Document Type : Research Paper
Authors
1 Professor
2 Dept. of Biology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
Abstract
The purpose of the study was to determine the exact developmental stages of reproductive organs and to compare the effects of aluminum oxide nanoparticles on different ovule development and pollen grains in bean plant as one of the main sources of food in the world. Bean plants were cultured in greenhouse conditions and treated with aluminum oxide nanoparticles in different concentrations (0.1, 0.01, 0.001 g/l). Flowers and buds were collected, in different sizes, and fixed in a FAA, dehydrated, embedded in paraffin and sliced with a rotary microtome. The staining was carried out using Hematoxylin-Eosin. Developmental stages of ovule and pollen grains were studied and compared in control plants and experimental plants. The results showed that in control plants, different developmental stages of ovule and pollen grains were followed as the prior reports. Ovule was anatropous, embryo sac is of polygonum type, tetrad arrangement is often linear and T-shaped some times. Anther was tetrasporangiate, tetrad arrangement was tetrahedral, tapetum was of secretory type at beginning, and plasmodial at the late developmental stages. Pollen grains were spherical to ovular shaped. Results showed that the treatments were not effective in the development of ovule, but cause to decrease bioavailability and increased thickness of the intine layer in pollen grains. Irregularities in tetrad microspores and structure of pollen grains are some effects of treatment by aluminum oxide nanoparticles.
Keywords
Main Subjects
عبدالکریم چهرگانی راد*، سمانه معتبرنیا و مهسا جعفری انواری
ایران، همدان، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
تاریخ دریافت: 9/12/98 تاریخ پذیرش: 22/4/99
چکیده
پژوهش حاضر با هدف شناخت مراحل تکوین اندامهای تولیدمثلی و بررسی اثر نانو ذره اکسید آلومینیوم بر مراحل تکوین تخمک، کیسه رویانی، پرچم و دانههای گرده در گیاه لوبیا به عنوان یکی از عمده منابع غذایی انسان، طراحی شد. بذرهای لوبیا در شرایط گلخانهای کشت شده و با غلظتهای مختلف نانو ذره اکسید آلومینیوم (.۰۰۱/۰، ۰۱/۰ و ۱/۰ گرم بر لیتر) تیمار شدند. گلها در ابعاد مختلف جمعآوری شده و پس از تثبیت، آبگیری و قالبگیری با میکروتوم برشگیری شدند. رنگ آمیزی برشها از طریق هماتوکسیلین - ائوزین انجام شد. مراحل تکوین تخمک و دانههای گرده در نمونههای گیاهان شاهد و تحت تیمار با میکروسکوپ نوری مطالعه و عکسبرداری شد. نتایج نشان داد الگوی تکوینی در گیاهان شاهد همسو با گزارشهای پیشین بود. تخمک از نوع واژگون، کیسه رویانی از تیپ علف هفت بند (پلی گونوم)، آرایش تتراد مگاسپور اغلب خطی و به ندرت T شکل بود. تعداد پرچمها ۱۰ عدد، بساک از نوع چهار کیسه گرده ای، لایه تاپی در ابتدا از نوع ترشحی و در مراحل پایانی تکوین پرچم از نوع پلاسمودیال، آرایش تترادها از نوع تتراهدرال بود. دانه های گرده گرد تا بیضی مشاهده شد. نتایج نشان داد که در گروههای تیماری تکوین تخمک و کیسه رویانی تحت تاثیر قرار نگرفته است، اما در پرچمها کاهش زیست پذیری دانه های گرده، افزایش ضخامت لایه انتین، بی نظمی در آرایش تترادها و بی نظمی ساختاری دانههای گرده، برخی از اثرات تیمار با نانوذره اکسید آلومینیوم بودند.
واژه های کلیدی: نانوذرات، اکسید آلومینیوم، تکوین، تخمک، دانههای گرده
* نویسنده مسئول، تلفن:08138271541 ، پست الکترونیکی: Chehregani@basu.ac.ir
مقدمه
نانو ذرات اتمها یا ملکولهایی با ابعاد 1تا 100 نانومتر هستند که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به درشت ملکولها از خود بروز میدهند. فناوری نانو بهرهبرداری از ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی موادی با ابعاد نانو در علوم و صنایع مختلف میباشد(1). امروزه نانوفناوری با سرعت زیادی درحال رشد است و عرصههای مختلف علوم را تحت تاثیر قرار میدهد. به عنوان مثال، نانوذرات در صنایع الکتریکی، بیوسنسورها، صنایع غذایی، رنگرزی، کرمهای ضدآفتاب و به ویژه در کشاورزی کاربرد گستردهای دارند (2). در عرصه کشاورزی، عرضه کودهای شیمیایی به صورت نانو ذرات به تازگی مورد توجه قرار گرفته است. البته نتایج تحقیقات نشاندهنده واکنشهای مختلفی در گیاهان نسبت به نانو ذرات بوده است (3،4).
ازطرفی، با توجه به کاربرد روز افزون این ذرات در علوم و صنایع مختلف، آنها به صورت آزاد در طبیعت و درتماس با انسان میباشند و دارای پتانسیل بهخطر اندازی سلامتی و زندگی انسان هستند. گیاهان در معرض محیطهای آبی و خاکی و حتی اتمسفر میباشند، بنابراین ذرات نانو به درون گیاهان نفوذ کرده، در آنها باقی میمانند و از طریق گیاهان وارد چرخه غذایی انسان می شوند(5).
از جمله مطالعاتی که در این زمینه صورتگرفتهاست، میتوان به مطالعهYu و همکاران در سال2011 اشاره کرد که تاثیر نانوذره آلومینیوم بر Caenorhabditis elegansرا مطالعه و نشان دادند که القای شدید پاسخهای تنشی، تولید رادیکالهای آزاد اکسیژن و آسیبهای اکسیداتیو در اثر تیمار نانوذره آلومینیوم ایجاد شده است (۶). در جلبکها مکانیسمهای مختلفی برای القای سمیت، توسط نانوذرات گزارش شدهاست. ازجمله، برهمکنش شیمیایی بین ذرات (7،8)، تنشهای اکسیداتیو که منجر به مرگ سلول میشود (9،10) و سمیت یونی (11).
برخی مطالعات نشان داده که نانوذره اکسیدآلومینیوم مانع رشد ریشه در ذرت، خیار و کلم شد؛ اما باعث افزایش رشد ریشه در تربچه گردید (12،13). گزارش شده که نانوذرهی اکسید آهن باعث افزایش دانه های گرده ناموفق در تشکیل لوله گرده و کاهش در زیست پذیری دانههای گرده در گیاه Arabidopsis thalianaگردید (۱۴).
