیا اختلاف معنی­داری نداشت و در بین غلظت­های مختلف کادمیوم کلروفیل a در سطح یک درصد معنی دار شد (شکل 2). همانطور که ملاحظه می شود در اثر متقابل گونه در غلظت کلروفیل a و b معنی­دار نشد، به این معنی که اثر غلظت­های مختلف کادمیوم در دو گونه یکسان است و هر دو گونه عکس العمل نسبتا" یکسانی به غلظت­های کادمیوم نشان می­دهند

 

شکل 2- مقایسه میانگین محتوای کلروفیل a در غلظت­های مختلف کادمیوم در اقاقیا

(وجود حداقل یک حرف مشابه نشان‌دهنده عدم وجود تفاوت معنی­دار بین تیمارها می‌باشد، بارها انحراف از معیار میانگین را نشان می‌دهند).

تجمع پرولین برگ در دو گونه در سطح یک درصد معنی دار شد. به این معنی که میزان پرولین در دو گونه داغداغان و اقاقیا متفاوت بود. همچنین تفاوت تجمع پرولین برگ در بین غلظت­های مختلف آلاینده در سطح یک درصد معنی دار شد، به این معنی که تجمع پرولین تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم روندی افزایشی یا کاهشی داشته است.

محتوای کلروفیل a برگ­های داغداغان تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم تغییر معنی­داری نشان نداد. اما مقدار کلروفیل a برگ­های اقاقیا تحت تأثیر غلظت­های 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم افزایش معنی­داری نشان داد. همانطور که مشاهده می­شود، در هیچ یک از گونه­ها بین غلظت­های مختلف کادمیوم از لحاظ میزان کلروفیل b اختلاف معنی­داری دیده نشد، به این معنی که کلروفیل b دو گونه داغداغان و اقاقیا تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم قرار نگرفت. 


 

جدول 3- مقایسه میانگین پارامترهای Fo (حداقل فلورسانس کلروفیل)، Fm (حداکثر فلورسانس کلروفیل) و Fv/Fm (بازده فتوشیمی فتوسیستم II) در اقاقیا تحت تأثیر غلظت­های مختلف کادمیوم و در روزهای مختلف

زمان

(روز)

کادمیوم 

 (میلی­گرم بر لیتر)

Fo

Fm

Fv/Fm

0

شاهد

62/0±11/0 a

40/2±49/0 a

74/0±03/0 a

 

250

70/0±10/0 a

38/2±25/0 a

70/0±03/0 ab

 

500

70/0±20/0 a

30/2±29/0 a

69/0±06/0 ab

 

1000

74/0±13/0 a

38/2±24/0 a

68/0±05/0 b

 

2000

94/0±16/0 b

58/2±18/0 a

63/0±04/0 c

2

شاهد

18/1±18/0 a

72/4±23/0 a

74/0±03/0a

 

250

10/1±10/0 a

07/4±53/0a

72/0±03/0ab

 

500

05/1±20/0 a

60/3±41/0b

70/0±05/0abc

 

1000

13/1±25/0 a

60/3±43/0b

68/0±06/0bc

 

2000

17/1±17/0 a

45/3±34/0b

65/0±07/0c

4

شاهد

03/1±13/0a

05/4±42/0a

75/0±03/0a

 

250

92/0±15/0a

56/3±53/0a

73/0±02/0a

 

500

95/0±13/0a

47/3±32/0b

72/0±03/0a

 

1000

90/0±10/0a

33/3±33/0b

72/0±01/0a

 

2000

02/1±14/0a

63/3±32/0b

71/0±03/0b

6

شاهد

23/1±15/0a

22/5±75/0a

76/0±01/0a

 

250

33/1±13/0a

33/5±38/0a

75/0±02/0ab

 

500

36/1±16/0a

10/5±22/0a

73/0±03/0ab

 

1000

36/1±12/0a

06/5±57/0a

72/0±04/0b

 

 

2000

43/1±15/0a

08/5±49/0a

71/0±03/0b

8

شاهد

78/0±07/0a

40/3±32/0a

77/0±01/0a

 

250

81/0±09/0a

12/3±33/0a

73/0±02/0ab

 

500

83/0±11/0a

02/3±29/0a

72/0±05/0ab

 

1000

87/0±13/0a

18/3±15/0a

72/0±04/0b

 

2000

92/0±21/0a

32/3±40/0a

72/0±04/0b







      حروف متفاوت نشان‌دهنده معنی­دار بودن میانگین­ها در سطح احتمال پنج درصد با آزمون دانکن است.

