Nickel accumulation and its impact on antioxidant activity of Alyssum bracteatum and A. longistylum under in vitro culture

Document Type : Research Paper

Authors
Acram Ghochin 1
Marzieh Taghizadeh 2
1 Dept of Plant and Animal Biology, Faculty of Biological Science and Technology,,University of Isfahan.
2 Dept of Plant and Animal Biology, Faculty of Biological Science and Technology, University of Isfahan.
Abstract
This study was aimed to investigate the effects of different concentrations of Ni (0, 5, 10, 25, 50, 75, 100 and 200 mg. l-1), on the antioxidant activity of two populations of serpentine and non-serpentine of Alyssum bracteatum and serpentine population of A. longistylum under in vitro culture. The uptake and accumulation of Ni in roots and shoots of tree population was determined. The results showed that, the accumulation of Ni in all populations increased with increasing of Ni concentration in MS medium. In all treatments, the amounts of Ni in the shoots were higher than roots. The amounts of Ni in shoots of both serpentine and non-serpentine were high, but the amounts of Ni in the roots of non-serpentine population were less than serpentine population. In all populations by increasing of Ni concentration in the medium the activity of catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and proline accumulation in shoots increased significantly compared to the control. Overall, the results showed that serpentine and non-serpentine populations of A. bracteatum and A. longistylum are able to accumulate Ni and considered as Ni hyperaccumulator plants

Keywords

Subjects

 

تجمع نیکل و تاثیر آن بر فعالیت آنتی اکسیدانی گیاهL.  Alyssum bracteatum
و A. longistylum در شرایط کشت در شیشه

اکرم گلچین، علی اکبر احسانپور* و مرضیه تقی زاده

ایران، اصفهان، دانشگاه اصفهان، دانشکده علوم و فناوری­های زیستی، گروه زیست شناسی گیاهی و جانوری

تاریخ دریافت: 09/06/1400          تاریخ پذیرش: 07/09/1400

چکیده

هدف از انجام این پژوهش بررسی مقدار تجمع فلز نیکل در بخش‌های هوایی و ریشه، وزن خشک و فعالیت برخی آنزیم­های آنتی اکسیدانی در گیاهچه‌های حاصل از کشت در غلظت‌های مختلف فلز نیکل (0، 25، 50، 75، 100 و 250 میلی­گرم در لیتر) در دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیر سرپنتین سمیرم گونه A. bracteatum و جمعیت سرپنتین دیزج گونه A. longistylum در شرایط کشت درون شیشه­ایی بود. نتایج نشان داد با افزایش غلظت نیکل میزان انباشتگی این عنصر در بخش‌های هوایی و ریشه هر سه جمعیت افزایش یافت، اما در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر مقدار انباشتگی این عنصر در ریشه بیشتر از بخش هوایی بود. وزن خشک بخش هوایی در تمامی غلظت­ها کاهش یافت. بررسی فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز و مقدار تجمع پرولین در بخش‌های هوایی در هر سه جمعیت نشان داد که با افزایش تیمارهای نیکل مقدار فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز و هم‌چنین مقدار تجمع پرولین در بخش‌های هوایی افزایش یافت. در غلظت 250 میلی­گرم بر لیتر، در هر سه جمعیت بیشترین کاهش وزن خشک و فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز مشاهده شد که در جمعیت هرسین نسبت به بقیه این کاهش کمتر بود. بنابراین بر اساس نتایج به‌دست آمده به نظر می‌رسد که جمعیت سرپنتین نسبت به جمعیت غیر سرپنتین مقاومت بیشتری نسبت به افزایش غلظت نیکل در محیط نشان داد. جمعیت غیر سرپنتین سمیرم نیز رفتار تقریباً مشابه با جمعیت‌های سرپنتین هرسین و دیزج در شرایط کشت درون شیشه­ایی نشان می‌دهد و قادر به جذب و تجمع مقادیر بالایی از نیکل می‌باشد. احتمالا این نتیجه بدلیل شرایط درون شیشه و متفاوت با شرایط طبیعت می باشد.

واژه های کلیدی: سرپنتین، فلزات سنگین، کشت بافت گیاهی، نیکل.

* نویسنده مسئول، پست الکترونیکی: ehsanpou@sci.ui.ac.ir

مقدمه

 

فلزات سنگین موادی هستند که به طور طبیعی در خاک وجود داشته و یا در نتیجه فعالیت‌های انسان وارد خاک می‌شوند (24). بالا رفتن غلظت فلزات سنگین در خاک باعث ایجاد سمیت و توقف رشد و نابودی بسیاری از گیاهان می‌شود. فلزات سنگین به عنوان آلاینده محسوب می­شوند زیرا در خاک غیر قابل تجزیه هستند، توسط گیاهان جذب و وارد زنجیره‌های غذایی می­شوند و در نهایت سلامتی انسان را به مخاطره می­اندازند (34 و 37). وجود مقادیر سمی فلزات سنگین در محیط موجب کاهش رشد گیاهان و در حالت شدیدتر باعث از بین رفتن گیاهان می‌گردد. احتمالاً علائم سمیت به واسطه گستره‌ای از روابط متقابل در سطح سلولی ملکولی باشد (12). سمیت ممکن است ناشی از پیوند فلزات با گروه‌های سولفیدریل پروتئین‌ها باشد که مانع از فعالیت آن‌ها می‌شود یا باعث تغییر و تخریب ساختمان آن‌ها می‌گردد، یا در نتیجه جایگزینی فلز سمی به جای یک عنصر ضروری مانند جایگزینی کادمیوم به جای روی می باشد (6و 18).