در سالهای اخیر، بررسی مراحل مختلف تکوین گل شامل تکوین مادگی، تخمک، گامتوفیت ماده، پرچم و دانه گرده به طور گستردهای مورد توجه قرار گرفته است (۱۵). مطالعهی مراحل تکوین اندامهای تولید مثلی برای درک چگونگی حفظ بقای گیاهان نادر، گیاهان درحال انقراض و همچنین گیاهان حائز اهمیت در کشاورزی و باغبانی ضروری است (15).
باتوجه به کاربرد روزافزون نانوذرات، به ویژه نانوذره اکسید آلومینیوم در شاخههای مختلف علوم و صنایع احتمال بروز آلودگیهای زیست محیطی وجود دارد. همچنین این ذرات دارای ابعاد ریز و سطح فعالیت بالایی هستند و در عبور از سدهای بیولوژیک بدن با مشکل چندانی مواجه نمیشوند؛ به طورگسترده در واکنشهای زیست محیطی شرکت کرده و اثرات متفاوتی بر محیطزیست، گیاهان و انسان دارند. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثرنانوذره اکسیدآلومینیوم بر مراحل مختلف تکوین تخمک و دانههای گرده در گیاه لوبیا که دارای ارزش غذایی بالایی است، طراحی و اجرا شد.
مواد و روشها
مواد گیاهی و تیمارها: گونه گیاهی Phaseolus vulgaris از تیره Fabaceae به عنوان یک مدل گیاهی در این پژوهش مورد استفاده قرارگرفت. بذرهای گیاه لوبیا رقم شکوفا، از مرکز تحقیقات کشاورزی همدان تهیه و در گلخانه پژوهشی دانشگاه بوعلی سینا همدان، به صورت کشت گلدانی در چهار گروه دوازدهتایی کاشته شدند. گیاهان در سه گروه تیماری (شامل ۵ گلدان و هر گلدان دارای ۳ دانه رست همانند) با سه غلظت 0۰۱/۰، ۰1/۰ و ۱/۰ گرم بر لیتر از نانوذره اکسیدآلومینیوم در آب مقطر به صورت اسپری برگی تیمارشد و یک گروه هم به عنوان شاهد انتخاب شد. بعد از گذشت یک ماه از رشد دانه رستها، محلول پاشی شروع و هفته ای یکبار انجام و تا بعد از گلدهی ادامه پیداکرد. در هر بار اسپری هر گیاه به طور تقریبی ۵ میلی لیتر از محلولهای تیماری را دریافت می کرد. نانوذرات مورد استفاده، از شرکت پیشگامان مشهد تهیه شد. نانوذره اکسید آلومینیوم مورد استفاده، از نوع گاما با درجه خلوص %9/99 و ابعاد 10 تا 20 نانومتر بود (شکل 1).
مطالعات میکروسکوپی: جهت مطالعات تکوینی گیاه P. vulgaris تحت تیمار با نانو ذرات آلومینیوم، از گیاهان گروههای مختلف تیماری و شاهد، به طور جداگانه غنچهها و گلها در ابعاد متفاوت و در زمانهای مختلف از گلدهی تا کامل شدن میوه ها جمعآوری شد. نمونهها در محلول FAA تثبیت شده و در الکل 70% نگهداری شدند. نمونهها با عبور از محلولهای الکلی با درجات افزایشی آبگیری شده و در پارافین قالبگیری شدند(۱۶).
شکل 1- تصویر نانوذرات اکسیدآلومینیوم (سمت راست) توسط میکروسکوپ SEM و طیف اشعه X نانوذرات اکسیدآلومینیوم (سمت چپ)
قالبها به کمک میکروتوم دستی مدل Micro DS 4055 rotary (دید سبز، ارومیه، ایران) برشگیری شده و با روش رنگآمیزی مضاعف هماتوکسیلین- ائوزین رنگ شدند (۱۵). عکسبرداری به کمک میکروسکوپ نوری Zeiss مدل Axiostar Plus (Germany) و دوربین دیجیتال Cannon مدل G11 (Japan) در بزرگنماییهای مختلف صورت گرفت. برای محاسبه درصد تترادهای با شکل غیر معمول، درصد دانه های گرده با انتین ضخیم و تعیین درصد آنها، حداقل در ۱۰ لام متعلق به ۱۰ نمونه تیماری، و از هر لام حداقل ۵ بساک و ۵۰ دانه گرده مورد شمارش و بررسی قرار گرفت.
زیستپذیری دانههای گرده: به منظور ارزیابی زیست پذیری دانه های گرده، از ده غنچه در هر گروه تیماری دانههای گرده جمعآوری شده و توسط رنگ استوکارمن رنگآمیزی شدند. درنهایت زیستپذیری دانههای گرده توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. دانه های گرده سالم، توپر و رنگ پذیر به عنوان دانه گرده زنده و دانه های گرده توخالی، شکسته و بی رنگ به عنوان دانه گرده غیر زنده منظور شدند (۱۶) که دانه های گرده غیرزیست پذیر به شکل درصدی از کل دانه های گرده محاسبه شدند
آنالیزهای آماری: آزمایش در قالب یک طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار انجام شد. مقایسه میانگینها با آزمون دانکن توسط نرم افزار SAS انجام و مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. نمودارهای مربوطه با استفاده از نرمافزار Excel 2007 رسم شد.
نتایج
اسپورزایی و تکوین گامتوفیت در نمونههای شاهد: پس از طی مرحله رویشی، در شرایط مناسب گلدهی، گلها از تحولات عدهای از جوانههای جانبی شروع به تشکیل میکنند. از فعالیت سلولهای تونیکا و بخش فوقانی کورپوس، چند لایه سلول به وجود میآید که تشکیل پرومریستم هاگزا را میدهد. این بخش در آینده خاستگاه اندامهای زایشی گل خواهد بود( شکلA2). با افزایش تقسیمات سلولی در سلولهای تحتانی کورپوس و سلولهای بالای مریستم مرکزی، لایههای فشردهای به نام مریستم نهنجزا تشکیل میشوند که خاستگاه دمگل، نهنج و برخی بخشهای غیر زایشی گل است. به تدریج بخشی از مریستم زایشی اولین پریموردیومهای پرچمی را به وجود آورده و بقیه نیز بهتدریج صرف تشکیل سایر پرچمها وبرچهها خواهد شد. گلبرگها با تاخیر بیشتر از مجاور پرچمها تشکیل میشوند (شکل B,C,D ۲).
