چكیده

با گسترش روزافزون صنایع و استفاده از فلزات سنگین، امكان آلودگی محیط زیست و نیز خطر ورود فلزات سنگین به زنجیره غذایی افزایش پیدا كرده است. در این پژوهش اثر فلز سنگین كادمیم بر گیاه گوجه فرنگی و تأثیر تیمار با عنصر سیلیكون در كاهش تنش كادمیم از طریق تأثیر بر فرایندهای مختلف بیوشیمیایی و فیزیولوژیكی گیاه مورد مطالعه قرار گرفته است. كشت گوجه فرنگی رقم سانسید در محیط گلخانه و در سه تكرار صورت پذیرفت. اثر غلظت‌های مختلف كادمیم از طریق اندازه‌گیری میزان كلروفیل، کاروتنوئید،آنتوسیانین، پتانسیل آنتی اکسیدانی، پرولین، پراكسیداسیون لیپیدهای غشا دراندام هوایی وریشه، وزن تر اندام های هوایی و زیرزمینی و مقدار كادمیم در اندام های هوایی و زیرزمینی بررسی شد. نتایج نشان داد كه در تنش فلز سنگین كادمیم، مقدار كلروفیل، کاروتنوئید و وزن ترریشه و اندام هوایی به طور معنی داری در سطح 05/0 ≥ α كاهش می‌یابد. همچنین مقدارآنتوسیانین، پتانسیل آنتی اکسیدانی، پرولین، پراكسیداسیون لیپیدهای غشا دراندام هوایی وریشه و مقدار كادمیم در اندام های زیرزمینی و هوایی به طور معنی داری در سطح 05/0 ≥ α افزایش نشان داد. تیمار گیاهان تحت تنش با سیلیكون، موجب افزایش در مقدار كلروفیل، کاروتنوئید، وزن ترریشه و اندام هوایی،آنتوسیانین و پتانسیل آنتی اکسیدانی در سطح 05/0 ≥ α شد . همچنین مقدارپرولین ، مقدارکادمیم دراندام های هوایی و زیرزمینی، پراكسیداسیون لیپیدهای غشا دراندام هوایی وریشه به طور معنی داری در سطح 05/0 ≥ αکاهش نشان داد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که سیلیکون می تواند برخی از اثرات مخرب فلز سنگین کادمیم را برگیاه گوجه فرنگی از بین ببرد.

فهرست مطالب

عنوان                                        صفحه

فصل اول :‌ مقدمه

1-1-فلزات سنگین و سمیت آنها…………………………………………………………………………1
1-2-كادمیم و سمیت آن در گیاهان عالی……………………………………………………………2
1-3-سیلیكون و نقش آن در تنش فلزات سنگین ………………………………………………5
1-4-روش های اعمال تنش كادمیم  در آزمایشگاه ……………………………………………. 6                                 1-5- گوجه فرنگی…………………………………………………………………………………………….7
1-5-1- مشخصات گیاه شناسی و شرایط رشد  …………………………………………… 7
1- 5-2- اهمیت اقتصادی……………………………………………………………………………8
1-5-3- اهداف  پروژه ……………………………………………………………………………….9

فصل دوم: مروری بر پژوهش‌ها

2-1- جذب و انتقال كادمیم و تأثیر آن بر جذب و انتقال عناصر غذایی در گیاه…….11
2-2- تجمع و سمیت زدایی كادمیم در گیاه ………………………………………………………13
2-3- تأثیر كادمیم بر مراحل متابولیكی گیاه …………………………………………………….14
2-4- تأثیر كادمیم بر فعالیت سیستم های آنتی اكسیدانت و مقدار
پراكسیداسیون چربی……………………………………………………………………………………….16
2-5-تأثیر كادمیم بر تراكم پرولین……………………………………………………………………17
2-6- برطرف كردن كادمیم خاك با بهره گرفتن از گیاهان متراكم كننده …………………18
2-7- نقش سیلیكون در كاهش تنش فلزات سنگین  ………………………………………..19

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1- تهیه بذر…………………………………………………………………………………………………22
3-2- مواد لازم برای تنش کادمیم وتیمارسیلیکون …………………………………………..22
3-3-تهیه محیط کشت برای تنش کادمیم………………………………………………………..22