عنصر نیکل دارای عدد اتمی 28 و عدد جرمی 69/58 می‌باشد و جزء عناصر حد واسط محسوب می‌شود. عنصر نیکل می‌تواند جایگزین عناصر در متالوآنزیم‌ها شده و مسیرهای متابولسمی را بر هم بزند. میزان نیکل در خاک‌های معمولی کمتر از 100 میکروگرم در گرم می‌باشد ولی میزان آن در خاک‌های غنی از این فلز تا بیش از 2500 میکروگرم در گرم هم گزارش شده است (6). اساس نیاز گیاهان به نیکل هنوز مشخص نیست، اما ممکن است این عنصر با تحریک نیتروژن در دوره جوانه‌زنی بذر در ارتباط باشد. مشخص شده است که نیکل جزئی از ساختمان دو آنزیم است: اوره آز و هیدروژناز. اوره آز، اوره را به NH3 تبدیل می­کند و در سلسله گیاهان به وفور یافت می­شود (36). به طور کلی اساس سمیت یون‌های فلزات سنگین از جمله نیکل توانایی آن‌ها برای اتصال محکم به اتم‌های اکسیژن، ازت و فسفر است. این اتم‌ها به ویژه در ساختار پروتئین به فراوانی وجود داشته و عموماً تأثیر این فلزات بر روی ساختارهای پروتئینی به ویژه آنزیم‌ها است (13).

Alyssum یک گیاه علفی یک ساله، دو ساله، چند ساله است که اغلب گونه‌ها در جاهای خشک، صخره ای، سنگی یا شنی یا روی تخته سنگ‌ها واقع می‌شوند. این جنس در ایران دارای 29 گونه است که 5 گونه ی آن اندمیک این کشور می باشد. اولین بار در سال 1948 گونه A. bertolonii Desv که بیش از 1% نیکل را در برگ های خود تجمع داده بود از مناطق سرپنتین ایتالیا گزارش گردید و بعنوان اولین بیش تجمع دهنده نیکل شناخته شد (29). گیاهان بومی مناطق سرپنتینی به بالاترین سطح فلزات سنگینی مانند نیکل مقاوم هستند که آن­ها را فلزدوست ((metallophyte می­نامند. این گیاهان بر اساس میزان انباشت فلز در اندام­های هوایی و زیرزمینی به ترتیب به عنوان بیش تجمع دهنده ((Hyperaccumulator و محدودکننده((Excluders معرفی شده­اند (31). چند سال بعد در سال 1961 دومین بیش تجمع دهنده نیکل به نام A. murale با بیش از 1% نیکل در برگ هایش گزارش شد (5). گونه A. bracteatum یک گیاه بومی ایران بوده که در نقاط مختلف کشور در روی خاک‌های سرپنتین و غیرسرپنتین یافت می‌شود (5). بر اساس نتایج حاصله، این دو گونه قادرند نیکل را به ترتیب تا بیش از 8050 و 2300 میکروگرم بر گرم تجمع دهند. گونه A. longistylum فقط بر خاک‌های سرپنتین آذربایجان غربی یافت شد ولی گونه A. bracteatum به طور گسترده بر روی خاک‌های سرپنتین استان کرمانشاه (هرسین) و آذربایجان غربی (دیزج) یافت شد (17).

تا کنون گزارش­های معدودی در زمینه تاثیر فلزات سنگین بر رشد گیاهان در شرایط  کشت در شیشه منتشر شده است، به عنوان مثال اثر کادمیوم بر روی فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانت (30 و 32)، باززایی گیاه مقاوم به فلز سنگین Arabidopsis halleri (12)، اثر تنش کادمیوم روی کالوس نیشکر (16)، اثر نیکل روی فعالیت آنزیم اوره‌آز و کاهش استرس‌های متابولیکی (37). با این وجود این‌، هیچ‌گونه اطلاعاتی روی گونه A. bractatum در شرایط کشت در شیشه وجود ندارد. با توجه به مطالعات اولیه مبنی بر قابلیت بالای گیاه A. bractatum در جذب و تجمع نیکل،‌‌ بنابراین هدف این پژوهش بکار گیری روش کشت بافت به عنوان یک مدل سریع و کاملا کنترل شده برای مطالعات فیزیولوژیکی اثر نیکل بر گیاه Alyssum و پاسخ گیاه در برابر نیکل از قبیل مقدار جذب فلز نیکل توسط گیاه و تغییرات پرولین و برخی آنزیم­های آنتی اکسیدانی می­باشد. نتایج حاصل از این بررسی می­تواند در جهت بررسی اثرات نیکل و پاسخ فیزیولوژیکی گیاه Alyssum و مقایسه بین دو گونه سرپنتین و غیر سرپنتین به منظور استفاده از این گیاهان در زدایش آلودگی‌های فلزی و همچنین احیای پوشش گیاهی مراتع به ویژه در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین مورد استفاده قرار گیرد.

مواد و روشها

بذر گونه‌های مختلف شامل A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی
A. longistylum پس از شستشوی اولیه با آب، به مدت 3-2 دقیقه در الکل 70% قرار داده شد. بعد توسط محلول سدیم هیپوکلریت 10% حجمی به مدت 15 دقیقه ضد‌عفونی سپس با آب مقطر استریل 3 بار شسته و بر روی محیط کشت (MS) (25) و در شرایط در شیشه کشت و تکثیر گردید. جهت تیمار با نیکل از نمک سولفات نیکل.6H2O Ni (SO4) استفاده شد. به منظوراعمال تیمار، از گیاهان تکثیر شده قطعات ساقه با 3-2 جوانه جانبی جدا و در هر شیشه کشت حاوی غلظت‌های مختلف نیکل (0، 25، 100،50 و 250 میلی­گرم در لیتر)، با تعداد 5 قطعه جدا کشت و حداقل 5 تکرار در اطاق کشت با دمای 25 درجه سانتیگراد و تحت تابش نور 2000 لوکس با فتوپریود 16 ساعت نور و 8 ساعت تاریکی به مدت 4 هفته رشد داده شدند.

اندازه گیری نیکل: اندازه‌گیری میزان فلز نیکل موجود در اندام هوائی و ریشه از روش Reeves و همکارانش (29) استفاده شد. بر اساس این روش،50 میلی­گرم اندام هوائی و ریشه به طور جداگانه از هر یک از جمعیت‌ها وزن و درون لوله‌ آزمایش mL10 ریخته و به هر لوله mL2 نیتریک اسید (65%) اضافه گردید. سپس نمونه‌ها به مدت 24 ساعت در دمای آزمایشگاه و زیر هود نگهداری شدند. در مرحله بعد نمونه‌ها به مدت 4-3 ساعت در کوره شنی با دمای 100-90 درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند. پس از سرد شدن، مقدار mL1 از H2O2 (35%) به هر یک از لوله‌ها اضافه و نمونه‌ها مجدداً به مدت 1 ساعت در کوره شنی با دمای 100-90 درجه سانتی‌گراد قرار داده شدند. پس از سرد شدن هر یک از لوله‌ها توسط آب مقطر به حجم mL10 رسانده شد و سپس مقدار عنصر در آن‌ها توسط دستگاه طیف‌سنج جذب اتمی( (Atomic Absorption Spectrophotometer مدلShimadzu 6200 آنالیز شد.

اندازه‌گیری میزان پرولین: برای اندازه‌گیری پرولین، ابتدا 40 میلی‌گرم از بافت‌های گیاهی با ml7/1 اسید سولفوسالیسیلیک 3% (W/V) به‌خوبی ساییده شد تا به‌طور کامل یکنواخت گردید. عصاره‌های حاصل به مدت 20 دقیقه در rpm14000 سانتریفوژ شدند. در مرحله‌ی بعدی به ml1 سوپرنوتانت هر نمونه، ml1 اسید استیک گلاسیال و ml1 معرف نین‌هیدرین اضافه شد و به مدت 1 ساعت در دمای 105-100 درجه سانتی‌گراد داخل بن‌ماری حرارت داده شدند. پس خنک شدن به هر لوله ml2 تولوئن اضافه شد. سپس لوله‌ها به مدت 30 دقیقه در دمای آزمایشگاه ثابت نگه داشته شدند. در طی این مدت زمان دو فاز آلی (صورتی در بالا) و فاز آبی(بیرنگ و شفاف در پایین) در هر لوله تشکیل شد. از هر لوله ml1 از فاز بالایی برداشته و داخل کوت کوارتز ریخته شد.سپس جذب ترکیب رنگی هر نمونه در طول موج 520 نانومتر خوانده شد (10).

اندازه‌گیری

میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز: ابتدا 1/0 گرم از نمونه‌های اندام هوائی و ریشه جداگانه آماده شده و در 1500 میکرولیتر بافر فسفات (02/0 گرم KH2PO4، 14/0 گرم Na2HPO4، 8/0 گرم NaCl، 02/0 گرم KCl، 1 گرم) ‌حاوی پلی وینیل پیرولیدن(PVP) در pH برابر 4/7 عصاره گیری شدند (18). سپس، در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه در 10000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد و به وسیله دستگاه اسپکتروفتومتری میزان فعالیت آنزیم تعیین شد.

برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز ابتدا محلول واکنش مورد نیاز آنزیم بر اساس روش Nakano and Asada تهیه گردید و سپس توسط دستگاه اسپکتروفتومتری در طول موج 240 و 290 نانومتر قرائت گردید (26 و 28). میزان فعالیت آنزیم با استفاده از فرمول زیر محاسبه گردید:

EA = [ΔOD × (1000/A) ×B] / EC × C

EA: میزان فعالیت آنزیم

EC: ضریب خاموشی پراکسید هیدروژن برابر با 039/0 و ضریب خاموشی آسکوربات برابر با 6/2 میکرومول بر سانتیمتر است.

A: مقدار نمونه اضافه شده به کوت

B: مقدار بافر فسفات اضافه‌شده به نمونه جهت ساییدن

C: وزن بافت انتخابی جهت ساییدن

آنالیز آماری داده‌ها: آنالیز واریانس دو راهه (Two Way ANOVA) بر روی داده‌های حاصل از بررسی تیمارهای مختلف بر مقدار تجمع فلز در بخش‌های هوایی و ریشه، وزن خشک و ‌میزان فعالیت آنزیم در هر دو گونه با نرم افزار SPSS، در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با پنج تکرار انجام گرفت. جهت بررسی معنی­دار بودن میانگین­ها از آزمون دانکن در سطح P≤ 0/05 استفاده شد.

نتایج

مقدار انباشتگی نیکل در بخش‌های هوایی: نتایج حاصل از میزان نیکل تجمع یافته تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل (0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر) در بخش‌های هوایی دو جمعیت از گونه bractaetum A.. (جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم) و گونه
A. longistylum از جمعیت سرپنتین دیزج (نمودار 1) نشان می‌دهد که مقدار فلز تجمع یافته تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل در بخش‌های هوایی گیاه در سطح 5 درصد معنی‌دار می‌باشد و با افزایش غلظت نیکل سه جمعیت به طور معنی‌داری بر میزان فلز جذب شده و تجمع یافته در بخش‌های هوایی گیاه افزوده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، در هر سه جمعیت کمترین و بیشترین مقدار تجمع نیکل به ترتیب در غلظت­های 25 و 250 میلی گرم برلیتر نیکل مشاهده شد. مقدار فلز تجمع یافته در بخش‌های هوایی در جمعیت سرپنتین دیزج بین حداقل 43/724 میکرو گرم در گرم وزن خشک در غلظت 25 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 5308 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل بود. هچنین تجمع نیکل در جمعیت سرپنتین هرسین بین حداقل 57/372 میکرو گرم در گرم وزن خشک در غلظت 25 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 5557 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی گرم در لیتر نیکل مشاهده شد. در جمعیت غیرسرپنتین سمیرم، تجمع نیکل بین حداقل 95/456 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 25 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 4390 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل متغیر بود. کمترین و بیشترین مقدار تجمع نیکل در بخش هوایی بین جمعیت­های مختلف، به ترتیب در جمعیت سرپنتین هریسین در غلظت 25 و 250 میلی­گرم در لیتر نیکل مشاهده شد. بر اساس نتایج، جمعیت غیر سرپنتین سمیرم کمترین مقدار تجمع نیکل در بخش هوایی را در تمامی غلظت­های نیکل در مقایسه با سایر جمعیت­ها نشان داد.

مقدار انباشتگی نیکل در ریشه: نتایج مقدار نیکل تجمع یافته تحت اثر غلظت‌های مختلف (0، 25، 50، 75 ،100و 250 میلی­گرم در لیتر) در ریشه (نمودار 2) نشان می‌دهد که مقدار فلز تجمع یافته تحت اثر غلظت‌های مختلف در ریشه گیاه در سطح 5 درصد معنی­دار می‌باشد و با افزایش غلظت نیکل به طور معنی‌داری بر میزان فلز جذب شده در ریشه گیاه افزوده شده است (05/0 P<). بر اساس نتایج بدست آمده، مقدار فلز تجمع یافته در ریشه در تیمارهای اعمال شده، در جمعیت سرپنتین دیزج بین حداقل 37/554 میکرو­گرم در گرم وزن خشک در غلظت 25 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 5385 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل مشاهده شد. همچنین، در جمعیت سرپنتین هرسین بین حداقل 68/291 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 25 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 6729 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل و در جمعیت غیرسرپنتین سمیرم بین حداقل 94/540 میکروگرم در گرم وزن خشک در غلظت 5 میلی­گرم در لیتر نیکل و حداکثر 5593 میکرو­گرم در گرم وزن خشک در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل متغیر بوده است.

 

نمودار 1: مقدار نیکل تجمع یافته در بخش‌های هوایی گیاه A. bractaetumاز دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج تحت تیمار غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

نمودار 2: مقدار نیکل تجمع یافته در ریشه گیاه A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج تحت تیمار غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده­ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

 

از نظر آماری بین سه جمعیت مذکور از نظر میزان انباشتگی نیکل در ریشه در غلظت‌های مختلف نیکل تفاوت معنی‌داری وجود دارد (05/0 P<). کمترین و بیشترین مقدار تجمع نیکل در ریشه بین جمعیت­های مختلف، به ترتیب در جمعیت سرپنتین هریسین در غلظت25 و 250 میلی­گرم در لیتر نیکل مشاهده شد.  

وزن خشک: نتایج حاصل از اندازه گیری وزن خشک تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل (0، 25، 50، 75، 100 و 250 میلی ­گرم در لیتر) در بخش‌های هوایی هر سه جمعیت (نمودار 3) نشان می­دهد که با افزایش غلظت نیکل به طور معنی‌داری مقدار وزن خشک در بخش هوایی کاهش یافته است (05/0 P<). بر اساس نتایج بدست آمده، کمترین وزن خشک بخش هوایی بین جمعیت­های مختلف، در جمعیت غیرسرپنتین سمیرم در غلظت250 میلی­گرم در لیتر نیکل مشاهده شد.

اندازه‌گیری مقدار پرولین: نتایج حاصل از اندازه گیری مقدار پرولین تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل (0، 25، 50، 75، 100 و 250 میلی ‌گرم در لیتر) در بخش‌های هوایی گیاه در سطح 5 درصد معنی­دار می‌باشد و با افزایش غلظت نیکل به طور معنی‌داری بر مقدار تجمع پرولین در بخش‌های هوایی گیاه افزوده شده است (نمودار 3). در جمعیت سرپنتین دیزج با افزایش غلظت نیکل در محیط کشت تا غلظت 100 میلی­‌گرم در لیتر میزان پرولین به تدریج افزایش یافته است، اما در غلظت 250 میلی‌گرم در لیتر نیکل در محیط کشت میزان پرولین کاهش می‌یابد.

 

 

 

نمودار3: وزن خشک بخش هوایی گیاه A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج تحت تیمار غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

نمودار 3: اثر غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل بر مقدار پرولین بخش­های هوایی گیاه A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

 

در جمعیت سرپنتین هرسین وغیرسرپنتین سمیرم هم با افزایش غلظت نیکل میزان پرولین به تدریج افزایش یافته است به طوری‌که بیشترین مقدار پرولین در تیمار 75 و 100 میلی‌گرم در لیتر نیکل است و با افزایش غلظت نیکل محیط میزان پرولین کاهش می‌یابد. بیشترین مقدار پرولین در جمعیت سرپنتین دیزج در غلظت 100 میلی­گرم بر لیتر نیکل مشاهده شد.

اندازه‌گیری میزان فعالیت آنزیم کاتالاز: نتایج آنالیز میزان فعالیت آنزیم کاتالاز تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل (0، 25، 50، 75، 100 و 250 میلی ­گرم در لیتر) در بخش‌های هوایی هر سه جمعیت دیزج، هرسین و سمیرم در شرایطکشت در شیشه نشان می‌دهد که با افزایش غلظت نیکل به طور معنی‌داری بر میزان فعالیت آنزیم در بخش‌های هوایی گیاه افزوده شده است (نمودار 4). میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در تمام غلظت‌های اثر داده شده نسبت به کنترل اختلاف معنی‌داری دارد. در هر سه جمعیت بیشترین میزان فعالیت آنزیم در تیمار 75 میلی‌گرم در لیتر نیکل مشاهده شد و با افزایش غلظت نیکل محیط میزان فعالیت آنزیم کاتالاز کاهش می‌یابد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در جمعیت سرپنتین دیزج و در تیمار 75 میلی‌گرم در لیتر نیکل مشاهده شد.

اندازه‌گیری میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز: نتایج اندازه­گیری میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز تحت اثر غلظت‌های مختلف نیکل در بخش‌های هوایی هر سه جمعیت دیزج، هرسین و سمیرم در شرایط کشت در شیشه نشان می‌دهد (نمودار 5) که اثر تیمارهای مختلف نیکل بر میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز در بخش‌های هوایی گیاه در سطح 5 درصد معنی­دار می‌باشد. در هر دو جمعیت سرپنتین دیزج و هرسین با افزایش غلظت نیکل در محیط کشت تا غلظت 100 میلی­‌گرم در لیتر میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز به تدریج افزایش یافته است، اما در غلظت 250 میلی‌­گرم در لیتر نیکل در محیط کشت میزان فعالیت این آنزیم کاهش یافته است.

 

 

نمودار 4: اثر غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل بر فعالیت آنزیم کاتالاز بخش­های هوایی گیاه A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده­ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

نمودار 5: اثر غلظت­های 0، 25، 50، 75 ،100 و 250 میلی­‌گرم در لیتر نیکل بر فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز بخش­های هوایی گیاه A. bractaetum از دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیرسرپنتین سمیرم و گونه ی A. longistylum جمعیت سرپنتین دیزج در شرابط کشت درون شیشه ایی. مقادیر میانگین پنج تکرار از هر جمعیت ± انحراف معیار می‌باشد. حروف متفاوت در هر ستون از هر جمعیت بیانگر معنی‌دار بودن داده ها، با استفاده از آزمون Duncan می‌باشد (05/0P<).

 

در جمعیت غیرسرپنتین سمیرم با افزایش غلظت نیکل محیط کشت میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز افزایش یافته است، به‌طوری‌که بیشترین میزان فعـــــالیت این آنـزیم در تیمار 75 میلی­گرم در لیتر نیکل مشاهده شد. از این نظر بین تمام تیمارها و کنترل اختلاف معنی‌داری مشاهده می‌شود (05/0P<). بیشترین فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز در جمعیت سرپنتین دیزج تحت تیمار 100 میلی­گرم بر لیتر نیکل مشاهده شد.

بحث

غلظت بالای نیکل در خاک­های سرپنتین یکی از تنش­های مهم برای گیاهان محسوب می­شود. با این وجود برخی گیاهان سازگاری های متفاوتی برای رویارویی با این تنش محیطی کسب کرده­اند. یکی از مهم­ترین پارامترهایی که در گیاهان تحت تأثیر تنش‌های مختلف از جمله سمیت نیکل دچار تغییر شده، وزن خشک می‌باشد. بدیهی است که گیاهان مقاوم در چنین شرایطی قادر به رشد و نمو و حفظ عملکرد خود می‌باشند (22). بررسی و مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزایش غلظت نیکل در محیط کشت وزن خشک بخش‌های هوایی در هر سه جمعیت به طور معنی‌داری کاهش یافت، و از این نظر بین تمام تیمارها و کنترل اختلاف معنی‌داری وجود دارد. در تیمار با بالاترین غلظت نیکل (250 میلی­گرم در لیتر نیکل) وزن خشک به شدت کاهش نشان داد که دلیل آن می‌تواند سمیت نیکل در مقادیر بالا باشد که باعث مرگ گیاهچه‌ها شده است. همچنین کاهش رشد جمعیت­های سرپنتین نسبت به جمعیت غیر سرپنتین کمتر بوده است. بنابراین، پاسخ رشد جمعیت­های سرپنتین دیزج و هرسین نسبت به افزایش نیکل در محیط کشت نشان دهنده مقاومت بیشتر این گیاهان نسبت به جمعیت غیر سرپنتین سمیرم است. این نتایج همسو با گزاراشات پیشین می­باشد (20). نتایج حاصل از آنالیز مقدار فلز تجمع یافته در بخش‌های هوایی و ریشه گیاهچه‌های هر سه جمعیت دیزج، هرسین و سمیرم نشان می‌دهد که در تمامی غلظت­های به غیر از غلظت 250 میلی­گرم بر لیتر نیکل، در هر سه جمعیت سرپنتین دیزج، هرسین و سمیرم مقدار نیکل تجمع یافته در بخش‌های هوایی نسبت به ریشه بیشتر است، که این افزایش مقدار در جمعیت­های سرپنتین هرسین و دیزج بسیار بیشتر از جمعیت غیر سرپنتین سیمرم است. دلیل این امر، احتمالا وجود مکانیسم‌های موثر انتقال نیکل از ریشه به ساقه موجود در جمعیت‌های سرپنتین است که منجر به انباشتگی این فلز در بخش هوایی شده است که این امر توسط دیگر پژوهشگران نیز گزارش شده است (27). بنابراین تصور می­شود سازوکارهای سمیت زدایی در افزایش تحمل این گیاهان نسبت به افزایش غلظت نیکل در محیط کشت نقش داشته باشد. بر اساس نتایج این پژوهش و با توجه به این­که گیاهی که توانایی انباشته کردن بیشتر فلزات را در اندام های هوایی نسبت به ریشه دارد توانایی و استعداد بالاتری به عنوان انباشت­ساز دارد، بنابراین می­توان نتیجه گرفت که هر سه جمعیت هم می­تواند کاندید مناسبی جهت پالایش محیط از فلز سنگین نیکل باشد و جمعیت غیر سرپنتین سمیرم نیز مشابه یک گونه سرپنتین قادر به تجمع مقادیر بالایی از نیکل در بافت‌های خود است. در غلظت 250 میلی­گرم برلیتر هر سه جمعیت رفتاری متفاوت با غلظت­های کمتر نشان دادند. مقدار تجمع نیکل در ریشه و بخش هوایی در جمعیت سرپنتین دیزج تقریبا با هم برابر است. تجمع نیکل در ریشه دو جمعیت هرسین و سمیرم در غلظت 250 میلی­گرم بر لیتر، بیشتر از مقدار آن در بخش هوایی است. بنابراین بر اساس تعریفی که Baker  ارائه داده است (5)، در غلظت 250 میلی­گرم دو جمعیت سرپنتین هرسین و غیر سرپنتین سمیرم رفتاری مشابه با یک گیاه سد کننده انتقال نیکل به بخش هوایی را نشان دادند که در غلظت بالای نیکل انتقال فلزات سنگین از جمله نیکل از ریشه به بخش هوایی را محدود می­کند، که یکی از دلایل آن می‌تواند دارا بودن صفات ژنتیکی و استعداد ذاتی گیاهان این گونه برای جذب نیکل در غلظت­های بالا باشد (20). همچنین با توجه به این‌که در مقایسه با کشت گلدانی، در شرایط in vitro فلزات سنگین به طور کامل در دسترس گیاهان می‌باشند لذا این امر می­تواند دلیل دیگری برای تغیر رفتار هر سه جمعیت در غلظت 250 میلی­گرم بر لیتر نیکل باشد.

یکی از مهم­ترین اثرات سمی فلزات سنگین گیاهان تولید گونه‌های فعال اکسیژن است که شامل رادیکال‌های سوپراکسید، رادیکال‌های هیدروکسیل و هیدروژن پراکسید می­باشد، غلظت بالای گونه‌های فعال اکسیژن باعث ایجاد تنش‌های اکسیداتیو می‌شود که منجر به آسیب دیدن ماکرومولکولها (لیپیدها، پروتئین‌ها و نوکلئیک اسیدها) می‌گردد (4، 15و 37). در این حالت سیستم دفاع آنتی اکسیدانی در گیاهان از بروز این اثرات ممانعت می‌کند. این سیستم باعث حذف گونه‌های فعال اکسیژن از داخل سلول می‌شود و از بروز استرس‌های اکسیداتیو جلوگیری می‌کند. کاتالاز از جمله آنزیم‌های آنتی­اکسیدانی است که میزان فعالیت آن در اغلب گیاهان در استرس نیکل افزایش می‌یابد (7، 9، 19 و 38). نتایج نشان می‌دهد که در هر سه جمعیت دیزج، هرسین و سمیرم با افزایش غلظت نیکل در محیط، میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در بخش‌های هوایی افزایش یافته است. بیشترین مقدار فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز مربوط به جمعیت سرپنتین دیزج و هرسین است. افزایش تولید گونه‌های فعال اکسیژن و به دنبال آن افزایش در فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز تحت تنش نیکل در گیاه در گیاه Zea mays (15) Cicer arietinum مشاهده شد (21). در غلظت 250 میلی­گرم در لیتر نیکل میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در بخش‌های هوایی هر سه جمعیت به خصوص جمعیت سیمرم کاهش یافت، که علت این امر می‌تواند کاهش رشد و فعالیت بسیار کم و یا مرگ گیاهان به دلیل سمیت بالای نیکل در این غلظت باشد (11). تیمار جمعیت­های سرپنتین و غیرسرپنتین گونه­های Pistacia با غلظت­های مختلف نیکل نشان داد فعالیت آنزیم کاتالاز در همه گونه­های تحت تیمار باغلظت­های مختلف نیکل افزایش یافت اما با افزایش غلظت نیکل به 5/1 میلی مولار فعالیت این آنزیم کاهش یافت (3). مقایسه فعالیت این دو آنزیم نشان می‌دهد که فعالیت آنزیم کاتالاز تحت تنش نیکل در هر سه جمعیت بسیار بالاتر از فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز است. به عبارت دیگر آنزیم کاتالاز در مقابله با استرس اکسیداتیو ناشی از وجود نیکل، نقش بسیار مهم­تری نسبت به آنزیم آسکوربات پراکسیداز دارد. در مطالعه­ایی مشابه با نتایج این پژوهش، فعالیت آنزیم کاتالاز در گیاه Pistacia تحت تیمار با غلظت­های مختلف نیکل بسیار بیشتر از فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز بوده است (3). دلیل چنین عکس العملی را می­توان به قدرت کم میل ترکیبی (low affinity) آنزیم کاتالاز با سوبسترا و زیاد بودن میل ترکیبی (high affinity) آنزیم آسکوربات پراکسیداز در نظر گرفت. به عبارت دیگر تنش تجمع نیکل به میزان زیادی آب اکسیژنه تولید نموده که توانسته فعالیت آنزیم کاتالاز را بیشتر از آسکوربات پراکسیداز القاء نماید.