تکوین تخمک: تخمک از نوع واژگون است (شکلD ۴) . پوستههای تخمک در طرفین جسم تخمک تقارن ندارند و معمولا پوستهای که در جهت خمیدگی تخمک ایجاد میشود، در سطح پایینتری شکل میگیرد. کمی بعد پوستههای تخمکی به صورت برجستگیهایی در طرفین تخمک پدیدار میشوند. سپس پوسته درونی در زیر پوسته بیرونی شروع به تشکیل میکند (شکلB ۳). ضمن تشکیل پوستههای تخمک، توده مرکزی سلولها با تقسیمات و تمایز خود، بافت خورش با سلولهای دیپلوئید راتشکیل میدهد. از رشد سریع و تحولات یکی از این سلولها، مگاگامتوسیت تمایز مییابد. این سلول تقریبا موقعیت مرکزی دارد و با حجم زیاد خود، درشتی هسته، هسته متراکم و حجیم وشکل چند وجهی که دارد به خوبی از سایر سلولهای خورش قابل تشخیص است (شکلA,B3).
اولین تقسیم میوزی مگاگامتوسیت (شکل C ۳) موجب تشکیل دو سلول هاپلویید یا دیاد (شکل D ۳) و دومین تقسیم میوزی موجب تشکیل تتراد میشود. بررسی تعداد زیادی ازلامها نشان میدهد که تترادها از نوع خطی و به ندرت Tشکل میباشند. به طور معمول وقتی میوز با تشکیل تترادها به پایان میرسد، پوستههای تخمک به خوبی قابل تشخیص هستند و حدود 4/3 از جسم تخمک را میپوشانند. در بسیاری از نمونههای مورد بررسی قرار گرفته تعداد لایههای پوسته درونی شامل دو و تعداد لایههای پوسته بیرونی شامل چهار ردیف سلولی میباشد (شکل E,F3).
از چهار سلول حاصل از تقسیم میوز، سه سلول تحلیل میروند و سلول بنی یا شالازی با افزایش حجم و رشد هسته و سیتوپلاسم خود به صورت سلولی حجیم درآمده و به سمت مجرای سفت مهاجرت میکند (شکل G3). درتمام طول تقسیم میوز تا مرحله حجیم شدن یکی از مگاسپورها، تقسیمات سلولهای سازنده خورش موجب افزایش تعداد این سلولها میشود و این سلولها به صورت لایههای کم و بیش مرتبی اطراف سلول سازنده کیسه رویانی که مادر کیسه رویانی نامیده میشود را میپوشانند. سلول مادر کیسه رویانی در نمونههای مورد بررسی ما موقعیت چهار لایه زیر اپیدرمی دارد (تترازونیت میباشد) و اصولا در چهارمین لایه زیر پوسته تخمک تشکیل میشود (شکل A4). نخستین تقسیم میتوزی سلول مادر کیسه رویانی موجب تشکیل دو هسته هاپلوئید میگردد. هر هسته به نسبت حجیم ودارای هستک یا هستکهای مشخص است (شکل B4). دومین تقسیم میتوزی موجب تشکیل چهار هسته در کیسه رویانی(شکلC,D4) و تقسیم سوم موجب تشکیل کیسه رویانی هشت هستهای میشود. کیسه رویانی کشیده و کم و بیش شکلی نامنظم دارد ( شکل E4). اطراف کیسه رویانی با سلولهای خورش پوشیده شده است. درونیترین لایه پوسته که فرشکننده خورش است با نام آندوتلیوم در تصاویر مشهود است ( شکل E4)؛ این لایه به صورت شعاعی امتداد یافته و سلولهای آن دارای هسته کاملا واضح و سیتوپلاسمی متراکم هستند.
هستههای کیسه رویانی آرایش ویژهای پیدا کرده و سه هسته در قطب مجاور سفت، سه هسته در قطب دور از سفت و دو هسته در مرکز کیسه رویانی قرار میگیرند. جدار بندی هر هسته به همراه مقداری سیتوپلاسم موجب تشکیل سه سلول در قطب مجاور سفت و سه سلول دور از سفت و یک سلول دیپلوئید در قسمت مرکزی میگردد. سلولهای مجاور سفت که دستگاه تخمزا نیز نامیده میشود شامل دو سلول قرینه در طرفین و یک سلول میانی به نام تخمزا میگردد. این سه سلول قبل از دیگر سلولها تمایز مییابند. سلولهای دور از سفت یا متقاطرها خیلی سریع و بلا فاصله بعد از تشکیل تحلیل میروند. دوهسته میانی کیسه رویانی سیتوپلاسم مشترکی دارند و اغلب با هم تلفیق شده و هسته دیپلوئیدی را تشکیل میدهند. در تصاویر برش طولی تخمدان در این مرحله پوستههای تخمک، مجرای سفت، بقایای بافت خورش وکیسه رویانی قابل تشخیص است (شکلF4). جسم تخمک با بند زاویه زیادی پیدا کرده و مجرای سفت به تدریج به پایه تخمک نزدیک میشود و در نهایت تخمک واژگون میشود. با تشکیل کیسه رویانی و سلولهای قابل لقاح شامل تخمزا (هاپلوئید) و سلول مرکزی (دیپلوئید) تکوین تخمک به پایان میرسد(شکلF4).
شکل 2- مراحل بنیانگذاری گل:(A برش عرضی جوانه رویشی لوبیا، تونیکا و کورپوس قابل مشاهده است. (B برش طولی جوانه زایشی لوبیا: کاسبرگ، پریموردیوم پرچم و پریموردیوم مادگی. C):جوانه زایشی لوبیا با بزرگنمایی و نمو بیشتر:کاسبرگ، پریموردیوم پرچم، پریموردیوم مادگی. D) : غنچه درحال تشکیل اندامهای گل، کاسبرگ، پرچم که به دلیل اختلاف ارتفاع فقط ۵ پرچم در سطح برش دیده می شود، پریموردیوم مادگی به صورت توده بیضی شکل بدون تمایز زیادی در سلولها و گلبرگها که در این شکل آنان نیز شروع به تشکیل کردهاند. (بزرگنمایی شکلها X400).
مخفف ها: T: تونیکا، :C کورپوس.:Caکاسبرگ،:Stپریموردیوم پرچم،Pi: پریموردیوم مادگی. ،Pe :گلبرگها
شکل 3- مراحل تقسیم میوز در تخمک: A)تشکیل و رشد پوسته بیرونی تخمک(Oi) و نمایی از سلول حجیم مگاگامتوسیت (Meg) .B) رشد بیشتر پوسته بیرونی (Oi) و تشکیل پوسته درونی(Ii)، سلول مگاگامتوسیت (Meg) حجیم شده و برای تقسیم میوز آماده میشود. C) سلول مگاگامتوسیت(Meg) در مرحله پروفاز D) رشد و تمایز بیشتر پوسته درونی(Ii) و بیرونی(Oi) و بروز اولین تقسیم میوز و تشکیل دیاد (Di) .E ) تقسیم دوم میوز شروع شده و تتراد(Te) تشکیل میشود. اکثرا تترادها خطی است. F) تتراد از نوع Tشکل در تصویر رویت میشود.G ) سلول بنی باقی مانده و سه سلول دیگر تحلیل میرود. در تصویر آثار باقی مانده سه سلول تحلیل رفته دیده میشود وسلول بنی به سمت سفت مهاجرت میکند. (بزرگنمایی شکلها X400).
شکل 4- مراحل تشکیل کیسهرویانی: A) کیسه رویانی تک هستهای که در آن مادر کیسه رویانی(Cm)، پوسته بیرونی (Oi) و پوسته درونی(Ii) علامتگذاری شده است. B) اولین تقسیم میتوزی رخ داده و دو هسته هاپلوئید N1 و N2 را تشکیل میدهد (کیسهرویانی دو هستهای). کیسه رویانی رشد کرده و دو هسته به وسیله یک واکوئل از هم جدا میشوند.C) تقسیم دوم میتوزی به وقوع میپیوندد و ۴ هسته هاپلوئید تشکیل میشود. D) نمایی از کیسه رویانی هشت هستهای همراه با نمایی از نحوه قرار گرفتن تخمک و پوستهها ( تخمک واژگون). E) کیسه رویانی هشت هستهای که درآن هستهها در حال مهاجرت بوده و جداربندی سلولها نیز درحال انجام است. تخمزا(O) ، سلولهای سینرژید(S) ، سلول قطبی.(P) F)کیسه رویانی بالغ با هفت سلول، تخمزا (O)، سلولهای سینرژید(S) ، سلولـهای آنتی پود(A) ، سلول قطبی(P)، لایه اندوتلیوم(E) . (بزرگنمایی شکلها X400).
تکوین پرچم: پرچمهای لوبیا ۱۰ عدد میباشد که در دو حلقه ۵ تایی پدیدار میگردند و به دلیل اختلاف ارتفاع فقط پنج پرچم در برش عرضی قابل مشاهده است (شکل D ۲). پرچمهای حلقه اول زودتر وحلقه دوم به صورت متناوب با حلقه اول وبا کمی تاخیر به وجود میآیند. سپس این دو حلقه خیلی سریع با هم ادغام شده و تشکیل لوله پرچمی متشکل از 9 پرچم به هم پیوسته و یک پرچم آزاد را میدهند (نافه از نوع دیادلف است).
سلول حاشیهای زیر اپیدرمی خاستگاه لایههای بساک شامل: اپیدرم، لایه مکانیکی، لایه موقت و لایه تاپی میباشد که هر چهار لایه در این گیاه، فقط از یک ردیف سلولی تشکیل شده بود. سلولهای لایه موقت ناپایدار بوده ودر طی مراحل میوز از بین میروند (شکل A5).
سلول هاگزای از طریق تقسیم میتوزی تکثیر شده و توده سلولهای مادر گرده که دارای هسته حجیم هستند را به وجود میآورد. هریک از این سلولها شروع به تقسیم میوز کرده که مراحل آن از این قرار است: ابتدا میوزI با مرحله پروفازI آغاز میشود و سلول شروع به از دست دادن پوشش هسته کرده و وارد تقسیم میوزی میشود (شکل B5)، سپس در مرحله متافاز I تترادها در یک ردیف مرتب شده و در آنافازI این تترادها شروع به جدایی از یکدیگر میکنند (شکل C5)، در مرحله تلوفازI تقسیم هستهها بدون سیتوکینز تکمیل میگردد و دو هسته هاپلوئید تشکیل میگردد (شکل D5). سپس میوزII آغاز میشود بدین صورت که در مرحله پروفازII پوشش هسته مجددا تخریب شده و در مرحله متافازII کروموزومها دریک ردیف مرتب میشوند (E5) اما در آنافازII این بار کروماتیدهای خواهری جدا شده (شکل F5) و در تلوفازII چهار هسته تشکیل میشود و در آخر چهار سلول n کروموزومی هاپلوئید به نام تتراسپور به وجود میآیند (شکل G5). آرایش تترادها در این نمونه اغلب از نوع تتراهدرال (آرایش تترادها به صورت هرمی است و میکروسپورها در یک سطح قرار ندارند) است (شکل H,I5).
کمی قبل آز آغاز میوز در سلولهای مادر دانه گرده، دیواره ویژه با ماهیت عمدتا کالوزی توسط همین سلولها به اطراف ترشح میشود و آنها را احاطه میکند که حجم آن در ابتدا کم ولی بعدا زیادتر میشود. این دیواره در انتهای میوز شروع به تخریب میکند (شکل I5).
لایه تاپی داخلی ترین لایه بساک است و مجاور تتراسپورها قرار دارد که نقش تغذیهای و ترشحی را بر عهده دارد. این سلولها به دو دسته ترشحی و پلاسمودیال تقسیم میشوند که هر دو نوع آن در بساک لوبیا دیده میشوند. به این صورت که سلولهای این لایه تا مرحله میکروسپور جوان پایدار بوده (ترشحی) (شکل A,B,C ۵) و بعد از آن شروع به تخریب مینمایند (پلاسمودیومی) (شکل A,B,C ۶). از طرفی لایه تاپی در لامهای مورد بررسی ما تک هستهای رویت شد. لایه مکانیکی اولین لایه زیر اپیدرمی است که در بساک تکوین پیدا می کند و در بساک بالغ تنها لایه است که باقیمانده و قابل مشاهده است (شکل D ۶)
در انتهای میوز دیواره کالوزی اطراف تتراسپورها به صورت مرکزرو (سانتری پت) و همزمان فرو رفته، و ۴ میکروسپور جوان از هم جدا میشوند. چهار میکروسپور آزاد شده هنوز واکوئله نشدهاند (شکل A6) و در گام بعدی ابتدا واکوئله شده وهسته این سلولها به تدریج به کنار مهاجرت میکند.