جدول 4ـ تجزیه واریانس کلروفیل a، کلروفیل b و پرولین در داغداغان و اقاقیا تحت تأثیر فلز کادمیوم

میانگین مربعات

درجه آزادی

منابع تغییرات

پرولین

کلروفیل b

کلروفیل a

 

 

134/476**

0036/0 ns

000/0 ns

1

گونه

53/79**

0007/0 ns

**437/0

4

غلظت

983/115ns

2289/0 ns

149/0 ns

4

گونه × غلظت

488/19

0252/0

093/0

-

خطا

569/29

88/27

27/15

-

درصد ضریب تغییرات (CV٪)

**: معنی­دار در سطح اطمینان یک در­صد، *: معنی­دار در سطح اطمینان پنج درصد، ns: عدم اختلاف معنی­دار

 

 


شکل­ 3 مقایسه میانگین میزان پرولین برگ را تحت تأثیر کادمیوم به تفکیک گونه نشان می­دهد. میزان پرولین برگ داغداغان تحت تأثیر کادمیوم، در تمام غلظت­ها نسبت به شاهد افزایش معنی­داری نشان داد. البته پرولین برگ­ گونه اقاقیا در غلظت­های مختلف کادمیوم تغییر معنی­داری نسبت به شاهد و سایر غلظت­ها نداشت.

 

 

 

شکل 3 ـ مقایسه میانگین محتوای پرولین در غلظت­های مختلف کادمیوم در داغداغان و اقاقیا

(وجود حداقل یک حرف مشابه نشان‌دهنده عدم وجود تفاوت معنی‌دار بین تیمارها می‌باشد، بارها انحراف از معیار میانگین را نشان می‌دهند).

 


بحث و نتیجه‌گیری

فرایند­های فیزیولوژیک از قبیل فتوسنتز در گیاهان عالی به فلزات سنگین بسیار حساس هستند (48). فاکتور Fv/Fm می­تواند شاخص خوبی برای نشان دادن عملکرد اجزای فتوسنتزکننده گیاه باشد و توانایی گیاه را به‌منظور تحمل تنش­های محیطی نشان می­دهد (31). در مطالعه حاضر مقدار فاکتور Fv/Fm برای تیمار شاهد از حد بهینه 83/0 Fv/Fm = (گزارش شده توسط 13 و 24) کمتر بوده است. جدولهای 1 و 2  نشان می­دهد که تمام نهال­ها به طور یکسان تحت تنش اضافه بر تنش کادمیوم قرار داشتند (از آنجایی که نهال­ها در محیط خارج از گلخانه بودند و شرایط محیطی قابل کنترل نبود، ممکن است به طور مثال تحت تأثیر تغییرات جوی، یا سایر پارامترهای محیطی قرار گرفته باشند). مرور منابع نشان داد که فلورسانس کلروفیل با قرارگیری در معرض فلزات سنگین کاهش می­یابد، برای مثال Baumann و همکاران در سال 2009 (11) گزارش کردند که فلورسانس کلروفیل جلبکهایFocus vesiculosu ،Cladophora rupestris ، Palmaria palmate و  Polysiphonia lanos در غلظت­ ده میکرومول بر میلی­لیتر کادمیوم به طور معنی­داری کاهش یافت. Kopittke و همکاران در سال 2010 (26) اثر سمی چندین فلز ازجمله کادمیوم را بر روی تعدادی گیاه رشد کرده در محلول حاوی فلز ارزیابی کردند و غلظت­های سمی که برای کادمیوم معرفی کردند (3/0 و 5/0 میکرومول) کمتر از غلظت­های بکار گرفته شده در این بود، به عبارت دیگر در مطالعه Kopittke و همکاران (2010) (26)، گیاهان در محلول­های رقیق شده فلزات رشد کرده بودند، در حالی که در مطالعه حاضر گیاهان در معرض محلول حاوی کادمیوم در یک دوره کوتاه­مدت قرار داشتند و فقط محلول بر روی برگها (پاسخ در Response sheet) پاشیده شد. در تحقیق حاضر Fm و Fv/Fm کاهش یافتند و Ekmekci و همکاران نیز در سال 2008 (17) گزارش کردند Fm و Fv/Fm در برگ­های ذرت تحت تأثیر غلظت­های بالای کادمیوم (6/0 و 9/0 میکرومول) که بصورت آبیاری با محلول­های غذایی به گیاه اضافه شده بود، کاهش یافت. در شرایط نرمال و طبیعی، QA اولین پذیرنده الکترون، با انتقال الکترون به NADP و بعد به CO2 از طریق QB دومین پذیرنده الکترون، در حالت اکسایش قرار دارد، در نتیجه Fv/Fm نسبتا زیاد است. اگر اکسیداسیون مجدد QA با کاهش یا ایجاد مانعی در مسیر انتقال الکترون محدود شود، مقدار Fv/Fm کاهش می­یابد (30).

در مطالعات بسیاری گزارش شده است که تحت تأثیر کادمیوم مقدار کلروفیل کل در گیاه کاهش می­یابد. اولین نشانه واضح سمیت کادمیوم در گیاهان کلروز برگهاست (9 و 15). کادمیوم به ساختار کلروپلاست نیز آسیب می‌رساند (36 و 42). غلظت­های بالای کادمیوم در بافت برگ به طور غیرمستقیم از طریق اختلال در فرایند متابولیک گیاه و پیری زودرس بر روی محتوای کلروفیل تأثیر می­گذارد (51). اما گزارش شده است که در گیاهان مقاوم محتوای کلروفیل در پاسخ به تیمار فلزات افزایش می­یابد یا به طور معنی­دار تغییر نمی­کند (12 و 47). در تحقیق حاضر که محتوای کلروفیل را ده روز بعد از پاشیدن تیمارهای کادمیوم بر روی نهال­ها اندازه­گیری کردیم، افزایش معنی­دار کلروفیل a را در غلظت­های 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم را در اقاقیا مشاهده کردیم و در داغداغان تفاوتی در کلروفیل در غلظت­های مختلف کادمیوم دیده نشد. در برخی مطالعات، ازجمله مطالعه­ Tripathi و Gautam  در سال 2007 (49)، افزایش 8/12 درصدی کلروفیل در برگ­های انبهMangifera indica  را که در معرض هوای آلوده قرار داشتند، گزارش کرده­اند. سیدنژاد و همکاران در سال 2009 (45) بیان کرده­اند که مقدار کلروفیل­های a، b و کلروفیل کل در برگ­های برهان (Albizia lebbeck) و شیشه شور (Callistemon citrinus) تحت تأثیر آلودگی هوا که همراه با فلز کادمیوم بوده است، افزایش می­یابد. نورانی آزاد و کفیل­زاده در سال 1389 (4) تأثیر سمیت کادمیوم را بر کلروفیل گیاه گلرنگ بررسی و بیان کردند که در غلظتهای بالای 100 میکرومولار کادمیوم کلروفیل a و b کاهش می­یابد. مرور منابع نشان می‌دهند که میزان متوسط و یا غلظت­های متوسط آلودگی­های هوا ممکن است سبب سنتز بیشتر پروتئین شده و بدنبال آن نسبت کلروفیل سالم به کلروفیل تخریب شده، افزایش یابد و نیز غلظت کل رنگدانه­ها و جذب CO2 افزایش نشان دهد (39). در مطالعه حاضر به نظر می­رسد که اقاقیا با افزایش مقدار کلروفیل تنش حاصل از غلظت­های بالای کادمیوم را تحمل می­کند و تنش کادمیوم بر کلروفیل داغداغان تأثیری ندارد و عکس العملی نشان نمی­دهد. پرولین یک آمینو اسید و یک ترکیب منحصر به فرد است که تجمع آن در تعداد زیادی از گونه­های گیاهی تحت تأثیر تنش گزارش شده است (3، 8 و 21). همچنین گزارش شده است که پرولین یکی از عمومی­ترین آمینواسیدهای گیاهی است که گیاه را تحت تنش­های مختلف محافظت می­کند (7). El- Khatib و El-Swaf در سال 2001 (18) تجمع پرولین در درختان کاشته شده در مناطق شهری تحت ذرات ریز گرد و غبار و آلاینده­های هوا را کشف کردند. در مطالعه حاضر، پرولین در برگ­های داغداغان در غلظت­های 250، 500، 1000 و 2000 میلی­گرم بر لیتر کادمیوم نسبت به شاهد افزایش یافت و در اقاقیا تغییری در پرولین برگ دیده نشد و ممکن است بتوان این طور بیان کرد که میزان تنش وارد شده به اقاقیا در حدی نبوده است که برگ با تولید پروتئین، گیاه را از آسیب تنش وارد شده محافظت کند. Dinakar و همکاران در سال 2008 (16) بیان کردند که با افزایش غلظت‌های کادمیوم، میزان پرولین در برگ­ها و ریشه نهال­های بادام زمینی Arachis hypogaea که به مدت 25 روز در معرض کادمیوم بودند، افزایش یافت. Schat و همکارانش در سال 1997 (44)، دلیل تجمع پرولین در بافت­های گیاهان تحت تنش کادمیوم را کاهش پتانسیل آب گیاه بیان کردند، بنابراین این تجمع می­تواند وابسته به تعادل آب در بافت­های گیاه باشد.

مقاومت درختان به تنش­های محیطی ازجمله مواردی است که باید در برنامه­های جنگل­کاری مورد توجه قرار بگیرند. با توجه به واکنش­های ضعیفی که این دو گونه به تنش کادمیوم نشان دادند و کادمیوم باعث مختل شدن کامل فعالیت فیزیولوژیک و مرگ نهال­ها نشد، قابلیت تحمل داغداغان و اقاقیا را به تنش کادمیوم نشان می­دهد. با وجود این لازم است که سایر خصوصیات فیزیولوژیک گیاهان در پاسخ به تنش فلزات سنگین در مطالعات آینده و در انتخاب گونه­های درختی برای برنامه­های جنگل­کاری در مناطق شهری و صنعتی در نظر گرفته شوند.       

1- جانی قربان. م. 1390. استفاده از گونه های بومی در ایجاد فضای سبز با تاکید بر موارد کاربرد آنها. نخستین همایش باغ گیاهشناسی ملی ایران، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع ایران.

2- قاسمی. ر. و ع مدیر رحمتی. 1385. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی احداث کلکسیون پایه مادری صنوبر، محل تحقیقات مجتمع تحقیقاتی البرز کرج.

3- میرزایی. م. ا معینی. و ف قناتی. 1392. اثر تنش خشکی بر میزان پرولین و قندهای محلول گیاهچه های کلزا (Brassica napus). مجله زیست شناسی ایران. 26 (1): 98-90.

4- نورانی­آزاد. ح. و ف کفیل­زاده. 1389. تاثیر سمیت کادمیوم بر رشد، قندهای محلول، رنگیزه های فتوسنتزی و برخی آنزیمها در گلرنگ (Carthamus tinctorius L.). مجله زیست­شناسی ایران. 24 (6): 867-858.

 

5. Adams, W.W., Demmig-Adams, B., Winter, K., and Schreiber, U. 1990. The ratio of variable to maximum chlorophyll fluorescence from photosystem II, measured in leaves at ambient temperature and at 77 K, as an indicator of the photon yield of photosynthesis. Journal of Planta, 180: 8 pp.

6. Arnon, D.I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplast polyphenol oxidase in   Beta vulgaris.  Plant Physiology, 24: 1–15.

7. Ashraf, M., and Foolad, M.R.  2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany, 59: 206–216.

8. Aspinall, D., and Paleg, L.G. 1981. Proline accumulation: Physiological aspects In The Physiology and Biochemistry of Drought Resistance in Plants, 205–241. Academic Press, Sydney, New York, London, Toronto, San Francisco.

9. Baryla, A.P., Carrier, F., Franck, C., Coulomb, C., and Sahut, M. 2001. Havaux, Leaf chlorosis in oilseed rape plants (Brassica napus) grown on cadmium-polluted soil: causes and consequences for photosynthesis and growth. Journal of Planta, 212: 696–709.

10. Bates, L.S., Waldron, R.P., and Teare, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39: 205–20.

11. Baumann, H.A., Morrison, L., Stengel, D.B. 2009. Metal accumulation and toxicity measured by PAM Chlorophyll fluorescence in seven species of marine macroalgae. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72: 1063–1075.

12. Baszyński, T., Król, M., Krupa, Z., Ruszkowska, M., Wojcieska, U., and Woli´nska, D. 1982. Photosynthetic apparatus of spinach exposed to excess of copper. Z. Pflanzenphysiol, 108: 385–392.

13. Björkman, O., Demmig, B. 1987. Photon yield of O2 evolution and chlorophyll fluorescence characteristics at 77 K among vascular plants of diverse origins. Journal of Planta, 170: 489-504.

14. Chaffei, C., Gouia, H., and Ghorbel, M.H. 2003. Nitrogen metabolism in tomato plants under cadmium stress. Journal of Plant Nutrition, 26:1617-1634.

15. Das, P., Samantaray, S, and Rout, G.R. 1997. Studies on cadmium toxicity in plants: a review. Environmental Pollution, 98: 29–36.

16. Dinakar, N., Nagajyothi, P.C., Suresh, S., Udaykiran, Y., and Damodharam, T. 2008. Phytotoxicity of cadmium on protein, proline and antioxidant enzyme activities in growing Arachis hypogaea L. seedlings. Environmental Science, 20: 199–206.

17. Ekmekci, Y., Deniz, T., and Beycan, A. 2008. Effects of cadmium on antioxidant enzyme and photosynthetic activities in leaves of two maize cultivars. Plant Physiology, 165: 600–611.

18. El-Khatib, A.A., and El-Swaf, N. 2001. Phytotoxicity of air particulate pollutants (dust) on the urban trees. Bulletin of Faculty of Science, Assiut University Egypt, 30: 183–193.

19. Frankart, C., Eullaffroy, P., and Vernet, G. 2003. Comparative effects of four herbicides on non-photochemical fluorescence quenching in Lemna minor. Environmental and Experimental Botany, 49: 159–168.

20. Gülriz, B., Doganay, T., Hakan, O., and Süreyya, G. 2006. Ecophysiological and seasonal variations in Cd, Pb, Zn, and Ni concentrations in the leaves of urban deciduous trees in Istanbul. Environmental Pollution, 143: 545-54.

21. Heuer, B. 1994. Osmoregulatory role of proline in water and salt stressed plants. In Handbook of Plant and Crop Stress. Ed. M Pessarakli, pp 363–381. Marcel Dekker. New York. Basel. Hong Kong.

22. Joshi, P.C., and Swami, A. 2009. Air pollution induced changes in the photosynthetic pigments of selected plant species. Environmental Biology, 30: 295−298.

23. Jones, R.J., Kildea, T., and Hoegh-Guldberg, O. 1999. PAM chlorophyll fluorometry: a new in situ technique for stress assessment in Scleractinian corals, used to examine the effectt of cyanide from cyanide fishing. Marine Pollution Bulletin, 38: 864–874.

24. Johnson, W.R., and Proctor, J.A. 1977. Comparative study of metal levels in plants from two contrasting lead mine sites. Plant and Soil, 46: 251−257.

25. Kabata-Pendias, A., and Pendias, H. 1986. Trace Elements in Soils and Plants. Florida: CRC Press Inc, Boca Raton.

26. Kopittke, P.M., Pax, F., Blamey, C., Colin, J., Neal, A., and Menzies, W. 2010. Trace metal phytotoxicity in solution culture: a review. Journal of Experimental Botany, 61: 945–954.

27. Kramer, P.J., and Kozlowski, T.T. 1979. Physiology of Woody Plants. Orlando: Academic Press.

28. Lewis, S., Donkin, M.E, and Depledge, M.H. 2001. Hsp 70 expression in Enteromorpha in testinalis (Chlorophyta) exposed to environmental stress. Aquatic Botany, 51: 277–291.

29. Lichtenthaler, and Rinderle. 1988. The role of chlorophyll fluorescence in the detection of stress condition in plants. CRC Crit. Rev. Annals Chemistry, 19:529−585.

30. Mallick, N., and Mohn, F.H. 2003. Use of chlorophyll fluorescence in metal-stress research: a case study with the green microalga Scenedesmus. Ecotoxicology and Environmental Safety, 55: 64–69.

31. Maxwell, K., and Johnson, G.N. 2000. Chlorophyll fluorescence a practical guide. Experimental Botany, 51: 659–668.

32. Metwally, A., Finkemeier, I., George, M., and Dietz, K.J. 2003. Salicylic acid alleviates the cadmium toxicity in barley seedlings. Plant Physiology, 132:272-281.

33. Mohammed, G.H., Noland, T.L., and Wagner, R.G. 1997. Physiological perturbation in jack pine (Pinus banksiana Lamb.) in the presence of competing herbaceous vegetation.  Forest Ecology and Management, 103. 8 pp.

34. Mohammed, G.H., Tejeda, P.Z., and Miller, J.R. 1955. Applications of Chlorophyll Fluorescence in Forestry and Ecophysiology. Chapter 3. 35 pp.

35. Nielson, H.D., Brownlee, C., Coelho, S.M., and Brown, M.T. 2003a. Inter population difference in inherited copper tolerance involve photosynthetic adaptation and exclusion mechanisms in Fucus serratus. New Phytologist, 160: 157–165.

36. Ouzounidou, G., Moustakas, M., and Eleftheriou, E.P. 1997. Physiological and ultrastructural effects of cadmium on wheat (Triticum aestivum L.) leaves, Arch. Environmental Contamination Toxicology, 32: 154–160.

37. Pankovica, N., Plesniciari, M., Maksimovica A., Petrovica N., Sakaci Z., and Kastori, R. 2000. Effects of Nitrogen Nutrition on Photosynthesis in Cd-treated Sunflower Plants. Annals Botany, 86: 841–847.

38. Prasad, M.N.V., and Strzalka, K. 1999. Impact of heavy metals on photosynthesis. In: M.N.V. Prasad and J. Hagemeyer (ed): Heavy Metal Stress in Plants. Heidelberg: Springer, pp. 117-138.

39. Ra, H.S.Y., Geiserb, L.H., and Crang, R.F.E. 2005. Effects of season and low-level air pollution on physiology and element content of lichens from the U.S. Pacific Northwest. Science of the Total Environment, 343:155– 167.

40. Rahmonov, O. 2009. The chemical composition of plant litter of black locust (Robinia pseudoacacia L.) and its ecological role in sandy ecosystems. Acta Ecologica Sinica, 29: 237–243.

41. Ralph, P.J., and Burchett, M.D. 1998. Photosynthetic response of Halophila ovalis to heavy metal stress. Environmental Pollution, 103: 91–101.

42. Rascio, N., Vecchia, F.D., Ferretti, M., Merlo, L., and Ghisi, R. 1993. Some effects of cadmium on maize plants. Environmental Contamination Toxicology, 25: 244–249.

43. Sawidis, T., Chettri, M.K., Papaioannou, A., Zachariadis, A, and Stratis, J. 2001. A study of metal distribution from lignite fuels using tree as biological monitors. Ecotoxicology and Environmental Safety, 48: 27–35.

44. Schat, H., Sharma, S.S., and Vooijs, R. 1997. Heavy metal-induced accumulation of free proline in metal-tolerant and non tolerant ecotypes of Silene vulgaris. Plant Physiology, 10: 477–482.

45. Seyyednejad, S.M., Niknejad, M., and Yusefi, M. 2009. Study of air pollution effects on some physiology and morphology factors of Albizia lebbeck in high temperature condition in Khuzestan. Plant Science, 4: 122−126.

46. Sezgin, N., H.K, Ozcan, G., Demir, S., Nemlioglu, and Bayat, C. 2003. Determination of heavy metal concentraition in street dusts in Istanbul E-5 highway. Environmental International, 29: 979-985.

47. Stiborova, M., Dubravova, M., Brezinova, A., and Friedrich, A. 1986. Effect of heavy metal ions on growth and biochemical characteristics of photosynthesis of barley. Photosynthetica, 20: 418–425.

48. Tanyolac, D., Ekmekci, Y., and Ünalan, S. 2007. Changes in photochemical and antioxidant enzyme activities in maize (Zea mays L.) leaves exposed to excess copper. Chemosphere, 67: 89–98.

49. Tripathi, A.K., and Gautam, M. 2007. Biochemical parameters of plants as indicators of air pollution and Environment, 28: 127−132.

50. Tukaj, Z., Matusiak-Mikulin, K., Lewandowska, J., and Szurkowski, J. 2003. Changes in the pigment patterns and the photosynthetic activity during a light-induced cell cycle of the green alga Scenedesmus armatus. Plant Physiology and Biochimy, 41: 337–344.

51. Vassilev, A., Yordanov, I., and Tsonev, T. 1997. Effects of Cd2+ on the physiological state and photosynthetic activity of young barely plants. Photosynthetica, 34: 293–302.