یکی دیگر از اثرات نیکل در گیاهان تجمع پرولین است که نقش حفاظتی دارد و البته نتیجه افزایش مستقیم فلز نیست، بلکه نتیجه بهم خوردن تعادل آب است که به سبب ورود فلز سنگین به وجود آمده است (3و35). بنابراین پرولین به عنوان یک اسمولیت سازگار در تنظیم اسمزی فضای داخل سلول‌های تحت استرس نیکل نقش دارد. پیشنهاد شده است که پرولین دارای نقش‌های محفاظتی در سلول‌ها در برخورد با استرس نیکل مانند جمع نمودن رادیکال‌های آزاد، تنظیم اسمزی و حفظ وپایداری ماکرومولکول‌ها و ساختارهای سلولی و محافظت از آنزیم‌ها در مقابل آسیب‌های ناشی از نیکل می‌باشد (4). بنابراین میزان تجمع پرولین در بخش‌های هوایی گونه bractaetum .A از جمعیت سرپنتین هرسین و جمعیت غیرسرپنتین سمیرم و گونهA. longistylum  از جمعیت سرپنتین دیزج مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. با توجه به نقش پرولین به عنوان یک اسمولیت سازگار در تنظیم اسمزی، افزایش سنتز پرولین در غلظت‌های بالای فلز سنگین پدیده‌ای عادی می‌باشد. اما در تیمار با بالاترین غلظت نیکل (250 میلی گرم در لیتر) میزان پرولین در بخش‌های هوایی هر سه جمعیت کاهش یافت، که علت این امر می‌تواند کاهش شدید رشد و فعالیت بسیار کم و یا مرگ گیاهان به دلیل سمیت بالای نیکل در این غلظت باشد. علاوه براین مشخص شده که پرولین خود نیز به عنوان یک آنتی اکسیدان در سلول­های تحت تنش عمل می کند (23). بنابراین می توان حداقل بخشی از افزایش میزان پرولین را در گیاهان تحت تنش نیکل به این دلیل دانست. هم جهت با نتایج این پژوهش، تیمار گیاه Cicer arietinum با غلظت­های مختلف سرب و روی سبب افزایش مقدار پرولین در بخش­های هوایی گیاه نسبت به گیاه شاهد شد(8).

نتیجه­گیری کلی:

با افزایش غلظت نیکل میزان انباشتگی این عنصر در بخش‌های هوایی و ریشه هر سه جمعیت افزایش یافت. نیکل به دلیل القا استرس اکسیداتیو و افزایش تولید رادیکال­های آزاد در دو جمعیت سرپنتین و یک جمعیت غیرسرپنتین سمیرم سبب افزایش مقدار پرولین، فعالیت آنزیم­های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در بخش‌های هوایی شد. به نظر می‌رسد که جمعیت غیر سرپنتین سمیرم نیز رفتار تقریباً مشابه با جمعیت‌های سرپنتین هرسین و دیزج نشان می‌دهد و قادر به جذب و تجمع مقادیر بالایی از نیکل می‌باشد. بر حسب انتظار، جمعیت سرپنتین در مقایسه با جمعیت غیر سرپنتین مقاومت بیشتری در مقابل افزایش غلظت نیکل محیط نشان داد و به نظر می­رشد از میان این جمعیت­ها، جمعیت سرپنتین هرسین می­تواند گزینه مناسبی برای استفاده جهت پالایش آلودگی نیکل در محیط باشد.

قدردانی

نویسندگان مقاله از دانشگاه اصفهان و قطب آنتی اکسیدان های گیاهی دانشگاه اصفهان تشکر می نمایند.

1- سرمد، ج. زمانی، م. فلاح، ف. 1397. بررسی تأثیر کوتاه مدت تنش کادمیوم برشاخص­های آنزیم فعالیت و رشد های آنتی در اکسیدانی ریز جلبک Anabaena sp . مجله پژوهش­های گیاهی دوره 31، شماره 3، 625-611.
2- فاطمی. ح. و اسماعیل پور، ب. 1398. بررسی برهمکنش تیمارهای زیستی و غیر زیستی بر تغییرات آنتی اکسیدان‌های آنزیمی و غیرآنزیمی در گیاه گشنیز (Coriandrum sativum) تحت تنش سرب. مجله پژوهش­های گیاهی دوره 34، شماره 3، 592-604.

3- قادریان. س. م. و پاکدامن. ن. 1393. اثر غلظت­های مختلف نیکل در محیط کشت بر رشد گیاه، انباشتگی نیکل و فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان در برخی گونه­هایPistacia . مجله فرآیند و کارکرد گیاهی دوره 3، شماره 8، 1-12.

 
4- Adejumo. S. A. Awoyemi. V. Togun. A. 2020. Exogenous proline and hormone in combination with compost improves growth and tolerance of maize under heavy metal stress. Plant Cell Environ 2: 40-53.
5- Baker. A.J. R. Brooks. 1989. Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements. A review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery 1(2):81-126.
6- Bani. A. A. Imeri. G. Echevarria. D. Pavlova. R.D. Reeves. J.L. Morel. et al. 2013. Nickel hyperaccumulation in the serpentine flora of Albania. Fresenius Environmental Bulletin 22(6):1792-801.
7- Bhaduri. A.M. M. Fulekar. 2012. Antioxidant enzyme responses of plants to heavy metal stress. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 11(1):55-69.
8- Bhagyawant, S. S. Narvekar. D. Gupta. N. Bhadkaria. A. et al.2019. Variations in the antioxidant and free radical scavenging under induced heavy metal stress expressed as proline content in chickpea. Physiology and Molecular Biology of Plants. 25(3): 683-696.
9- Bhalerao. S.A. A.S. Sharma. A.C. Poojari. 2015. Toxicity of nickel in plants. International Journal of Pure and Applied Bioscience 3(2):345-55.
10- Carillo. P. Y. Gibon. 2011. Protocol: extraction and determination of proline. PrometheusWiki 2011.
11- Cortés-Eslava. J. Gómez-Arroyo. S. Risueño. M. Testillano. P 2018. The effects of organophosphorus insecticides and heavy metals on DNA damage and programmed cell death in two plant models. Environmental pollution. 240: 77-86
12- Dal Corso. G. L. Borgato. A. Furini. 2005. In vitro plant regeneration of the heavy metal tolerant and hyperaccumulator Arabidopsis halleri (Brassicaceae). Plant cell, tissue and organ culture 82(3):267-70.
13- Dietz. K-J. M. Baier. U. Kraemer. 1999. Free radicals and reactive oxygen species as mediators of damage during heavy metal stress. Heavy Metal Stress in Plants: Molecules to Ecosystem. p. 73-97.
14- Feigl. G. Varga. V. Molnar. A. et al. 2020. Different Nitro-Oxidative Response of Odontarrhena lesbiaca Plants from Geographically Separated Habitats to Excess Nickel. Antioxidants. 9(9): 837.
15- Fiala. R. Fialova. I. Vakulic. M. Luxova. M. 2021. Effect of Silicon on the Young Maize Plants Exposed to Nickel Stress. Plant Physiology and Biochemistry.
16- Fornazier. R.F. R.R. Ferreira. G.J. Pereira. S.M. Molina. R.J. Smith. P.J. Lea. et al. 2002. Cadmium stress in sugar cane callus cultures: effect on antioxidant enzymes. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 71(2):125-31.
17- Ghaderian. S.M. A. Mohtadi. M.R. Rahiminejad. A.J.M. Baker. 2007. Nickel and other metal uptake and accumulation by species of Alyssum (Brassicaceae) from the ultramafics of Iran. Environmental Pollution 145(1):293-8.
18- Gill. M. 2014. Heavy metal stress in plants: a review. International Journal of Advanced Research 2(6):1043-55.
19- Jaskulak. M. A. Rorat. A. Grobelak. M. Kacprzak. 2018. Antioxidative enzymes and expression of rbcL gene as tools to monitor heavy metal-related stress in plants. Journal of environmental management 218:71-8.
20- Konečná. V. Yant. L. Kolar. F. 2020. The evolutionary genomics of serpentine adaptation. Frontiers in plant science. 11: 2004.
21- Kumar. A. Dubey. A. K. Kumar. V. et al. 2020. Over-expression of chickpea glutaredoxin (CaGrx) provides tolerance to heavy metals by reducing metal accumulation and improved physiological and antioxidant defence system. Ecotoxicology and environmental safety. 192: 110252.
22- Kumar. A. Maleva. M. Borisova. G. Chukina. N. et al. 2021. Nickel and copper accumulation strategies in Odontarrhena obovata growing on copper smelter-influenced and non-influenced serpentine soils: a comparative field study. Environmental geochemistry and health. 43(4): 1401-1413.
23- Malar. S. S.S. Vikram P.J. Favas. V. Perumal. 2016. Lead heavy metal toxicity induced changes on growth and antioxidative enzymes level in water hyacinths [Eichhornia crassipes (Mart.)]. Botanical studies 55(1):1-11.
24- Meharg. A. A. 2005. Mechanisms of plant resistance to metal and metalloid ions and potential biotechnological applications. Plant and Soil 274(1):163-74.
25- Murashige. T. and F.A. Skoog.1962. revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia plantarum 15(3):473-97.
26- Nakano, Y. and K. Asada. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and cell physiology. 22(5): 867-880.
27- Page. V. Le. R-C. Bayon. U. Feller. 2006. Partitioning of zinc, cadmium, manganese and cobalt in wheat (Triticum aestivum) and lupin (Lupinus albus) and further release into the soil. Environmental and experimental Botany 58(1-3):269-78.
28- Passonneau. J.V. and O.H. Lowry. 1983. Enzymatic analysis: a practical guide: Springer Science & Business Media 1993.
29- Reeves R, Baker A, Borhidi A, Berazain R. 1999. Nickel hyperaccumulation in the serpentine flora of Cuba. Annals of Botany.83:29-38.
30-Robinson. B.H. T.M. Mills. D. Petit. L.E. Fung. S.R. Green. B.E. Clothier. 2000. Natural and induced cadmium-accumulation in poplar and willow: Implications for phytoremediation. Plant and Soil 227(1):301-6.
31. Rosatto, S., et al. 2021. Root and Shoot Response to Nickel in Hyperaccumulator and Non-Hyperaccumulator Species. Plants 10(3): 508.
32- Scebba. F. I. Arduini. L. Ercoli. L. Sebastiani. 2006. Cadmium effects on growth and antioxidant enzymes activities in Miscanthus sinensis. Biologia Plantarum 50(4):688-92.

33- Schat. H. R. Vooijs. W. Bookum. 1997. Genetics of adaptive heavy metal tolerance in Silene vulgaris: few genes and little intergenic variation. Journal of Experimental Botany 48:101-2.

34- Sharmila. P. Saradhi. 2002. Proline accumulation in heavy metal stressed plants: an adaptive strategy. Physiology and biochemistry of metal toxicity and tolerance in plants: Springer p. 179-99.
35- Shaw. B. 1995. Effects of mercury and cadmium on the activities of antioxidative enzymes in the seedlings of Phaseolus aureus. Biologia Plantarum 37(4):587.
36- Siedlecka. A. Z. Krupa. 2002. Functions of enzymes in heavy metal treated plants. Physiology and biochemistry of metal toxicity and tolerance in plants 303-24.
37- Singh. J. M. Singh. A. Jain. S. Bhardwaj. A. Singh. D. Singh. et al. 2013. An introduction of plant nutrients and foliar fertilization: a review. Precision farming: a new approach, New Delhi: Daya Publishing Company :252-320.
38- Sirhindi. G. M.A. Mir. E.F. Abd-Allah. P. Ahmad. S. Gucel. 2016. Jasmonic acid modulates the physio-biochemical attributes, antioxidant enzyme activity, and gene expression in Glycine max under nickel toxicity. Frontiers in Plant Science 7:591.
Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 38, Issue 1
Spring 2025
Pages 115-128

  • Receive Date 31 August 2021
  • Revise Date 14 November 2021
  • Accept Date 28 November 2021