اطراف هر میکروسپور را دیواره اگزین در بر گرفته است. این دیواره ابتدا پلی ساکاریدی و سپس اسپوروپولنینی است. از طرفی، وقتی که دیواره کالوزی تحلیل میرود و میکروسپورهای جوان آزاد میشوند؛ دیواره پکتوسلولزی دیگری به نام انتین در مجاورت غشای سیتوپلاسمی تشکیل میشود (شکل B6). علاوه بر لایههای اگزین و انتین، منافذ سهگانه رویشی بر روی دیواره گرده جوان به چشم میخورد که محل خارج شدن لوله گرده در زمان رویش دانه گرده هستند.
از تقسیم نامساوی هسته در گرده جوان، دو هسته رویشی و زایشی حاصل میشود. هسته زایشی دوکی شکل ومتراکم است اما هسته رویشی بزرگ و غیر متراکم است که بعد سیتوکینز انجام می شود. بنابراین دانههای گردهای که از بساکها رها خواهند شد، دارای دو سلول، رویشی و زایشی هستند (شکل C,D6).
شکل5 - A) برش عرضی یک بساک لوبیا. سلولهای مادر دانهگرده (PMC) که چند وجهی و دارای هستههای بزرگ هستند و برای تقسیم میوز آماده میشوند. همچنین لایههای بساک به وضوح مشاهده میشوند. B) مرحله پروفازI ، C) مرحله آنافاز I، D) مرحله تلوفاز I، E) مرحله متافازII، F) مرحله آنافازII ، G) مرحله تلوفازII ، H) سیتوکینز همزمان و تشکیل تترادها به صورت تتراهدرال، I) در مرحله سیتوکینز لایه موقت از بین رفته و جای آن خالی است بنابراین لایه موقت ناپایداراست. (بزرگنمایی شکلها X400).
مخففها: (Ep)اپیدرم، (En) لایه مکانیکی،(Tr) لایه موقت، (Ta) لایه تاپی
شکل 6 : A - سلولهای میکروسپور نابالغ که هنوز واکوئله نشده و به تازگی با تحلیل لایه کالوزی آزاد شدهاند. B) سلولهای میکروسپورجوان که واکوئله شده، برای تقسیم میتوز آماده شدهاند. C) دانه گرده بالغ که در حال انباشت مواد هستند و اگزین واینتین تشکیل شده است.D ) دانه گرده کاملا بالغ که به خاطر انباشت مواد رنگ تیره داشته، سه منفذ رویشی مشهود است. در این مرحله لایه تاپی تحلیل رفته و فقط لایه مکانیکی باقی مانده است. (بزرگنمایی شکلها X400).
اسپورزایی و تکوین گامتوفیت در گیاهان تحت تیمار: بررسی دقیق لامهای میکروسکوپی تهیه شده از گیاهان تحت تیمار، نشان داد در مراحل مختلف تکوین تخمک، ناهنجاری مشهودی وجود ندارد. در بررسی مراحل تکوین دانه گرده در برشهای متعدد میکروسکوپی، ناهنجاریهایی در گیاهان تحت تیمار غلظتهای مختلف نانوذره اکسیدآلومینیوم مشاهده شد. در این نمونهها، هیچ یک از مراحل تقسیم میوز دچار اختلال نشد، اما در مراحل بعدی بلوغ میکروسپورجوان ناهنجاریهایی مشاهده شد. بعد از تقسیم میوز، چهار سلول هاپلویید به نام تتراسپور به وجود میآیند. آرایش تترادها در این گیاه اغلب از نوع تتراهدرال است؛ اما درگیاهان تحت تیمار به ویژه در غلظت 1/0 گرم برلیتر نانوذره اکسید آلومینیوم، به هم خوردن آرایش تترادها مشاهده شد (شکل A7). حدود 12 درصد از دانههای گرده در غلظت 1/0 گرم برلیتر و 2 درصد در غلظت 01/0 گرم بر لیتر نانوذره اکسید آلومینیوم به صورت معنیداری دچارتغییر در آرایش تترادها شدندکه این تغییر در سطح احتمال یک درصد (01/0P≤) معنی دار است. اما در غلظت 001/0 گرم بر لیتر نانوذره اکسیدآلومینیوم مراحل تکوینی مشابه شاهد بوده و تفاوت معنیداری نسبت به گروه شاهد رویت نشد. بیشترین تغییرات در بالاترین غلظت نانوذره اکسید آلومینیوم (1/0 گرم بد لیتر) مشاهده شد (شکل ۸).
بعد از میوز، تترااسپورها با از بین رفتن دیواره کالوزی از هم جدا شده، میکروسپورهای جوان آزاد میشوند و دیواره پکتوسلولزی دیگری به نام انتین در مجاورت سیتوپلاسم تشکیل میشود. در هر سه گروه تیماری، ضخیم شدن لایه انتین نسبت به گروه شاهد، به صورت معنی داری در سطح احتمال (01/0P≤) مشهود بود (شکل B,C7). بیشترین درصد تغییر ضخامت لایه انتین در تیمار 1/0 گرم بر لیتر نانوذره اکسیدآلومینیوم با 23 درصد رویت شد. در غلظت 01/0 و 001/0 گرم برلیتر نانوذره اکسید آلومینیوم به ترتیب 6 و 7 درصد دانههای گرده با تفاوت کمتری نسبت به شاهد به صورت معنی دار، دچار ضخامت در لایه اینتین شدند (شکل ۹).
با انجام رنگآمیزی استوکارمن بر روی دانههای گرده لوبیا، میزان تغییر در زیستپذیری آنها تحت تاثیرنانوذره اکسید آلومینیوم بررسی شد. نتایج نشان داد، تیمار 1/0 گرم بر لیتر نانوذره اکسید آلومینیوم بیشترین درصد افزایش دانههای گرده زیستناپذیر (۲۵درصد) را نشان داد (D,E7). درحالی که این درصد در گیاهان شاهد سه درصد بوده و از این نظر تفاوت معنیدار و حائز اهمیتی در سطح احتمال یک درصد(01/0P≤) وجود داشت. سایر غلظتهای به کار رفته نانوذره اکسید آلومینیوم حدود پنج درصد زیست ناپذیری در دانههای گرده را نشان داده که نسبت به گروه شاهد این تفاوت معنیدار بود اما مقایسه بین دو گروه تیماری با هم تفاوت معنیداری را نشان نداد. در واقع زیست پذیری دانههای گرده از ۹۷درصد در شاهد به ۷۵ درصد در بالاترین غلظت کاربردی کاهش یافتهاست (شکل ۱۰).
