Skip to main content
SUPERVISOR
Amirhossein Khoshgoftarmanesh,Hossein Shariatmadari,Majid Afyuni
امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما) حسین شریعتمداری (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Azadeh Sanayi Ostovar
آزاده سنائی استوار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Zinc and cadmium interaction on uptake, translocation and some oxidative reactions in some wheat genotypes with different zinc efficiency
Improving health quality of agricultural products is an important subject in different agricultural sciences that has also been considered by human nutritionists. Micronutrients enrichment of agricultural products particularly cereals and reducing the amount of toxic heavy metal contamination (e.g., Cd) in these products are of the most effective and low-cost approaches to combat malnutrition problems in human. Selecting and breeding crop genotypes with high efficiency in uptake, translocation, and utilization of micronutrients are known approach to increase yield and quality of cereals. Wheat is a main staple in many Asian countries such as Iran. This greenhouse (solution culture) study was conducted to investigate Zn and Cd interaction in uptake, translocation, and some oxidative reactions in some wheat genotypes differing in Zn-efficiency. Two bread wheat genotypes ( Triticum aestivum L. cvs. Rushan and Back Cross Rushan) and one durum wheat genotype ( Triticum durum L. cv. Aria) were exposed to two levels of Cd (0 and 1 µM) and three levels of Zn (0, 10, and 20 µM) in a nutrient solution. Shoot and root dry matter yield, root and shoot concentration of Fe, Zn, Cd, and P, concentration of Zn in the leaf cell wall and xylem sap, root catalase and –SH groups concentrations, and root membrane permeability in different wheat genotypes were measured. Results showed that the Rushan genotype had higher shoot and root dry matter yield in comparison with two other genotypes. The greatest response to Zn nutrition was also observed in this genotype. Zinc nutrition increased the root dry matter yield in all wheat genotypes but increased the shoot dry matter yield only in Rushan. Zinc addition to the media resulted a significant increase in the root concentration of catalase and –SH groups. Zinc and Cd interactions in uptake and translocation were dependent on the genotype and Zn concentration in the media. Cadmium imposed oxidative damages such as decreased root and shoot dry matter yield, reduction in the root concentration of –SH groups and catalase, and a significant increase in the root membrane permeability. The severity of damage varied among wheat genotypes. The highest Cd-induced oxidative damages were found in the Rushan genotype, so that in addition to a general decrease in the root and shoot dry matter, the lowest root concentration of catalase and –SH groups as well as the highest root membrane permeability were found in this genotype. In contrast, the Durum genotype showed the highest –SH groups and catalase concentrations and the lowest root membrane permeability. Zinc nutrition could counteract the negative effect of Cd on the root and shoot dry matter yield while it had no positive effect on compensating Cd-induced damages such as reduced Key words : Trace metals, Zinc-efficiency, Wheat genotype, Oxidative stress
غنی سازی محصولات کشاورزی به ویژه غلات، از نظر عناصر کم مصرف و کاهش آلودگی عناصر سنگین سمی نظیر کادمیم در این محصولات، یکی از موثرترین و کم هزینه ترین راه کارهای رفع سوء تغذیه عناصر کم مصرف در انسان است. انتخاب و اصلاح ارقام گیاهی کارآمد از لحاظ جذب، انتقال و مصرف عناصر کم مصرف، از راه کارهای نوین در جهت افزایش عملکرد و بهبود کیفیت غلات است. گندم یکی از غذاهای اصلی بسیاری از کشورهای آسیایی از جمله ایران است. این پژوهش گلخانه ای با هدف بررسی برهم کنش روی و کادمیم در جذب، انتقال و برخی واکنش های اکسیداتیو در تعدادی از ارقام گندم با روی-کارایی متفاوت انجام شد. دو سطح کادمیم (0 و 1 میکرومولار)، سه سطح روی (0، 10 و 20 میکرومولار) و سه رقم مختلف گندم از نظر روی-کارآیی شامل دو رقم گندم نان (بک کراس روشن و روشن) به عنوان ارقام روی-کارآمد و یک رقم دوروم (آریا) به عنوان رقم روی-ناکارآمد انتخاب شد. عملکرد وزن خشک ریشه و شاخسار، غلظت آهن، روی، کادمیم و فسفر ریشه و شاخسار، غلظت روی در دیواره سلولی شاخسار و شیره آوند چوب، فعالیت آنزیم کاتالاز و گروه های سولفهیدریل و درصد نفوذپذیری غشاء ریشه در ارقام گندم مورد مطالعه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که رقم روشن کمترین عملکرد وزن خشک ریشه و شاخسار را در مقایسه با دو رقم دیگر داشت و بیشترین پاسخ به تغذیه روی نیز در این رقم مشاهده شد. تغذیه روی موجب افزایش عملکرد ریشه در کلیه ارقام گندم مورد مطالعه شد ولی تنها در رقم روشن باعث افزایش عملکرد شاخسار شد و در ارقام بک کراس روشن و دوروم، تغذیه روی تاثیر معنی داری بر عملکرد شاخسار نداشت. افزایش غلظت روی در محیط، همچنین موجب افزایش فعالیت کاتالاز و گروه های سولفهیدریل ریشه شد. برهمکنش روی و کادمیم در جذب و انتقال، بسته به رقم و غلظت روی در محیط متفاوت بود. کادمیم، موجب وارد آمدن خسارت های اکسیداتیو نظیر کاهش عملکرد وزن خشک ریشه و شاخسار، کاهش معنی دار فعالیت کاتالاز و گروه های سولفیدریل و افزایش نفوذپذیری غشاء ریشه شد که شدت این خسارت ها در ارقام مختلف گندم متفاوت بود. بیشترین خسارت اکسیداتیو کادمیم در رقم روشن مشاهده شد بطوریکه علاوه بر کاهش عمومی رشد ریشه و شاخسار در حضور کادمیم، کمترین فعالیت کاتالاز و گروه های سولفیدریل ریشه و بیشترین نفوذپذیری غشاء ریشه در این رقم اندازه گیری شد. در مقابل، رقم دوروم بیشترین فعالیت کاتالاز و غلظت گروه های سولفیدریل ریشه و کمترین نفوذپذیری غشاء ریشه را داشت. تغذیه روی توانست اثر منفی کادمیم بر عملکرد وزن خشک ریشه و شاخسار را کاهش دهد در حالیکه تاثیر مثبتی در جبران خساراتی نظیر کاهش غلظت گروه های سولفهیدریل و فعالیت کاتالاز ریشه و نیز افزایش نفوذپذیری ریشه در شرایط تنش کادمیم نداشت. بیشترین غلظت روی شاخسار در رقم روشن و کمترین غلظت این عنصر در رقم دوروم مشاهده شد درحالیکه جذب روی از محیط، در رقم دوروم بیشتر از رقم روشن بود بطوریکه رقم بک کراس روشن بیشترین روی را از محیط جذب کرد کلمات کلیدی : فلزات سنگین، روی-کارآیی، ارقام گندم، واکنش های اکسیداتیو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی