عنوان پایان‌نامه
بررسی تأثیر کادمیوم بر فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدانت در دو رقم گندم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4930;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53801
- تاریخ دفاع
- ۰۷ تیر ۱۳۹۱
- دانشجو
- ایمان جوادزرین
- استاد راهنما
- بابک متشرع زاده
- چکیده
- مهم ترین مسئله ای که امروزه بسیاری از سیاست گذاران کلان ، در راستای حفظ امنیت غذایی با آن روبه رو هستند، داشتن نظام کشاورزی پایدار برای تامین غذای جمعیت روبه رشد است. در این بین آلودگی اراضی کشاورزی به فلزات سنگین و به ویژه کادمیوم یکی از مشکلاتی است که پیش روی رسیدن به این هدف است. به ویژه وقتی تولید محصولی راهبردی همچون گندم مطرح شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر تنش کادمیوم بر فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدانت (سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پروکسیداز و گویاکول پروکسیداز ) در سه زمان نمونه برداری 30، 45 و 60 روز پس از کشت در دو رقم گندم نان ایرانی (الوند و آزادی) بود. همچنین برخی خصوصیات رویشی و فیزیولوژیکی و وضعیت تغذیه ای عناصر غذایی از جمله پتاسیم، مس، آهن، روی و منگنز بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در طرح کاملا تصادفی در سه تکرار و در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران انجام شد. تیمار های آزمایش شامل کادمیوم به صورت نیترات کادمیوم(Cd(NO3)2.2H2O) در چهارسطح شاهد، 25، 50 و 100میلی گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک، دو رقم گندم شامل آزادی و الوند و سه زمان نمونه برداری بود. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که در آزمایش اول در همه ارقام مورد بررسی، با افزایش سطح کادمیوم، مقدار عناصر غذایی بخش هوایی، وزن تر و خشک بخش هوایی، طول بخش هوایی، محتوی نسبی آب، سطح برگ و مقدار کلروفیل های a وb کاهش و مقدار کادمیوم بخش هوایی افزایش یافت. با توجه به نتایج آزمایش اول اقدام به انتخاب دو رقم الوند و آزادی جهت آزمایش دوم شد. در آزمایش دوم، طی سه مرحله نمونه برداری فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز به ترتیب نسبت به تیمار شاهد 5، 10و 12 واحد آنزیم بر میلی گرم پروتئین افزایش نشان داد. در حالی که فعالیت آنزیم های کاتالاز( با 80، 55 و 35 میلی واحد آنزیم بر میلی گرم پروتئین)، آسکوربات پروکسیداز( با 50، 190 و 160 میلی واحد آنزیم بر میلی گرم پروتئین) و گویاکول پروکسیداز( با 550، 300و 1100 میلی واحد آنزیم بر میلی گرم پروتئین) کاهش یافت. کاهش فعالیت آنزیم گویاکول پروکسیداز بیشتر از دو آنزیم آسکوربات پروکسیداز و کاتالاز بود و به نظر می رسد در بین آنزیم های آنتی اکسیدانت مورد بررسی تغییر فعالیت آنزیم گویاکول پروکسیداز به علت حساسیت بیشتر این آنزیم به تنش کادمیوم شاخص بهتری جهت بررسی وضعیت گیاه تحت تنش باشد. با افزایش سطح کادمیوم از 25 میلی گرم به 100 میلی گرم، مقدار پتاسیم در هر دو بخش هوایی و ریشه به ترتیب3 و 5 درصد کاهش و مقدار کادمیوم 200 و 350 درصد افزایش یافت. تنش کادمیوم موجب کاهش 25 تا 40 درصدی مس و 30 تا 50 درصدی آهن در هر دو رقم الوند و آزادی گردید. به طور کلی و با در نظر گرفتن نتایج بخش پیش تیمار و کشت اصلی به نظر می رسد در بین 14 رقم بررسی شده, رقم الوند مقاوم ترین رقم به تنش طولانی مدت کادمیوم است. هر چند انجام تحقیقاتی وسیع تر در این زمینه ضروری به نظر می رسد.
- Abstract
- The most important challengetoday isthatmanypolicy makers, inorder tofood security, withitsface, Having asystem ofsustainable agricultureistonourishthe growingpopulation. however,heavymetals, especially cadmiumcontamination ofagricultural landisone of theproblemsthatarefacingto achieve thisgoal. Especiallywhen theproductisconsideredstrategic, such as wheat. The main objective of this study was to evaluate the impact of cadmium stress on the changing activities of some Antioxidant enzymes (including enzymes SOD, CAT, APX and GPX) in the three sampled 30 days, 45 days and 60 days after planting. Iranian wheat cultivars included two variety: Alvand and Azadi. Also, somevegetativecharacteristicsandphysiologicalandnutritional statusnutrientpotassium, copper, iron, zincand manganesein boththepre-treatment (including fourteenwheat) andthe maincrops(including wheat) was investigated. Afactorialexperimentincompletely randomizeddesign withthree replicationsin a greenhouseresearchwas conducted inTehran UniversityCollege of AgricultureandNatural Resources. Results of thestudyshowed thatinculturespre-treated inallcultivars, withincreasingcadmiumlevels, nutrientvalue,root and shoot (fresh and dry weight), shootlength, relative water content, leaf areaandchlorophyll contentofa and breductionandincreasedthe amount ofcadmium intheshoot. We selected two cultivars for main plant experiment included: Azadi and Alvand. In mainculture, the levels25, 50and 100mg ofcadmium,thethree-stagesampling, theintervals of30 days, 45 daysand60 daysofcultivation, the activity for enzymesuperoxidedismutase, respectively, compared to thecontrol, 5, 10 and12 U/mg protein. Whilethe activity of theenzymescatalase(80, 55 and 35mU/mg protein), ascorbateperoxidase(50, 190 and 160mU/mg protein) andGlutathione peroxidase (with 550, 300 and 1100mU/mg protein) showed a reduction. Decreasedenzyme activityGlutathione peroxidase was more than twoascorbateperoxidaseandcatalaseenzymes. It seems, intheantioxidantenzymesstudiedchangedGlutathione peroxidase enzyme activitydue tothe sensitivityof this enzymetocadmiumstressbetterindexforassessingplantisunderstress. Withincreasingcadmiumlevels, from25 mgto100 mg, potassium contentin both,shoot androot, respectively,3 and 5percentdecreased and thecontent ofcadmium200and 350percent increased. Cdstressdecreased25 to 40percentcopperand30 to50 percentof ironin both cultivarswas included:Alvand and Azadi. Overall,andconsidering theresultsofpre-treatment andprimaryculturesappear to beamong the14cultivarsstudied, the mostresistantcultivarisAlvand whencadmiumstressisprolonged. Althoughmoreextensive researchdoneinthis caseseemsnecessary.