باتوجه به آنالیزهای صورت گرفته، هر سه ویژگی ذکر شده، تحت تاثیر تیمارهای نانوذره اکسید آلومینیوم به صورت معنیداری دچار تغییر شده است اما میزان این تغییرات متفاوت بوده و حتی در بعضی تیمارها تفاوت معنیداری نسبت به شاهد مشاهده نشد.
شکل7- (A برهم خوردن آرایش تترادها (B,C . ضخیم شدگی لایه اینتین(D,E دانههای گرده زیست ناپذیر (پیکانها) از جمله اثرات تیماری است که کم و بیش در اغلب تیمارها مشاهده شد.
شکل ۸- اثر غلظتهای مختلف نانوذره اکسیدآلومینیوم (001/0، 01/0 و 1/0 گرم بر لیتر) بر آرایش تترادها. هرستون معرف میانگین چهار تکرار± انحراف معیاراست.
شکل ۹ - اثر غلظتهای مختلف نانوذره اکسیدآلومینیوم (001/0، 01/0 و 1/0 گرم بر لیتر) بر ضخامت لایه اینتین. هرستون معرف میانگین چهار تکرار± انحراف معیاراست.
بحث
با توسعه روزافزون کاربردهای صنعتی نانوذرات، نگرانیها درمورد سرنوشت زیست محیطی و اثرات بیولوژیکی این ذرات تشدید شده است(۱۸،۱۷). اندامهای تولید مثلی نر و ماده در گیاهان عالی دارای پوششهایی هستند و ترشحات آنها باعث پذیرش و جذب ذرات معلق در هوا میشود.
شکل ۱۰- اثر غلظتهای مختلف نانوذره اکسیدآلومینیوم (001/0، 01/0 و 1/0 گرم بر لیتر) بر زیستپذیری دانههای گرده.
اندازه این ذرات به قدری کوچک است که به درون کیسههای گرده و تخمک نفوذ میکنند. تخمک از طریق کلاله و مجرای ترشحی خامه که محل جذب دانه گرده است در معرض آلودگی با ذراتی با ابعاد چندمیکرون هست. از طرفی، دانههای گرده با یک پوشش درونی و بیرونی دارای منافذی هستند که برای تسهیل رشد لوله گرده و انتقال سلول زایشی به تخمک تعبیه شدهاست و بدین طریق ذراتی با ابعاد چند نانومتر توانایی جذب به دانه گرده را پیدا میکنند(۱۹).
مطالعات میکروسکوپی این پژوهش نشان داد مراحل نمو تخمک در گیاه لوبیا الگوی مشابهی با الگوی توصیف شده توسط بووا (1989) در اغلب گیاهان دولپه دارد (۲۰، ۲۱).تکوین تخمک اهمیت بسیار مهمی در بقای گیاه دارد. به طوری که هر نوع اختلال در آن باعث کاهش تولید دانهها و به خطر افتادن بقای گیاه میشود. بر اساس بررسیهای ما تخمک در گیاه لوبیا از نوع واژگون است که با گزارش جوهنسون و والز (1994) در مورد باقلا مطابقت دارد (۲۲) و به نظر میرسد در تمامی اعضای این تیره صفتی ثابت باشد. این خمیدگی، مانند سایر لگومها، ناشی از رشد نابرابر در ناحیه فونیکولی است (۲۳). پس از تشکیل پریموردیوم تخمکی، پوستههای تخمک شکل میگیرند که تشکیل آنها حالت قرینه ندارد و پوستهای که درجهت خمیدگی تخمک قرار دارد از رشد بیشتری برخوردار است. تخمکها دوپوستهای هستند و طبق گفته بومن (1974) پوسته بیرونی تخمک درFabaceae منشا زیرپوستی دارد. ترتیب رشد و نمو دو پوسته در Fabaceae بسیار متغییر است. به طوری که در برخی گیاهان رشد پوسته درونی و در برخی رشد پوسته بیرونی مقدمتر است(۲۴). در گیاه مورد بررسی ما، پوسته بیرونی رشد سریعتری دارد. ازجمله صفات حائز اهمیت تخمک تعداد لایههای تشکیلدهنده پوستهها میباشد؛ در اغلب افراد خانواده Fabaceae پوسته درونی از دو لایه تشکیل شده است و پوسته بیرونی معمولا از چندین لایه تشکیل شده است(۲۵). در گیاه مورد بررسی ما پوسته درونی شامل دو لایه و پوسته بیرونی از چهار تا پنج لایه تشکیل شده است. مطالعات بر روی کنترل ژنتیکی و مولکولی نمو تخمک نشان میدهد که دو پوسته تخمک خاستگاهی مستقل از یکدیگر دارند و این مسئله میتواند گوناگونی فراوان موجود برای ساختار این لایهها را توجیه کند(2۶).
در برخی دو لپهایها اپیدرم داخلی پوسته، تبدیل به بافت ترشحی به نام اندوتلیوم یا لایه مغذی پوسته میشود. اندوتلیوم در بسیاری از تخمکهایی که بافت خورش در مراحل ابتدایی رشد آنها از بین میرود، تشکیل یک لایه محدود کننده را میدهد. این سلولها با داشتن هستههای درشت، اندازه سلولی بزرگ و فراوانی اندامکهایشان احتمالا دارای نقش موثری در انتقال مواد غذایی به درون کیسه رویانی هستند. لایه کوتیکولی که بین آندوتلیوم و کیسه رویانی وجود دارد؛ در مرحله پیش رویانی دچار شکستگی میشود. این لایه احتمالا از جریان مواد غذایی به درون کیسه رویانی و رویان، در مراحل ابتدایی رشد ممانعت میکند(۲۷). در تمام نمونههای مورد بررسی ما این لایه تشکیل میشود و یک لایه پایدار به نظر میرسد اما در Vicia fabaاندوتلیوم وجود ندارد وپوسته داخلی و سایر بافتهای مادری، در مراحل ابتدایی رشدو نمو رویان از بین میروند(۲۸).
در گیاه مورد بررسی ما نیز مانند سایر اعضا Fabaceaeتخمک از نوع پر خورش است(۲۹). در گیاه لوبیا موقعیت سلول مگاگامتوسیت در لایه چهارم میباشد. مطالعه بر روی مگاسپورانژ Fabaceae نشان میدهد که شکل تترادها در این خانواده بسیار متنوع است. به گونهای که در اغلب مطالعات انجام شده بر روی اعضا این خانواده تترادها به صورت خطی گزارش شدهاند که از آن جمله میتوان به Glycine max اشاره کرد(۳۰). در نمونه مورد بررسی ما نیز تتراد اغلب از نوع خطی بود.
موقعیت مگاسپور فعال نیز بسیار متغییر است و ممکن است در موقعیت سفتی، بنی یا زیربنی باشد. در گونه Vicia faba موقعیت مگاسپور فعال اپی شالازی است (۲۸). در نمونه ما این سلول موقعیت بنی یا اپی شالازی دارد که بعد از تحلیل سه سلول دیگر حاصل از میوز، به سمت سفت مهاجرت میکند.
در نمونه بررسی شده، کیسه رویانی متشکل از هفت سلول شامل: سلول تخم، دو سلول قرینه، سلول مرکزی و سه سلول متقاطر میباشد. درواقع کیسه رویانی از نوع علف هفت بند است. این نوع از کیسه رویانی در این خانواده عمومیت دارد (۲۹). در جریان نمو کیسه رویانی ابتدا کیسه رویانی دوهستهای وسپس به ترتیب چهار وهشت هستهای تشکیل میشود و در نهایت جداربندی صورت میگیرد. هستههای کیسه رویانی به صورت دو سلول کناری قرینه و یک تخمزا مرکزی در قطب سفتی ، دو هسته در مرکز کیسهرویانی و سه متقاطر در قطب شالازی آرایش مییابند که متقاطرها خیلی زود تحلیل میروند که با یافتههای جوهنسون و والز (1994) در مورد باقلا مطابقت دارد (۲۲).
تکوین پرچم در نمونههای شاهد: بررسی مراحل تکوین پرچم در لوبیا نشان میدهد که تکوین پرچم ها بسیار سریع است. پرچمهای حلقه اول زودتر و پرچمهای حلقه دوم کمی با تاخیر تشکیل میشوند؛ اما در نهایت پرچمها به هم پیوسته و تشکیل ۹ پرچم بهم پیوسته و یک پرچم آزاد را میدهند (3۰). داویس (1966) در خصوص تشکیل لایههای دیواره بساک مطالعات فراوانی انجام داد و بر اساس ترتیب مراحل تقسیم سلولی دو تیپ اصلی را معرفی کرد (۳۱). تشکیل لایههای مختلف پرچم و سلولهای هاگزا در لوبیا از تیپ پایهای داویس پیروی میکند. بدین صورت که سلولهای لایه جداری ثانویه درونی بدون تقسیم جدید لایه تاپی یا پرستار را بوجود آورده، در حالیکه لایه جداری خارجی ابتدا به صورت مماسی تقسیم شده و دو لایه جدید تشکیل میدهد که لایه خارجی مکانیکی و لایه درونی سلولهای میانی را بوجود می آورند.
سلولهای تاپی که داخلیترین لایه بساک را تشکیل میدهند، به دو نوع ترشحی و پلاسمودیال تقسیم میشوند که هر دو نوع آن در بساک لوبیا وجود دارد (۳۰). در نمونه مورد بررسی ما تاپی از نوع تک هستهای است. در مراحل اولیه نمو بساک، پریموردیوم بساک به صورت یک مریستم احاطه شده در اپیدرم است. سپس چهار برجستگی در چهار گوشه بساک مشخص میشود. در هر کدام، یک یا چند سلول زیراپیدرمی به سلولهای آرکئوسپور تمایز مییابند. تقسیمات مماسی متوالی سلول آرکئوسپور و سلولهای حاصل از آن موجب تشکیل دیواره میکروسپورانژها و بافت هاگزا میشود (۳۲). این روند مطابق وضعیت موجود در اکثر گیاهان گلدار میباشد (۲۰).
تقسیم میوز انجام گرفته و چهار میکروسپور تشکیل شده حفظ میشوند. سیتوکینز در سلول مادر گرده از نوع همزمان میباشد که الگوی موجود در اکثر نهاندانگان دولپهای است (۱۵). اطراف هر میکروسپور را دیواره اگزین فرا میگیرد؛ این دیواره ابتدا پلیساکاریدی و سپس اسپوروپولنینی میشود. همزمان با آزادشدن میکروسپورها، دیواره دوم یعنی اینتین در داخل اگزین تشکیل میگردد. تشکیل اگزین و اینتین وابسته به سلولهای تاپی است و با استفاده از مواد و محتویات آنها صورت میگیرد.آرایش میکروسپورها در داخل دیواره کالوزی از نوع تتراهدرال است. دانههای گرده جوان رشد میکنند، واکوئل در آنها بزرگ میشود، هسته تقسیم شده و گردههای بالغ دارای دو هسته را به وجود میآورند. سلول بزرگتر یا سلول رویشی، هسته پخش و غیرمتراکم و سلول کوچکتر و یا سلول زایشی هسته دوکی شکل و متراکم دارند. دانههای گرده بالغ دارای سه منفذ رویشی و محتویات ذخیرهای از نوع نشاسته و لیپید هستند(3۰).
بررسی نتایج حاصل از مطالعات تکوینی گیاهان تحت تیمار
مراحل کلی تکوین تخمک و پرچم در گیاهان تحت تیمار مشابه گیاهان شاهد است اما تفاوتهایی در مراحل بلوغ دانههای گرده مشاهده شد. در بررسیهای انجام شده بر روی مراحل مختلف تکوین تخمک در گیاه لوبیا هیچ ناهنجاری رویت نشد. درحالی که سایر آلایندههای زیستی سبب بروز انواع مختلف ناهنجاریها در سایر گیاهان شده است. از جمله این تغییرات میتوان به تغییر در مراحل تکوین تخمک و کیسهرویانی، تغییرشکل تخمک وکاهش تعداد آنها، واکوئله شدن سلولهای بافت خورش و مرگ سلولی، تحلیل هستهها در کیسه رویانی و تخریب سریع دستگاه تخمزا اشاره کرد (۳۰، ۳۳).
مشخص شده است که در بین سلولهای مختلف گیاهان، گردهها به میزان بیشتر به آلایندههای مختلف حساس هستند و جوانهزنی گردهها و رویش لوله گرده در آنها بر اثر عناصر سنگین مختلف ممانعت میشود، به نحویکه کشت آزمایشگاهی لولههای گرده به عنوان یک سیستم استاندارد حساس برای بررسی میزان سمیت عناصر سمی مختلف در سطح سلولی استفاده میشود (۳۴، ۳۳).
در بررسیهای حاضر انجام شده بر روی دانههای گرده گیاهان تحت تیمار، برهم خوردن آرایش تترادها رویت شد که با مطالعات چهرگانی و همکاران (2006) تحت تیمار شبیه باران اسیدی در گیاه لوبیا همسو میباشد (۲۹). برخی پژوهشگران مشاهده کردند که نانوذره سدیم اکسید و آهن اکسید نسبت به بار الکتریکی خود در سلولهای پستانداران مکان یابی متفاوتی دارند(۳۴). بنابراین به نظر می رسد نانوذره اکسید آلومینیوم با تاثیرگذاری بر روی تشکیل دیواره سلولی و استقرار بارهای الکتریکی برروی سطح دانههای گرده منجر به برهم خوردن آرایش تترادها میشود.
همچنین در بررسیهای انجام شده در این مطالعه، افزایش ضخامت در لایه اینتین مشاهده شد که با مشاهدات چهرگانی و همکاران ( 2006) در مورد تاثیر تیمار شبیه باران اسیدی بر نمو دانههای گرده لوبیا مطابقت دارد (۲۹). بار نانوذرات مانع تشکیل سیتوپلاسم دانههای گرده میشود. همچنین نسبت به بارشان، نانوذرات ممکن است روی تشکیل دیواره هم تاثیربگذارند. درواقع، نسبت به بارذرات ظرفیت مکان یابی آنها متفاوت است (۳۶). بنابراین، پیشنهاد ما این است که بار نانوذره اکسید آلومینیوم منجر به افزایش ضخامت دیواره اینتین میشود.
در نمونههای مورد بررسی در این مقاله کاهش زیستپذیری دانههای گرده در گیاهان تحت تیمار نانوذره اکسید آلومینیوم رویت شد. همچنین کاهش در زیستپذیری دانههای گرده و افزایش در دانههای گرده نارس تحت تاثیر تیمار نانوذره آهن در گیاه آرابیدوپسیس نیز گزارش شده است (۱۴). در بررسیهای صورتگرفته برروی دانههای گرده گیاه آرابیدوپسیس تحت تیمار نانوذره آهن کاهش 50 درصدی در رشد لوله گرده رویت شد. با توجه به کاهش در زیستپذیری و رشد لولهگرده، پیشنهاد شدهاست که بار نانوذرات اثرمنفی روی ظرفیت تولیدمثلی گیاهان میگذارد (۱۴).
پوبوریلوا و همکاران (2013) در بررسیهای خود مشاهده کردند که نانوذره آلومینیوم توانایی تجمع و ایجاد پیوند با سایر ترکیبات مثل اسیدهای آلی و پپتیدها را دارد و حتی میتواند در مبادلات یونی شرکت کند. همچنین نشان داده شده است که اسکلت سلولی تحت تاثیر یونهای آلومینیوم قرار گرفته و از این طریق روی بسیاری از فرایندهای سلولی مثل تقسم سلولی اثر دارند و میتوانند از طریق القای تکثیر سلولی غیر قابل کنترل، اثر سمی خود را اعمال کنند (۳۵).
در مطالعات انجام شده بر روی دوفرم محلول سرب کلرید و نانوذره سرب، سمیت متفاوتی مشاهده شد. این مشاهدات اینگونه توصیف شدند که دانههای گرده و سلولها سرب را به صورت نانوذره بیش از فرم محلول سرب کلرید انباشته میکنند. تعدادی از اثرات بیولوژیکی سرب در اینجا توصیف شدهاند که شامل: تغییرات مورفولوژیکی دانههای گرده، آسیبهای غشای سلولی، مبادله یونی با کلسیم دیواره و در نهایت آسیب به رشد لولهگرده میشوند. دانههای گرده و سلولهای گیاهی سرب را جذب کرده و طی واکنشهای مبادله یونی، سرب در دیواره جایگزین کلسیم میشود و این جایگزینی مانع رشد لوله گرده می شود.در ممانعت رشد لوله گرده، تاثیر نانوذره سرب بیشتر از فرم محلول است زیرا میزان جذب ذرات در فرم نانوذره بیشاز فرم محلول است (۳۶).
مطالعات خانو همکاران (2015) نشان داد که هر دو نانوذره تیتانیوم اکسید و روی اکسید مشابه فرم محلول خود، باعث یک همولیز وابسته به غلظت در سلولهای خونی انسان میشوند. به نظر میرسد که مکانیسم اصلی سمیت نانوذرات از طریق تنشهای اکسیداتیو بروز میکند(۳۷) . همچنین مطالعات بر روی سمیت ژنتیکی نانوذره تیتانیوم اکسید بر روی مریستم راسی ریشه در پیاز و تنباکو الگویی از نسبت افزایش آسیبهای DNA نسبت به افزایش غلظت نانوذرات را نشان میدهند. این نتایج نشان میدهند که آسیبهای DNA وابسته به غلظت نانوذرات هستند (۳۷).
امروزه مکانیسم دقیق سمیت نانوذرات کشف نشده است اما به نظر میرسد، ارتباط نزدیکی با ترکیب شیمیایی، ساختار، اندازه و افزایش سطح نانوذرات دارد. در کل، سمیت نانوذرات به دو صورت ممکن است بروز کند: ۱- سمیت شیمیایی که بر اساس ترکیبات شیمیایی بروز میکند. مثل تاثیر یونهای آزاد شده و ۲- تنشهایی که وابسته به سطح، اندازه ویا شکل سلول است (۳۸).
نتیجه گیری
مطالعه حاضر به منظور بررسی مقایسهای مراحل تکوین تخمک و دانههای گرده در گیاهان شاهد و تحت تیمار با نانوذره اکسید آلومینیوم صورت گرفت. نتایج مطالعه تاثیر نانوذره اکسید آلومینیوم بر مراحل نمو دانههای گرده به ویژه مراحل بلوغ آنها را ثابت کرد. نانوذرات اکسیدآلومینیوم منجر به افزایش ضخامت انتین، بی نظمی در آرایش تترادها و کاهش زیستپذیری در دانههای گرده تحت تیمار میشوند. اما تیمارهای انجام شده بر مراحل تکوین تخمک موثر واقع نشد.