پایان نامه کارشناسی ارشد کشاورزی : بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد کشاورزی گرایش بیوتکنولوژی کشاورزی

با عنوان : بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده کشاورزی

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد (M.Sc.)

گرایش بیوتکنولوژی کشاورزی

عنوان

بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز و الگوی الکتروفورتیک پروتئین ها در گیاه تاج ریزی

استاد راهنما

دکتر امین باقی زاده

استاد مشاور

دکتر حسین عباسپور

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

 عنوان                                                                                                        صفحه

چکیده …………………………………………………………………………………………………………………. 1

فصل اول:مقدمه

1-1 تعریف فلزات سنگین………………………………………………………………………………………… 3

1-2 منابع فلزات سنگین……………………………………………………………………………………………. 3

1-3 فلزات سنگین و خاک………………………………………………………………………………………… 4

1-3-1 فرم های فلزات درخاک………………………………………………………………………………….. 4

1-4 فلزات سنگین وگیاهان……………………………………………………………………………………….. 5

1-5 سمیت در فلزات سنگین درگیاهان………………………………………………………………………… 5

1-6 عوامل موثر برجذب فلزات سنگین………………………………………………………………………… 6

1-7 جذب فلزات سنگین از ریشه و انتقال به قسمت هی هوایی گیاه…………………………………… 7

1- 8 مکانیسم مقاومت به فلزات سنگین و سمیت زدایی…………………………………………………… 9

1-8-1 ترشحات ریشه……………………………………………………………………………………………… 10

1-8-2 غشا پلاسمایی………………………………………………………………………………………………. 11

1-8-3 فیتوکلاتین ها……………………………………………………………………………………………….. 11

1-8-4 متالوتیونئین ها………………………………………………………………………………………………. 12

1-8-5 اسید های آلی……………………………………………………………………………………………….. 12

1-8-6 آمینواسید ها…………………………………………………………………………………………………. 13

1-8-7 حجره بندی واکوئل ها……………………………………………………………………………………. 13

1-9 کادمیوم…………………………………………………………………………………………………………… 13

1-10 خواص شیمیایی و ویژگی کلی کادمیوم………………………………………………………………… 14

1-11 عوامل موثردر تحرک و قابلیت در دسترس بودن کادمیوم…………………………………………… 14

1- 12 سمیت کادمیوم دردر انسان……………………………………………………………………………….. 15

1-13 سمیت درحیوانات…………………………………………………………………………………………… 15

1- 14 عملکرد بیولوژیک و سمیت کادمیوم در گیاه………………………………………………………….. 15

1-15 مکانیسم جذب کادمیوم توسط گیاه………………………………………………………………………. 16

1-16 تاثیر عناصر دیگر در جذب کادمیوم……………………………………………………………………… 16

1- 17 حد مجاز کادمیوم در برخی محصولات کشاورزی………………………………………………….. 17

1-18 منابع کادمیوم………………………………………………………………………………………………….. 17

1-19 زیست پالایی…………………………………………………………………………………………………. 18

1-20 گیاه پالایی…………………………………………………………………………………………………….. 18

1-21 فرایند های خاص گیاه پالایی……………………………………………………………………………… 19

1-22 گیاهان بیش تجمع دهنده…………………………………………………………………………………… 19

1-23 اطلاعات کلی در مورد گیاه تاج ریزی………………………………………………………………….. 20

1-23-1 نام های رایج………………………………………………………………………………………………. 20

1-23-2 ریخت شناسی…………………………………………………………………………………………….. 20

1-23-3 زیستگاه…………………………………………………………………………………………………….. 21

1-23-1-1 پراکند گی تاج ریزی در ایران……………………………………………………………………… 21

1-24 خواص واثرات دارویی…………………………………………………………………………………….. 22

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1 عوامل موثر بر جذب فلزات سنگین……………………………………………………………………….. 24