3-3 -1-روش كار………………………………………………………………………………………23
3-4- اندازه گیری وزن تر ساقه و ریشه گیاهچه گوجه فرنگی …………………………..23
3-5- اندازه گیری مقدار كلروفیل و کاروتنوئید در برگ گیاهچه گوجه فرنگی……23
3-5-1-  مواد و محلول های  مورد نیاز ………………………………………………………..24
3-5-2- روش آزمایش………………………………………………………………………………..24
3-6- اندازه گیری مقدار آنتوسیانین در برگ گیاهچه های گوجه فرنگی……………..24
3-6-1-مواد و محلولهای مورد نیاز……………………………………………………………….24
3- 6-2- روش آزمایش……………………………………………………………………………..25
3-7- اندازه گیری مقدار اسیدآمینه  پرولین در  برگ گیاهچه گوجه فرنگی ………25
3-7-1- مواد و محلول های مورد نیاز …………………………………………………………25
3-7-2- تهیه  محلول نین هیدرین……………………………………………………………25
3-7-3-  روش آزمایش……………………………………………………………………………25
3-8- اندازه گیری مقدار اكسایش لیپیدهای غشایی برگ وریشه ……………………..26
3-8-1- مواد ومحلولهای مورد نیاز……………………………………………………………..26
3-8-2- روش كار ……………………………………………………………………………………26
3-9-اندازه گیری مقدار پتانسیل آنتی اکسیدانی در  برگ گیاهچه
گوجه فرنگی………………………………………………………………………………………………….27
3-9-1-مواد ومحلولهای مورد نیاز …………………………………………………………. 27
3-9-2-تهیه عصاره متانولی ……………………………………………………………………27
3-9-3-تهیه محلول استاندارد………………………………………………………………..28
3-9-4-روش کار…………………………………………………………………………………….28
3-10- اندازه گیری مقدار کادمیم برگ و ریشه در گیاهچه گوجه فرنگی…………….29
3-10-1-مواد ومحلول های مورد نیاز………………………………………………………29
3-10-2-روش کار………………………………………………………………………………….30
3-11- تجزیه وتحلیل آماری داده ها ………………………………………………………………31

فصل چهارم: نتایج

4-1- اثر كادمیم و غلظت‌ های مختلف سیلیكون بر میزان كلروفیل ……………….33
4-2- اثر كادمیم و غلظت ‌های مختلف سیلیكون بر میزان كاروتنوئید…………….34
4-3-اثر كادمیم و غلظت‌ های مختلف سیلیكون بر میزان
پراكسیداسیون چربی برگ……………………………………………………………………………35
4-4-اثر كادمیم و غلظت‌ های مختلف سیلیكون بر میزان
پراكسیداسیون چربی ریشه……………………………………………………………………………36
4-5- اثر كادمیم و غلظت ‌های مختلف سیلیكون بر میزان پرولین برگ……………37
4-6- اثر كادمیم و غلظت‌ های مختلف سیلیكون بر غلظت كادمیم
ریشه و اندام هوایی………………………………………………………………………………………..38
4-7- اثر كادمیم و غلظت‌ های مختلف سیلیكون بر وزن تر اندام هوایی …………..39
4- 8-اثر كادمیم و غلظت های مختلف سیلیكون بر وزن تر ریشه‌……………………..40
4-9- اثر كادمیم و غلظت ‌های مختلف سیلیكون بر میزان آنتوسیانین  …………….41
4-10- اثر كادمیم و غلظت ‌های مختلف سیلیكون بر میزان
پتانسل آنتی اکسیدانی برگ های گیاه……………………………………………………………….42
4-11-آزمایش خاک…………………………………………………………………………………………43

فصل پنجم: بحث
5-1-بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
كلروفیل و كاروتنوئید برگ ها………………………………………………………………………..45
5-2- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
پراكسیداسیون چربی در برگ ها وریشه…………………………………………………………46
5-3- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
پرولین برگ ها………………………………………………………………………………………………47
5-4- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
كادمیم در ریشه و برگ ها……………………………………………………………………………..47
5-5- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
وزن تر اندام هوایی و ریشه…………………………………………………………………………..48
5-6- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان
آنتوسیانین گیاه……………………………………………………………………………………..49