2-2 تقسیم بندی گیاهان در برابر تنش فلزات سنگین……………………………………………………….. 25

2-2-1 خارج کنند گان فلز………………………………………………………………………………………… 25

2-2-2 معرف فلزی…………………………………………………………………………………………………. 25

2-2-3 گونه های گیاهی تجمع کننده فلزات…………………………………………………………………… 25

2-3 مقاومت به فلزات سنگین……………………………………………………………………………………. 26

2-3-1 خلاصه ای از مکانسیم های سلولی موثر در سمیت زدایی………………………………………… 27

2-4 پاسخ های گیاهان به فلزات سنگین……………………………………………………………………….. 27

2-4-1 اجتناب……………………………………………………………………………………………………….. 27

2-4-2 تحمل…………………………………………………………………………………………………………. 27

2-4-3 میزان تجمع………………………………………………………………………………………………….. 28

2-4-3-1 ممانعت كنندگان………………………………………………………………………………………… 28

2-4-3- 2 نشانگرها ……………………………………………………………………………………………….. 28

2-4-3-3 تجمع دهندگان………………………………………………………………………………………….. 28

2- 5 مزيت تجمع فلزات سنگين در بافت‌هاي گياهان………………………………………………………. 28

2-5-1 جذب غیرانتخابي…………………………………………………………………………………………… 29

2-5-2 مقاومت به خشكي…………………………………………………………………………………………. 29

2-5-3 مقاومت به فلزات………………………………………………………………………………………….. 29

2-5-4 فرضيه دیسپوزال……………………………………………………………………………………………. 29

2- 5-5 تاثير بر رشد ساير گياهان……………………………………………………………………………….. 29

2- 5 – 6 دفاع در برابر پاتوژن‌ها و گياه‌خواران………………………………………………………………. 29

2-6 ظرفيت تجمع فلز سنگين در بخش هوايي گیاه…………………………………………………………. 29

2-7 فلزات سنگین وگیاه بیش تجمع دهنده …………………………………………………………………… 30

2-8 كاربرد گياهان بيش‌تجمع‌دهنده……………………………………………………………………………… 32

2-8-1 به كار بردن سيستم‌هاي متعددي كارائي فیتوریمیدیشن را افزايش مي‌دهد…………………….. 33

2-9 مزایای استفاده ازگیاهان بیش تجمع دهنده……………………………………………………………….. 34

2-10 پاک سازی مناطق آلوده توسط گیاه بیش تجمع دهنده……………………………………………….. 34

2-10-1 فیتو اکستراکشن…………………………………………………………………………………………… 34

2-10-2 ریزوفیلتریشن…………………………………………………………………………………………….. 35

2-10-3 فیتواستبیلیشن……………………………………………………………………………………………… 36

2-10-4 فیتوولتالیزیشن…………………………………………………………………………………………….. 36

2-10-5 فیتودیگریدیشن…………………………………………………………………………………………… 36

2-11 کادمیوم وگیاه وخاک………………………………………………………………………………………… 37

2-12 اثرکادميوم بررشدومورفولوژي گياه……………………………………………………………………….. 37

2-13 کادمیوم وگیاه بیش انباشته ساز……………………………………………………………………………. 40

2-13-1 سنتز پروتئین های تنش…………………………………………………………………………………. 41

2-14 سیتوژنتیک…………………………………………………………………………………………………….. 41

2-14-1 تقسیم میتوز………………………………………………………………………………………………… 41

2-14-2 مطالعات کروموزومی……………………………………………………………………………………. 42

2-14-3 پیش تیمار………………………………………………………………………………………………….. 42

2-14-4 تثبیت……………………………………………………………………………………………………….. 42

2-14-5 هیدرولیز……………………………………………………………………………………………………. 43

2-14-6 رنگ امیزی ……………………………………………………………………………………………….. 43

2-14-7 له کردن…………………………………………………………………………………………………….. 43

2-15 کادمیوم وتقسیم سلولی……………………………………………………………………………………… 44

فصل سوم:مواد وروش ها

3-1 تهیه بستر مناسب برای ازمایش……………………………………………………………………………… 46

3-2 تهیه ترکیب کادمیوم…………………………………………………………………………………………… 46

3-4 تهیه بذرتاج ریزی……………………………………………………………………………………………… 46

3-5 ضدعفوني مواد گياهي………………………………………………………………………………………… 46

3-6 ضدعفوني وسايل و سطح کار………………………………………………………………………………. 46

3-7 تهیه نمونه کروموزمی میتوز………………………………………………………………………………….. 47

3-7-1 مراحل آماده سازی نمونه میکروسکوپی……………………………………………………………….. 47

3-7-1-1 پیش تیمار………………………………………………………………………………………………… 47

3-7-1-2 تثبیت …………………………………………………………………………………………………….. 47

3-7-3-3 هیدرولیز………………………………………………………………………………………………….. 47

3-7-3-4 رنگ آمیزی………………………………………………………………………………………………. 48

3-7-3-5 تهیه اسلاید کروموزومی………………………………………………………………………………. 48

3-7-3-6 بررسی های میکروسکوپی……………………………………………………………………………. 48

3-8 کاشت گلخانه ای………………………………………………………………………………………………. 48

3-9 برداشت گیاهان………………………………………………………………………………………………… 49

3-10 شاخص­هاي (صفات) مورفولوژيكي ……………………………………………………………………. 49

3-10-1 تعيين طول ريشه………………………………………………………………………………………….. 49

3-10-2 تعیین طول ساقه………………………………………………………………………………………….. 49

3-11 شاخص های(صفات) بیوشیمیای…………………………………………………………………………. 50

3-11-1 سنجش ميزان رنگيزه هاي فتوسنتزي (کلروفيل و کاروتنوئيدها) ………………………………. 50

3-12-2 سنجش مقدار قندهای احیا کننده (روش سوموگی،نلسون)………………………………………. 50

3-12-2-1 تهیه عصاره گیاهی……………………………………………………………………………………. 51

3-12-2-2 تهیه محلولهای مورد نیاز…………………………………………………………………………….. 51

3-12-2-3 طریقه استفاده از این محلولها در سنجش مقدار قندها………………………………………… 51

3-12-2-4 رسم منحنی استاندارد………………………………………………………………………………… 52

3-13 سنجش غلظت پروتئین به روش برادفورد…………………………………………………………….. 52

3-13-1 استخراج پروتئین…………………………………………………………………………………………. 52

3-13-2 رسم منحنی استاندارد پروتئین (روش برادفورد) …………………………………………………. 52

3- 14 الکتروفورز يک بعدي پروتئينها…………………………………………………………………………………………………… 53

3- 14- 1 روش تهيه محلولها و بافرهاي مورد نياز در الکتروفورز…………………………………… 53

3-14- 1- 1 تهيه بافر استخراج تريس-ساکارز(pH=7.5) ………………………………………………………… 53

3-14- 1-2 محلول پايه آکريلاميد-بيس آکريلاميد(30 درصد آکريلاميد +8/0 درصد بيس آکريلاميد) ………………….. 53

3-14- 1-3 محلول پايه بافر ژل متراکم کننده (Tris-Hcl pH=6.8)…………………………………………………………….. 54

3- 14- 1- 4 محلول پايه بافر ژل تفکيک کننده (Tris-Hcl pH=8.8)………………………………………………………… 54

3-14- 1- 5 بافر الکترود يا بافر تانک (1000 ميلي ليتر) ……………………………………. 54

3-14- 1- 6 محلول پايه بافر نمونه(2X) ……………………………………………………………………………… 54

3-14- 1- 7 محلول SDS………………………………………………………………………. 54

3-14- 1- 8 محلول آمونيوم پرسولفات…………………………………………………… 55

3- 14-2 روش تهيه ژلهاي فوقاني و تحتاني……………………………………………………….. 55

3- 14- 2- 1 روش تهيه ژل تحتاني…………………………………………………………………. 55

3- 14-2-2 روش تهيه ژل فوقاني………………………………………………………………………… 55

3- 14 – 3 مراحل تهیه ژل الکتروفورز سیستم ناپیوسته به روش SDS-PAGE……………………………………………….. 56

3- 14- 3- 1 استخراج پروتئين از بافت برگ گیاه تاج ریزی………………………………………….. 57

3- 14- 3- 2 تثبیت پروتئینها………………………………………………………………………… 58

3- 14- 4 رنگ آميزي ژل پلي اکريلاميد……………………………………………………………… 58

3- 14- 4- 1 رنگ آمیزی با کوماسی بلو R 250…………………………………………….. 58

3- 14- 4-2 مواد مورد نیاز………………………………………………………………………… 58

3- 14- 4- 3 محلولهای مورد نیاز………………………………………………………………….. 58

3- 14- 5 تعیین وزن مولکولی با استفاده از الکتروفورز……………………………………………. 59

3- 14- 5- 1 روش کار……………………………………………………………………………… 59

3- 14- 5- 2 رسم منحنی استاندارد و تعیین وزن مولکولی پروتئینها…………………….. 59

3-15 تعيين ميزان يون کادمیوم در اندام هوايي و ريشه به روش جذب اتمي……………….. 60

3-16 طرح آماري وآناليز داده­ها ………………………………………. 60

 فصل چهارم:نتایج و بحث

4-2 نتايج حاصل از داده­هاي بخش فيزيولوژي گياهي………………………………………………………. 62

4-2-1 طول اندام زميني …………………………………………………………………………………………… 62

4-2-2 طول اندام هوایی……………………………………………………………………………………………. 63

4-2-3 كلروفيل a,b وکلروفیل کل…………………………………………………………………………….. 64

4-2-4 کاروتنوئید……………………………………………………………………………………………………. 66

4-2-5 قند ……………………………………………………………………………………………………………. 67

4-3 جذب کادميوم دراندام های هوایی…………………………………………………………………………. 68

4-4 میزان پروتئین در برگ ها……………………………………………………………………………………. 69

4-5 بررسی کروموزومی……………………………………………………………………………………………. 70

4-6 بررسی ژل آکریل آمید پروتئین…………………………………………………………………………….. 71

4-6-1 ژل پروتئین………………………………………………………………………………………………….. 72

فصل پنجم: نتیجه گیری

5-1 جذب و انتقال كادميوم درگياه………………………………………………………………………………. 74

5-2 اثر كادميوم بر رشد طولي ريشه و اندام هوایی…………………………………………………………… 76

5-3 اثر كادميوم برمحتواي كلروفيل وكاروتنوئيدها ………………………………………………………….. 77

5-4 بررسي اثر كادميوم بر محتواي قند در گياه ………………………………………………………………. 78

5-5 بررسی اثر کادمیوم بر پروتئین های گیاه………………………………………………………………….. 79

5-6 بررسی اثر کادمیوم بر کروموزوم ها……………………………………………………………………….. 80

5-7 نتيجه کلي……………………………………………………………………………………………………….. 82

5-8 پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………. 83

فصل ششم:منابع…………………………………………………………………………………………………….. 84

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………… 95

چکیده

پاكسازي مواد آلاينده از خاك،آب و هوا از طریق گياهان،گیاه­پالایی گفته مي­شود.از اين تكنولوژي و علم جديد امروزه جهت پاكسازي اكوسيستم­ها از موادآلاينده از جمله فلزات سنگين،شبه فلزات،مواد راديواكتيو، علف­كش­ها و ئيدروكربن­هاي نفتي حلال­هاي كلره استفاده مي شود.گياهان مختلفي كه داراي توانايي جذب اين آلاينده­ها هستند،اغلب از خانواده­هايAsteraceae ,Brassicaceae, Fabaceae Poaceaeو Amaranthaceae و گونه­هایی از خانواده Solnaceae

هستند.در این تحقیق با توجه به پدیده گیاه­پالایی و توانایی تاجریزی که گونه­ای از خانواده سولاناسه است در این زمینه،سعی شد تا علاوه برمطالعه برخی اثرات منفی کادمیوم به عنوان فلز سنگین غیر ضروری برای رشد گیاه، برکروموزوم­های متافازی میتوزو میزان پروتئین کل گیاه نیز تحقیق شود.از این رو هدف این تحقیق بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز و الگوی الکتروفورتیک پروتئین­ها در گیاه تاجریزی است.

آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی با 6 سطح تیمار کادمیوم]صفر(شاهد)،1000،500،250،125،62.5 میلی مولار[ با چهار تکرار در گلخانه تحقیقاتی وآزمایشگاه­های ماهان کرمان انجام شد.مطالعه کروموزوم ­­های متافاز میتوزی از آنجا که بطور طبیعی اندازه کروموزوم­های این گونه کوچک است بررسی­ها نشان داد که کادمیوم اثری بر تعداد کروموزوم­ها نداشته و 2x=2n=24 می باشد واز طرفی مطالعه ژل پروتئین نیز مشخص کرد که کادمیوم نتوانسته برمیزان پروتئین­ها اثرمنفی بگذارد و مشخص شد که در غلظت­های 500و1000 میلی مولار نسبت به شاهد افزایش بیان پروتئین دیده شده است که این افزایش سطح پروتئین نقش حفاظتی برای سلول در حال تنش کادمیوم دارد.دراثبات توانایی جذب این گیاه بررسی جذب اتمی نیز مشخص کرد که میزان جذب کادمیوم در تاجریزی با افزایش غلظت تیمار­ها بصورت قابل توجهی افزایش داشته است.تنش کادمیوم به طور چشمگیری از میزان قندها گیاه کاسته است که این کاهش با توجه به بیش تجمع­دهنده بودن تاجریزی یک مکانیسم سازشی برای حفظ متابولیسم پایه سلول در برابر تنش کادمیوم بوده است.نتایج بررسی­های مورفولوژیکی نشان داد که کادمیوم بر طول ریشه و اندام هوایی این گیاه بی اثر بوده است(به دلیل عدم تاثیر بر کروموزوم های میتوزی در سلول هاس مریستمی انتها ی ریشه).اندازه­گیری سطوح کلروفیل a,b، کلروفیل کل،کاروتنوئید نشان داد که تیمارها اثر معنی داری بر روی رنگریزه­ها نداشته اند،که این یافته­ها همگی حاکی از این است که تاج­ریزی با دارا بودن توانایی جذب و تجمع فلز سنگین کادمیوم در خود می تواند گیاه مناسبی برای مطالعات گیاه­پالایی محسوب گردد.از جمله اهداف عملی و کاربردی این تحقیق می توان به بررسی میزان ظرفیت جذب کادمیوم توسط گیاه تاجریزی،تغییر احتمالی رفتار کروموزوم­ها در تقسیم میتوز تحت استرس،مطالعه و بررسی تغییرات احتمالی الگوی الکتروفورتیک پروتئین­های تحت تنش بیان شده درتاجریزی،بررسی توانایی رفع آلودگی­های عناصر سنگین از آب و خاک­های آلوده و احتمالا هوای آلوده، به علت جذب و تجمع آسان کادمیوم و پتانسیل بالای کادمیوم در آلودگی محیط زیست اشاره کرد.

کلمات کلیدی:تاج­ریزی،گیاه­پالایی،کادمیوم،تقسیم میتوز،میزان­پروتئین

 1-1 تعریف فلزات سنگین

فلزات سنگين[1] به عناصر فلزی با وزن مخصوص بالاتر از 5 گرم بر سانتی‌متر مکعب گفته می‌شود. اين فلزات در طبيعت به صورت کاتيون‌ها و آنيون‌های اکسيد شده وجود دارند. عناصری نظير نيکل، کروم، کبالت، جيوه، روی، کادميوم، مس و منگنز به صورت کاتيون در خاک می‌باشند، در حالی که عناصری نظير موليبدن، سلنيوم،آرسنيک و بور به صورت ترکيب با اکسيژن در خاک بوده و دارای بار منفی می‌باشند (شاو،1995؛گاد2،1993).هم‌چنين فلزات سنگين به عنوان عناصري با خصوصيات فلزي (انعطاف‌ پذيري، رسانائي، پايداري مانند كاتيون‌ها، ليگاند اختصاصي و غيره) و عدد اتمي بزرگ‌تر از 20 تعريف مي‌شوند (پندیاس3،1992)به طور كلي يون‌هاي فلزات سنگين را بر اساس اسيديته‌ي لوئيس4 و تمايل آن‌ها به ليگاندهاي مختلف در دو گروه مجزا قرار مي‌دهند. گروه اول شامل يون‌هاي فلزي نرم از قبيل جیوه، کادمیوم، نقره، مس و پلاتینیوم است كه ترجيحاً از طريق پيوندهاي كوالانسي با ليگاندهاي قطبي پيوند مي‌شوند. گروه دوم شامل يون‌هاي فلزي اهن، روی، نیکل،کبالت ، سرب مي‌باشد كه بيشتر تمايل دارند با ليگاندهاي واسطه از قبيل آمين‌ها، آميد‌ها و ايمين‌ها پيوند شوند (نایبروهمکاران5، 1980). همه يون‌هاي فلزي صرف نظر از اين‌كه در كدام گروه قرار مي‌گيرند در غلظت‌هاي بالاتر از حد بحراني خود در خاك براي گياهان سمي مي‌باشند.

امروزه در اکثر کشور های صنعتی برای غلظت عناصر سنگین حد مجاز تعیین شده است. ولی به علت این که غلظت مجاز این عناصر در کشور های مختلف یکسان نبوده و دامنه تغییرات بین حداقل و حداکثر غلظت گاهی به 100 برابر هم می رسد، این مساله قابل تعمیم نیست. عناصر سنگین در رفتار بیوشیمیایی خود معمولاً از عناصر ضروری تقلید می کنند. مثلاً نیکل از کبالت، کادمیوم از روی، سرب از کلسیم و سلنیم از گوگرد تقلید می کنند.

1-2 منابع فلزات سنگین

این عناصر از دو راه کلی زیر به خاک وارد می شوند:

الف)هوادیدگی سنگ های معدنی

ب)فعالیت های انسانی

منایع آلاینده ناشی از فعالیت های انسان شامل موارد زیر است:

الف) ذوب و استخراج فلزات

ب) فعالیت های صنعتی

ج) رسوبات اتمسفری

د) فاضلاب ها

ه) فعالیت های کشاورزی مثل استفاده از آفت کش های حاوی فلزات سنگین، کود و مواد بهساز خاک و حشره کش ها

1-3 فلزات سنگين در خاك

فلزات سنگين در خاك تركيباتي طبيعي يا نتيجه‌اي از فعاليت انسان مي‌باشند. مناطق معدني غني از فلزات، گداختن فلزات، آب فلز دادن، گاز حاصل از اگزوز، استفاده از سوخت‌هاي فسيلي، به كار بردن كودها و حشره‌كش ها و توليد فاضلاب شهري از مهم‌ترين فعاليت‌هاي انسان است كه خاك را با مقادير زيادي از فلزات سمي آلوده مي‌كند (براد [2]و همکاران، 1978 ؛ریچاردسون2، 1990).

مقادير بيش از حد طبيعی فلزات در خاک به دليل جذب توسط گياهان و ورود به زنجيره‌هاي غذائی به عنوان منابع آلاينده محيط محسوب می‌شوند و می‌توانند باعث نابودی گياهان شوند (شاو3، 1989).

1-3-1 فرم های فلزات در خاک (تسیر4 وهمکاران ، 1979)

الف) يون‌های فلزی آزاد و کمپلکس‌های فلزی محلول در محلول خاک.

ب) پيوند شده با بارهاي منفي ترکيبات غيرآلی خاک در محل‌های تبادل يونی.

پ) باند شده به موادآلی خاک.

ت) رسوب با اکسيدها، هيدروکسيدها و کربنات‌ها.

ث) حضور در ساختمان کانی‌های سيليکاتی.

فلزات فقط در حالت‌های الف و ب سريعاً توسط ريشه گياهان جذب می‌شوند(لاسات5 2000).

1-4 فلزات سنگين وگیاهان

به طور كلي در بين عناصر تشكيل دهنده يك گياه فقط1% يا كمتر از آن را فلزات سنگين تشكيل مي‌دهند. برخي از اين فلزات از قبيل آهن، روي، مس، منگنز و نيكل براي رشد و متابوليسم گياهان مورد نياز هستند، در حالي كه تاكنون براي برخي ديگر از فلزات نظير كادميوم، سرب، آرسنيك و جيوه نقش زيستي شناسائي نشده است (ممون وهمکاران [3]،2001). بر اساس نقش فلزات در گياهان مي‌توان آن‌ها را در يك يا تعدادي از گروه‌هاي زير قرار‌داد (الووی[4]،1995):

1- فلزاتي كه در تركيب و ساختار گياه وارد مي‌شوند مانند كلسيم در پكتات كلسيم تيغه مياني.

2- فلزاتي كه براي فعاليت آنزيم‌ها مورد نياز هستند مانند روي در فعاليت آنزيم آلدولاز.

3- فلزاتي كه جزء تركيب اساسي آنزيم‌ها و پروتئين‌هاي خاص هستند مانند مس در سيتوكروم اكسيداز و روي در الكل دهيدر‍وژناز.

1-5 سميت فلزات سنگين در گياهان

در حالي كه برخي از فلزات سنگين براي حيات ضروري هستند، معمولاً تجمع زياد آن‌ها در ارگانيسم‌‌هاي زنده سمي مي‌باشد. غلظت‌هاي افزايش‌ يافته از فلزات سنگين ضروري و غير ضروري در خاك معمولاً منجر به ايجاد علائم مسموميت و ممانعت از رشد بيشتر گياهان مي‌گردد. به نظر مي‌رسد كه علائم سميت بواسطه گستره‌اي از روابط متقابل در سطح سلولي/ملكولي باشد (اسچه وهمکاران[5]، 1990). به طور كلي اثرات سمي فلزات سنگين بر گياهان مي‌تواند ناشي از دلايل زير باشد (الووی، 1995):

الف- فلزات سنگيني از قبيل كادميوم، سرب، مس، نقره و طلا باعث تغيير در نفوذ‌پذيري غشاء سلولي مي‌شوند كه در نتيجه جذب و هموستازي يوني را برهم مي‌زنند.

ب- برخي از كاتيون‌هاي فلزات سنگين مانند سرب، نقره و روي با گروه‌هاي سولفيدريل پروتئين‌ها (و از جمله آنزيم‌ها) پيوند ايجاد مي‌كنند كه در نتيجه ساختار و عمل آن‌ها را تخريب مي‌نمايند.

ج- بعضي از فلزات سنگين به دليل شباهت با يون‌هاي ضروري و به ويژه كاتيون‌ها براي اشغال محل‌هاي جذب با آن‌ها به رقابت مي‌پردازند بنابر‌اين باعث كاهش جذب كاتيون‌هاي ضروري مي‌شوند.

د- برخي از فلزات سنگيني مانند موليبدن، سلنيم، آرسنيك و بور كه به صورت آنيون در خاك يافت مي‌شوند جايگاه‌هاي گروه‌هاي ضروري نظير گروه‌هاي فسفات و نيترات را اشغال نموده و بدين ترتيب به گياه آسيب مي‌رسانند.

ه- واكنش با فلزاتي از قبيل روي و بريليم از طريق پيوند با گروه‌هاي فسفات و گروه‌هاي فعال ادنوزین تری فسفات(ATP) و ادنوزین دی فسفات(ADP) باعث ايجاد اختلال در گياه مي‌شوند.

اساس سميت اين فلزات اصولاً به علت توانائي يون‌هاي فلزي براي اتصال محكم به اتم‌هاي اكسيژن، ازت و سولفور است. اين اتم‌ها به ويژه در ساختار پروتئين‌ها به فراواني وجود داشته و عموماً تاثير اين فلزات بر روي ساختارهاي پروتئيني به ويژه آنزيم‌ها است (شاو، 1989 ). به علاوه غلظت زياد فلزات سنگين باعث تحريك تشكيل راديكال‌هاي آزاد و گونه‌هاي اكسيژن فعال[6] مي‌شود(دایتز و همکاران[7]،1999).

اثرات سميت فلزات سنگين به طور كلي شامل: ممانعت از جوانه‌زدن بذر، ممانعت از جوانه‌زدن دانه گرده و رشد لوله‌گرده، ممانعت از رشد و نمو گياهان، ايجاد ناهنجاري‌هاي سيتوژنتيك در گياهان، تخريب بسياري از پروسه‌هاي بيوشيميائي و فيزيولوژيكي شامل آسيب به غشاء‌هاي سلولي، كاهش تنفس، تجزيه پروتئين‌ها، آسيب به دستگاه فتوسنتزي و ممانعت از سرعت فتوسنتز، اثر بر فعاليت برخي از آنزيم‌ها و ايجاد پراُكسيداسيون ليپيد مي‌باشد (لونت وهمکاران، 2005 اردی وهمکاران 2002)[8].

1-6 عوامل موثر بر جذب فلزات سنگين

فلزات سنگين موجود در خاك عمدتاً از طريق جذب توسط ريشه به داخل گياه وارد مي‌شوند.گزارش شده است كه عوامل متعددي در جذب عناصر از طريق ريشه موثر مي‌باشند كه عبارتند از (الووی، 1995).

الف- خصوصيات فيزيكي‌_‌شيميائي خاك مانند pH، دما، رطوبت، پتانسيل اكسيداسيون و احياء، ظرفيت تبادل كاتيوني، مقدار فسفات، ميزان مواد آلي و مقدار رس موجود در خاك.

ب- نوع عنصر و مقدار آن در خاك و قابليت دسترسي گياه به آن.

ج- نوع گياه، اندازه و وضعيت ريشه.

د- رقابت با ساير عناصر.

تعداد صفحه :111

قیمت : 14700 تومان

***

—-

:        ****       info@elmyar.net

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید