به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « cadmium » در نشریات گروه « زراعت »

تکرار جستجوی کلیدواژه «cadmium» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • حمید عادلی، مهرداد عبدی*، علی فرامرزی، جلیل اجلی، ناصر محبعلی پور

    به منظور بررسی اثر منابع مختلف و مقادیر سلنیوم بر عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک ارقام گندم دیم تحت تنش کادمیوم در منطقه مراغه آزمایشی در سال زراعی 1397-1396 در شرایط مزرعه و گلخانه اجرا شد. آزمایش در هر دو بخش به صورت فاکتوریل دو فاکتوره در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید، در بخش مزرعه فاکتور a منابع مختلف سلنیوم (سلنات و سلنیت سدیم)، فاکتور b مقادیر مختلف سلنیوم (صفر، 18 و 36 گرم در هکتار) و فاکتور c سه رقم گندم (آذر 2، پیشتاز و سرداری) بود. در بخش گلخانه فاکتور a مقادیر مختلف کادمیوم (غلظت های صفر، 350 و 700 میکرومولار)، فاکتور b سلنات سدیم (غلظت های 0، 5/1 و 3 میلی گرم در لیتر) بودند. در بخش مزرعه نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف معنی داری بین عملکرد و صفات موردارزیابی ارقام در شرایط مصرف سلنیوم (18 و 36 گرم در هکتار سلنیت سدیم) و عدم مصرف (عدم کاربرد سلنیوم) وجود دارد. متوسط عملکرد دانه و وزن دانه در سنبله ژنوتیپ های موردبررسی در شرایط مصرف سلنیوم به ترتیب (83/1752 کیلوگرم در هکتار و 591/0 گرم)، (82/1790 کیلوگرم در هکتار و 59/0 گرم) بود. ژنوتیپ پیشتاز و سرداری در شرایط مصرف سلنیوم و عدم مصرف به ترتیب بیش ترین و کم ترین عملکرد را داشتند. در بخش گلخانه براساس گزینش از آزمایش مزرعه ای، رقم پیشتاز انتخاب و آزمایشی به صورت فاکتوریل دو فاکتوره در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد، در این بخش فاکتور a مقادیر مختلف کادمیوم (غلظت های صفر، 350 و 700 میکرومولار)، فاکتور b سلنات سدیم (غلظت های صفر، 5/1 و 3 میلی گرم در لیتر) بودند. نتایج نشان داد که تنش ناشی از کادمیوم موردآزمایش باعث کاهش محتوی رنگیزه های فتوسنتزی شده و سلنیوم سبب افزایش محتوی کلروفیل گردیده است. در کل براساس نتایج حاصل از این تحقیق به نظر می رسد که سلنیوم به ویژه سلنات سدیم در غلظت 3 میلی گرم در لیتر توانسته است اثرات سمی کادمیوم بر گیاه گندم (مخصوصا رقم پیشتاز) را کاهش داده و باعث بهبود شرایط رشد و نمو گیاه گردد.

    کلید واژگان: گندم, سلنات و سلنیت سدیم, کادمیوم, عملکرد دانه}
    Hamid Adeli, Mehrdad Abdi *, Ali Faramarzi, Jalil Ajalli, Naser Mohebbalipour

    In order to investigate the effects of different sources and selenium values on yield, stress sensitivity indices and some physiological traits of rainfed wheat cultivars under cadmium stress in the Maragheh region, an experiment was conducted in field and greenhouse states in year 2017-2018. In the field section, factor a was different sources of selenium (sodium selenite and selenite), factor b was different amounts of selenium (0, 18 and 36 g.ha-1) and factor c was three wheat cultivars (Azar 2, Pishtaz and Sardari). Results of analysis of variance showed that there was a significant difference between yield and yield components of cultivars under normal conditions and moisture stress. Average grain yield and grain weight per spike of genotypes under normal conditions was respectively (1752.83 kg.ha-1 and 0.591 g) and (1790.82 kg.ha-1 and 0.59). Pishtaz and Sardari genotypes had the highest and lowest yield under normal conditions (18 and 36 g.ha-1 sodium selenite) and moisture stress (Not using selenium), respectively. In the greenhouse section, a field experiment was chosen based on the selection of a cultivar (Pishtaz) and a two-factor factorial experiment was conducted in RB with three replications. In this section, factor A was different values of cadmium (concentrations of 0, 350 and 700 μM) and factor b was sodium selenate (concentrations of 0, 1.5 and 3 mg/l). The results indicated that stress induced by tested cadmium decreased the content of photosynthetic pigments and selenium increased chlorophyll content. This decrease was significant in the 700 μM cadmium treatment. Overall, the results of this study indicate that selenium, especially sodium selenate at a concentration of 3 mg/L, has been able to reduce the toxic effects of cadmium on wheat (especially Pishtaz cultivar) and improve plant growth and development.

    Keywords: Wheat, Sodium selenate, selenite, Cadmium, Yield}
  • فاطمه میرزایی، محمد رفیعی الحسینی*، نفیسه رنگ زن، مهدی امیریوسفی
    هدف

    کینوا با ارزش غذایی بالا، در برابر طیف وسیعی از تنش های غیرزیستی نیز بسیار مقاوم است. با وجود محدودیت منابع و افزایش تقاضا برای محصولات غذایی، می توان کینوا را در اراضی با باروری کم یا محدود، به خوبی کشت کرد و محصول خوبی تولید کرد.

    روش پژوهش: 

    این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در یک گلخانه تحقیقاتی واقع در منطقه صنعتی شهر ماه‍شهر از توابع استان خوزستان انجام شد. فاکتور اول شامل نوع خاک در دو سطح (آلوده و غیرآلوده) و فاکتور دوم شامل تنش خشکی (رژیم های آبیاری) در سه سطح (100 درصد ظرفیت مزرعه (بدون تنش)، 60 درصد ظرفیت مزرعه (تنش متوسط) و 30 درصد ظرفیت مزرعه (تنش شدید)) بودند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد اثر متقابل نوع خاک و تنش خشکی بر کلیه صفات به جز وزن تر اندام هوایی و ارتفاع بوته معنی دار بود که کم ترین مقدار وزن تر و خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی و وزن هزاردانه در خاک آلوده همراه با تنش خشکی شدید مشاهده شد. با این وجود وزن هزاردانه کینوا تحت تاثیر تنش خشکی متوسط، اختلاف معنی داری با شرایط بدون تنش خشکی نداشت. بررسی اثرات ساده نشان داد آلودگی خاک با فلزات سنگین موجب کاهش 7/13 درصد وزن تر اندام هوایی و کاهش 5/30 درصدی وزن خشک اندام هوایی کینوا در مقایسه با گیاهانی که در خاک غیرآلوده رشد کرده اند، شده است.

    نتیجه گیری

    به طور کلی می توان گفت افزایش تنش خشکی، وزن تر ریشه و وزن هزاردانه در کینوا را به طور قابل توجهی کاهش داده است، اما درصد و نسبت این کاهش در خاک آلوده به فلزات سنگین به مراتب بیش تر از خاک غیر آلوده بود. با توجه به نتایج این پژوهش، کشت گیاه کینوا به عنوان گیاهی امیدبخش در خاک های دارای محدودیت های مشابه قابل بررسی است.

    کلید واژگان: ارتفاع بوته, تنش اسمزی, کادمیوم, کینوا, وزن دانه}
    Fatemeh Mirzaei, Mohammad Rafieiolhossaini *, Nafiseh Rangzan, Mahdi Amirusefi
    Objective

    Quinoa, with its high nutritional value, is highly resistant to a wide range of non-biological stresses. Despite the limited resources and the increasing demand for food products in lands with low or limited fertility, it can be cultivated well and produces a good product.

    Methods

    This experiment was conducted with the aim of investigating the simultaneous effect of drought stress and heavy metals on the quinoa plant, in a factorial format in a completely randomized design with 3 replications. The first component involved two levels of soil (contaminated and uncontaminated), and the second factor, three levels of drought stress (100% of field capacity 60% of field capacity, and 30% of field capacity).

    Results

    Interaction effect of soil type and drought stress was significant on all traits except the fresh weight of shoot and plant height. The lowest amount of fresh and dry weight of roots, dry weight of shoot and weight of thousand seeds was observed in contaminated soil with severe drought stress. Nevertheless, the weight of 1000 quinoa seeds under the influence of moderate drought stress was not significantly different from the condition without drought stress. Examining the simple effects showed that soil contamination with heavy metals caused a decrease of 13.7% in fresh weight of shoot and 30.5% decrease in dry weight of shoot compared to plants grown in uncontaminated soil.

    Conclusion

    In general, it can be stated that the increase in drought stress has significantly reduced root fresh weight and 1000 seed weight in quinoa, but the percentage and ratio of this reduction in soil contaminated with heavy metals was much higher than that of non-contaminated soil. According to the results of this research, the cultivation of quinoa can be investigated as a promising plant in soils with similar limitations.

    Keywords: Cadmium, Osmotic stress, Plant height, Quinoa, Seed weight}
  • سید کمیل ترابی، ایرج الله دادی*، غلام عباس اکبری، مجید قربانی جاوید، رضا فتوت

    به دلیل صنعتی شدن و فعالیت های مخرب انسانی، آلودگی خاک به عناصر سنگین به شدت در حال گسترش است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر استفاده از سیلیکون و اسیدسالیسیلیک بر عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک ذرت در دو مزرعه خصوصی رحیمی و مولوی (که آلوده به فلزات سنگین بود و در مجاورت کارخانه های سرب و روی شهر زنجان واقع شده بودند) در سال 1399 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل محلول پاشی سالیسلیک اسید در چهار سطح صفر، 600، 1200 و 1800 میکرو مولار و محلول پاشی نانوسیلیکون در چهار سطح صفر، 600، 1200 و 1800 میلی مولار بود. نتایج آنالیز خاک نشان داد که غلظت عناصر سرب، روی و کادمیوم در هر دو مزرعه از حد مجاز بالاتر بوده و این آلودگی فلزات سنگین در مزرعه رحیمی شدت بیشتری داشت. آلودگی فلزات سنگین سبب کاهش ارتفاع بوته، عملکرد دانه و اجزای آن، عملکرد زیستی، محتوای کلروفیل و افزایش پرولین شد. بیشترین عملکرد دانه و وزن هزاردانه از تیمار 1800 میلی مولار اسیدسالیسیلیک و 1200 میلی مولار نانوسیلیکون و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون) به دست آمد. بیشترین محتوای کلروفیل از تیمار 1800 میلی مولار اسیدسالیسیلیک در مزرعه مولوی به دست آمد و در تیمار 1800 میلی مولار نانوسیلیکون حداکثر مقدار کلروفیل نیز در مزرعه مولوی مشاهده شد. در مجموع تیمارهای به کاررفته تاثیر مثبت بر بهبود عملکرد و اجزای عملکرد کمی، محتوای کلروفیل و محتوای نسبی آب برگ ذرت علوفه ای داشت. از بین سطوح به کار رفته تیمارها، محلول پاشی 1800 میلی مولار سالیسیلیک اسید و 1200 میلی مولار نانوسیلیکون برای بهبود تحمل تنش فلزات سنگین در این منطقه قابل مطالعه و بررسی بیشتر است.

    کلید واژگان: تنظیم کننده رشد, روی, سرب, سمیت فلزات سنگین, عناصر ریزمغذی, کادمیوم}
    Seyed komeil Torabi, Iraj Alahdadi *, GholamAbbas Akbari, Majid Ghorbani Javid, Reza Fotovat

    Industrialization and destructive human activities have led to a rapid spread of heavy elements contamination in soil. The purpose of this study was to investigate the effect of silicon and salicylic acid on yield and physiological traits of corn in Rahimi and Molavi farms (contaminated with heavy metals and located near lead and zinc factors in Zanjan) in 2020, by using a factorial design based on randomized complete blocks. Factors included spraying salicylic acid at zero, 600, 1200, and 1800 µM, and spraying nanosilicon at zero, 600, 1200 and 1800 mM. Based on the results of soil analysis, lead, zinc, and cadmium concentrations in both fields were higher than the allowable limit and this heavy metal contamination was more severe in Rahimi field. Heavy metal contamination reduced plant height, grain yield and yield components, biological yield, chlorophyll content, and proline levels. The highest grain yield and grain weight were obtained with 1800 µM salicylic acid and 1200 mM nanosilicon treatments, and the lowest with the control treatment (without salicylic acid or nanosilicon). The highest chlorophyll content was obtained from 1800 µM salicylic acid treatment on Molavi's farm and the maximum amount of chlorophyll was observed in 1800 mM nanosilicon treatment. Overall, the treatments improved the yield, chlorophyll content, and relative water content of corn leaves. It is recommended to spray 1800 µM salicylic acid and 1200 mM nanosilicon on the corn fields in this area to increase the stress tolerance under heavy metal conditions.

    Keywords: Cadmium, growth regulators, lead, Toxicity of heavy metals, Zinc}
  • امیرعلی کمالوند، سیاوش حسینی سرقین، رویا کرمیان*

    آلودگی محیط زیست با فلزات سمی شرایط تنش باری را به وجود می آورد که اغلب رشد و نمو گیاه را به شکل منفی تحت تاثیر قرار می دهد. کادمیوم فلزی بسیار سمی است که اساسا از طریق فعالیت های صنعتی وارد محیط زیست می شود و بر رشد گیاهان زراعی و سایر گیاهان تاثیر می گذارد. در پژوهش حاضر اثر غلظت های مختلف CdCl2 بر جذب کادمیوم، پارامترهای رشدی و پاسخ های آنتی اکسیدانی گیاه شنبلیله مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که محتوای مالون دی آلدیید و پراکسید هیدروژن در گیاهان تیمار شده با کادمیوم در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش یافت. تنش کادمیوم به طرز متفاوتی فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز را تغییر داد. همچنین تیمار کادمیوم محتوای ترکیبات آنتی اکسیدانی غیرآنزیمی مانند فنل ها، فلاونوییدها، آنتوسیانین ها، پروتیین های محلول و پرولین را افزایش داد. علاوه بر این، کاهش درصد جوانه زنی بذر و پارامترهای رشدی و نیز کاهش محتوای رنگیزه های فتوسنتزی کلروفیل و کاروتنویید از اثرات سمی کادمیوم بود.

    کلید واژگان: آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی, آنزیم های آنتی اکسیدانی, پرولین, ترکیبات فنلی, شنبلیله}
    AmirAli Kamalvand, Siavash Hosseini Sarghein, Roya Karamian *

    Pollution of the environment by toxic metals creates stress conditions that generally negatively affect plant growth and development. Cadmium is a highly toxic metal that enters the environment mainly through industrial activities and affects crops and other agricultural plants. In the current investigation, the influence of different concentrations of CdCl2 on Cd uptake, growth parameters, and antioxidant responses of Trigonella foenum-graecum L. were investigated. Results showed that H2O2 and malondialdehyde contents were increased by Cd treatments compared to the control plants. Cd stress differently altered the activity of antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dismutase, peroxidase, and polyphenol oxidase. The content of antioxidant compounds such as phenols, flavonoids, anthocyanins, soluble proteins, and proline was also increased by the Cd treatment. In addition, our results demonstrated the decrease in seed germination percentage, growth parameters, and chlorophyll and carotenoid contents that may be considered circumstantial evidence for the toxicity of cadmium.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Cadmium, Fenugreek, Nonenzymatic antioxidant, Phenolic Compounds, Proline}
  • رمضان سرپرست، فائزه زعفریان*، همت الله پیردشتی، مجتبی محمودی
    سابقه و هدف

    آلودگی خاک با فلزات سنگین و انتقال آن به محصولات کشاورزی به عنوان یک مشکل جهانی در حال گسترش می باشد. کادمیم یکی از فلزات سنگین است که افزایش غلظت آن در محیط ریشه گیاه سبب بروز اختلالات متابولیسمی در گیاه می شود. بررسی ها نشان داده است به کارگیری نظام های کشت مخلوط ضمن بالا بردن تنوع، افزایش عملکرد، بهبود کارایی استفاده از منابع، کاهش خسارت علف های هرز، آفات و بیماری ها (نظیر زنگ و لکه-شکلاتی باقلا)، افزایش ثبات و پایداری نظام را به دنبال دارد. این پژوهش به بررسی اثر سطوح متفاوت کادمیم بر رنگدانه های گیاهی به-عنوان یکی از عامل های موثر در فرایند فتوسنتز، همچنین مقادیر ترکیبات فنل و فلاونویید و فعالیت آنتی اکسیدانی در حبوبات (باقلا، نخود) و سیب زمینی به صورت کشت خالص و مخلوط می پردازد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا" تصادفی در پنج سطح کادمیم(0، 5، 10، 20 و 30 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و پنج سطح کشت شامل تک کشتی باقلا، تک کشتی نخودفرنگی، تک کشتی سیب زمینی و کشت مخلوط سیب زمینی+ باقلا(1:1) و سیب زمینی+ نخودفرنگی(1:1) در4 تکرار طی دو سال زراعی 97-1396 و 98-1397 در ایستگاه باغبانی قایم شهر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از برگ های خشک گیاهان مورد مطالعه عصاره متانولی تهیه شد. سنجش فنول و فلاونویید کل به روش اسپکتروفتومتری صورت گرفت و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها ازروش های احیاء رادیکال آزاد DPPH مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین ها از طریق آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال یک و پنج درصد انجام شد و نمودارها با استفاده از نرم افزارSigmaPlot و Excel رسم شدند.

    یافته

    نتایج نشان داد که غلظت های مختلف کلرید کادمیوم بر میزان رنگیزه های فتوسننتزی تاثیر معنی داری داشت (P≤0/01). کاهش کاروتنویید، کلروفیل a و کلروفیل b به شکل پلینومیال بود. با کاربرد بالاترین سطح کادمیم (30 میلی گرم کادمیم در خاک) کاروتنویید، کلروفیل a و کلروفیل b کاهش چشمگیری داشت.در غلظت30 میلی گرم کادمیم در خاک، مقدار کلروفیل a موجود در گیاه باقلا به 84/3 میلی گرم در کیلوگرم رسید. به عبارت دیگر، با افزایش غلظت کادمیم در خاک، مقدار کلروفیل a 07/83 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت.کاهش کادمیم در میزان کلروفیل کل می تواند به علت اثر بازدارندگی روی فعالیت مولکول های آن باشد. کلرفیل کل گیاه باقلا با افزایش غلظت کادمیوم (از 5 تا 30 میلی گرم در خاک) دچار افت قابل توجهی شد. حساسیت تیمارها نسبت به افزایش غلظت کادمیوم به-ترتیب باقلا (66/7 میلی گرم در کیلوگرم)، سیب زمینی (19/9 میلی گرم در کیلوگرم) و نخود (28/9 میلی گرم در کیلوگرم) بودند. در این مطالعه گیاه باقلا بیشترین میانگین فنل(1643/0 میلی گرم اسیدگالیک بر گرم وزن خشک) و کشت مخلوط (سیب زمینی+ باقلا) بیشترین فلاونویید (00814/0 میلی گرم کویرستین بر گرم وزن خشک) و همچنین آنتی اکسیدان (03/56 درصد) در تیمار 30 میلی گرم کادمیم در خاک به دست آمد. بیشترین مقدار فلاونویید را در بین گیاهان به مقدار (00822/0 میلی گرم کویرستین بر گرم وزن خشک) گیاه باقلا به خود اختصاص داد.در مجموع با افزایش غلظت کادمیم در هر پنج تیمار الگوی کشت شامل (تک کشتی سیب زمینی، باقلا و نخودفرنگی و مخلوط سیب زمینی+ باقلا و سیب زمینی+ نخود) روند افزایشی در میزان فنل، فلاونویید و ظرفیت آنتی اکسیدان وجود دارد.

    نتیجه گیری:

     نتایج به دست آمده از پژوهش حاضر، نشاندهنده وجود تفاوت معنی دار بین تیمارهای مختلف (تک کشتی باقلا، نخودفرنگی، سیب زمینی و مخلوط سیب زمینی+ باقلا و سیب زمینی+ نخودفرنگی) از نظر مقدار کل ترکیبات فنولی و فلاونوییدی بوده که وجود چنین تنوعی می تواند بیانگر نقش گیاه و ژنتیک در تولید این ترکیبات باشد. همچنین با افزایش غلظت کادمیم به طور معنی داری از میزان رنگدانه های کلروفیل a و کلروفیل b کاسته شد. به طور کلی از یافته های این تحقیق، می توان چنین نتیجه گیری کرد که این گیاهان مانند بیشتر گیاهان به تنش عناصر سنگین واکنش نشان داده اند و سمیت با کادمیم در هر سه گیاه (باقلا، نخودفرنگی، سیب زمینی) منجر به القاء ترکیبات فنلی شد.

    کلید واژگان: آنتی اکسیدانی, حبوبات, رنگیزه, فنل, کادمیم}
    Ramazan Sarparast, Faezeh Zaefarian *, Hemmatollah Pirdashti, Mojtaba Mahmoudi
    Background and objectives

    Soil pollution with heavy metals and its transfer to agricultural products is expanding as a global problem. Cadmium is one of the heavy metals that increase its concentration in the root environment of the plant causes metabolic disorders in the plant. Studies have shown that the use of intercropping systems while increasing diversity, increasing yield, improving resource efficiency, reducing weed damage, pests and diseases(such as Uromyces and Botrytis Vicia-Faba), increasing the stability of the system follows.This study investigates the effect of different levels of cadmium on plant pigments as one of the effective factors in the process of photosynthesis, as well as the amounts of phenol and flavonoid compounds and antioxidant activity in legumes (faba beans, peas) and potatoes in monoculture and intercropping culture.

    Materials and methods

    The pot experiment was carried out as a factorial based on a completely randomized design with 4 replications at Gaemshar Agricultural Research Station, Mazandaran province during two agronomic seasons 2018-2019 examined in pot conditions. Treatments were included planting pattern at five levels of monoculture potato, faba bean, pea and Intercropping (potato+fabaBean), (potato+ pea) and five cadmium concentrations of 0 (control), 5, 10, 20 and 30 milligrams of cadmium per kilogram of soil as cadmium nitrate was added to the soil. For this purpose, methanolic extract was prepared from the dried leaves of the studied plants. Total phenols and flavonoids were assayed by spectrophotometry and the antioxidant activity of the extracts was evaluated by free radical scavenging methods (DPPH).Statistical analysis was performed using SAS software and comparison of means was performed by Duncan's multiple range test at the level of one and five percent probability and graphs were drawn using SigmaPlot and Excel software.

    Results

    The results showed that different cadmium concentrations had a significant effect on the amount of photosynthetic pigments (P≤0.01). The reduction trend of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids was plinomial. With the application of the highest level of cadmium (30 mg of cadmium in the soil), carotenoids, chlorophyll a and chlorophyll b were significantly reduced.In concentration of 30 mg of cadmium in soil, the amount of chlorophyll a in the faba bean reached 3.84 mg/kg soil. In other words, with increasing the concentration of cadmium in the soil, the amount of chlorophyll a decreased by 83.07%. The decrease in total chlorophyll due to cadmium may be due to the inhibitory effect on the activity of its molecules. Total chlorophyll of faba bean with increasing concentrations of cadmium (from 5 to 30 mg soil) was a significant decrease. The sensitive treatments to increasing cadmium concentration were faba beans (7.66 mg/kg soil), potatoes (9.19 mg/kg soil) and chickpeas (9.28 mg/kg soil), respectively. In this study, faba bean plant had the highest mean of phenol (0.1643 mg que/g DW) and intercropping culture (potato+bean) had the highest flavonoids (0.00814 mg que/g DW) and antioxidant (56.03 %) obtained in the treatment of 30 mg of cadmium per kg of soil.

    Conclusion

    The results of the present study indicate a significant difference between the different treatments in terms of the total amount of phenolic and flavonoid compounds that the existence of such diversity can indicate the role of plants and genetics in the production of these compounds. with increasing the concentration of cadmium, the amount of chlorophyll a and chlorophyll b pigments was significantly reduced. In general, from the findings of this study, it can be concluded that these plants, cadmium toxicity in all three plants led to the induction of phenolic compounds.

    Keywords: antioxidants, Cadmium, Flavonoids, Pigment, Phenol}
  • محسن سیلسپور*

    به منظور ارزیابی غلظت نیترات و فلزات سنگین در خاک و اندام خوراکی کاهو در مزارع دشت ورامین، پژوهش حاضر در سال زراعی 97-1396 انجام شد. برای انجام پژوهش، تعداد 30 مزرعه کاهو در دشت ورامین انتخاب شد. در فصل برداشت کاهو به مزارع فوق مراجعه و نمونه برداری مرکب از خاک و محصول انجام شد و میانگین غلظت نیترات و فلزات سنگین در خاک و محصول با حدود استاندارد از طریق آزمون تی تک نمونه ای، مقایسه آماری شدند. میانگین غلظت نیترات، سرب و کادمیوم در کاهو به ترتیب 2756، 46/1 و 11/0 میلی گرم در کیلوگرم وزن تازه بود که به ترتیب، 8/1، 3/7 و 1/1 برابر استاندارد اعلام شده توسط سازمان ملی استاندارد ایران بود. میانگین غلظت نیترات و غلظت کل سرب، کادمیوم و نیکل در خاک مزارع کاهو به ترتیب 27، 42، 64/ 0و 5/42 میلی گرم در کیلوگرم بود که غلظت نیترات و سرب به ترتیب 35 و 180 درصد بیش تر از حد مجاز بود. ارزیابی خطر ناشی از ورود عناصر سنگین به بدن و بیماری های غیرسرطانی با فرمول های ارایه شده توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا انجام شد. در این راستا از شاخص خطرپذیری به بیماری های غیرسرطانی (HQ) استفاده شد. شاخص خطرپذیری به بیماری های غیرسرطانی برای کلیه آلاینده ها، کم تر از یک بود که موید عدم خطر برای مصرف بود. شاخص تجمع زیستی برای تمام فلزات موردمطالعه، کم تر از یک بود. بیش ترین عامل تجمع زیستی متعلق به فلز سنگین کادمیوم بود که نشان دهنده تمایل کاهو به جذب و انباشت کادمیوم در مقایسه با سایر فلزات سنگین بود. براساس نتایج این پژوهش، احتمال مواجهه با بیماری های غیرسرطانی ناشی از نیترات و فلزات سنگین از مسیر خوردن کاهو به طور جدی وجود ندارد، اما پایش غلظت نیترات و فلزات سنگین در خاک و کاهو در فواصل زمانی مختلف ضروری است.

    کلید واژگان: تجمع زیستی, سرب, غلظت مجاز, کادمیوم, نیکل}
    Mohsen Seilsepour *

    This study is conducted to evaluate the concentration of nitrate and heavy metals in soil and edible organs of lettuce in Varamin plain farms for one year during 2017-2018. For this porouse, 30 lettuce fields in Varamin plain are selected and in the lettuce harvest season, soil and crop sampling are performed and the average concentrations of nitrate and heavy metals in the soil and lettuce were compared statistically with the standard limits by one paired t-test. The average concentrations of nitrate, lead and cadmium in lettuce are 2756, 1.46, and 0.11 mg / kg in fresh weight, respectively, which are 1.8, 7.3, and 1.1 times greater than the standard limit, declared by the National Standards Organization of Iran, respectively. The mean concentrations of nitrate and total concentrations of lead, cadmium, and nickel in the soil of lettuce fields are 27, 42, 0.64, and 42.5 mg /kg, respectively, while the concentrations of nitrate and lead have been 35% and 180% higher than the allowable limits, respectively. Risk assessments for heavy metals and non-cancerous diseases are performed, using formulas provided by the US Environmental Protection Agency (USEPA, 2006). In this regard, the risk index for non-cancerous diseases (HQ) is used. The risk factor for non-cancerous diseases for all contaminants is less than one, indicating that there is no risk for consumption. Accordingly, consuming 40 grams of lettuce per day does not pose a problem for an adult consumer. The bioaccumulation index for all the studied metals has been less than one. According to this study, the highest bioaccumulation factor belongs to the heavy metal cadmium, which indicates the tendency of lettuce to absorb and accumulate cadmium compared to other heavy metals. In order to reduce the concentration of nitrate and lead in the soil and prevent contamination of lettuce soils, it is recommended to avoid excessive use of fertilizers containing nitrogen and phosphorus and fertilizer application should be based on soil test. According to the results of this study, there is no serious possibility of exposure to non-cancerous diseases caused by nitrate and heavy metals from eating lettuce, but monitoring the concentration of nitrate and heavy metals in soil and lettuce at different intervals is necessary.

    Keywords: Bioaccumulation, Cadmium, lead, nickel, Permitted concentration}
  • فاطمه کهنسال واجارگاه، فرزاد پاکنژاد*، محبوبه مظهری، علی خان میرزایی، داوود حبیبی

    به منظور بررسی توان پالایش فلز کادمیوم توسط چند گونه گیاهی و بیوچار در شرایط تنش خشکی آزمایشی در سال های 1397 - 1396 به صورت دوساله در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج به اجرا در آمد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار بود. فاکتورهای آزمایش شامل نمک کلرید کادمیوم در چهار سطح (شاهد، 10 میلی گرم بر کیلوگرم ، 20 میلی گرم بر کیلوگرم ، 30 میلی گرم بر کیلوگرم)، بیوچار در سه سطح (شاهد، بیوچار در زمان کشت سال اول، بیوچار بعد از برداشت سال اول و در زمان کشت سال دوم)، 3 گونه گیاه زراعی (شبدر، یونجه، کلزا) و تنش خشکی (شاهد، 40 درصد تخلیه رطوبت قابل دسترس ، 60 درصد تخلیه رطوبت قابل) بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثرات متقابل سه گانه کادمیوم، گونه گیاه زراعی، تنش خشکی برای همه صفات مورد بررسی و اثرات متقابل سه گانه کادمیوم، گونه گیاه زراعی، بیوچار فقط برای صفات سنجش عنصر فلزی، ضریب تجمع، ضریب استخراج با سطح احتمال یک درصد معنیدار شد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بیشترین میانگین میزان کادمیوم در اندام هوایی(2.68 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) که نشاندهنده افزایش 99.96 درصدی نسبت به تیمار شاهد و ریشه (1.78 میلیگرم در کیلوگرم وزن خشک گیاه) که نشاندهنده افزایش 99.43 درصدی نسبت به تیمار شاهد بود، مربوط به تیمار کلزا در سطح کادمیوم 30 میلی گرم بر کیلوگرم و در شرایط تنش خشکی 60 درصد تخلیه رطوبت قابل دسترس بود. بیشترین میانگین سنجش عنصر فلزی، ضریب تجمع و ضریب استخراج نیز مربوط به گیاه کلزا بود. نتایج این تحقیق نشان دهنده این مطلب بود که گیاه کلزا دارای قدرت جذب و انتقال بیشتر فلز کادمیوم نسبت به شبدر و یونجه بود.

    کلید واژگان: بیوچار, تناوب زراعی, تنش خشکی, کادمیوم}
    Fateme Kohansal Vajargah, Farzad Paknejad *, Mahbubeh Mazhari, Ali Khanmirzai, Davood Habibi
    Introduction

    Environmental stresses such as drought, temperature, heavy metals and salinity greatly reduce plant growth and development, among non-biological stresses, drought stress is one of the environmental factors which limits crop production and reduces average yield by 50% or more (Wang et al.,2 003). Heavy metals are another environmental stress that in recent years as it has become one of the biggest problems of the agricultural sector. Due to technical and economic limitations of heavy metal removal methods, the search for new methods has received a great deal of attention and in this regard biological absorption as a new method has received special attention(Maleki and Zarasvand, 2008).

    Materials and methods

    In order to Evolution Ability of Remediation Heavy Metal Cadmium by Some of Plant Species and Biochar in drought stress conditions experimental in years 2017-2018 was carried out for two years in the research farm of the Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Karaj Branch. The experiment was factorial in a completely randomized design with 3 replications. Experimental factors included cadmium chloride salt at four levels (control, 10 mg.kg-1, 20 mg.kg-1, 30 mg.kg-1), Biochar at three levels (control, biochar at the time of first year planting, biochar after first year harvest and at the time of second year planting), 3 crop species (clover, alfalfa, canola) and drought stress (control, 40% available moisture discharge based on gypsum block, 60% available moisture discharge based on gypsum block). One month before planting the soil was contaminated with cadmium chloride at specific levels in the experiment then biochar treatment was added to the soil of the desired pots. After cultivating crops and sufficient vegetative growth shoot and root specimens were carefully removed from the soil of the pots and after washing and drying according to the protocol in this experiment extracts were taken for reading in an atomic absorption apparatus. For analyze the measured data, Mean and Bartlett comparison were performed using MSTATC, SAS and Excel software.

    Results and discussion

    The results of analysis of variance showed that Triple interactions of cadmium, crop species, drought stress for all studied traits(Dry weight of shoots, dry weight of roots, amount of cadmium in shoots, amount of cadmium in roots, measurement of metal element, accumulation coefficient, extraction coefficient) It became significant with a one percent error probability. The results also showed that the triple interactions of cadmium, crop species, biochar only for traits Translocation factor, Accumulation factor, Enrichment cofficient became significant with a probability level of one percent. And for other traits, this triple interaction was not significant. The results of mean comparison showed that the highest mean amount of cadmium in the shoot(2.68 mg.kg-1) And roots(1.78 mg.kg-1) Related to canola treatment at the level of 30 ppm cadmium And under drought stress conditions, 60% of available moisture discharge was based on gypsum block. Most average Translocation factor related to the triple interactions of cadmium, crop species, biochar related to treatment Canola cadmium at the level of 20 ppm and biochar at the time of crop cultivation in the first year(a3b3c2) with average (3.73) and the lowest was related to cadmium control treatments (a1b1c1) with mean (0.1). The most common triple interactions of cadmium, crop species, drought stress are also related treatment of cadmium Canola at 20 ppm level without drought stress (a3b3d1) (3.98) and the lowest mean was related to cadmium control treatment (a1b1d1) with mean (0.1). Most average Accumulation factor corresponding to the triple interactions of cadmium, crop species, biochar related to the treatment of cadmium Canola at the level of 30 ppm and biochar at the time of crop cultivation in the first year(a4b3c2) with average (70.137) and the lowest was related to cadmium control treatments (a1b1c1) with mean (0.0044). Most of the triple interactions of cadmium, crop species, drought stress also related to cadmium Canola treatment at 20 ppm level without drought stress (a3b3d1) (148.87) and the lowest mean was related to cadmium control treatment (a1b1d1) with mean (0.0043). The highest mean of triple interactions of cadmium, crop species, biochar for Enrichment cofficient related to the treatment of cadmium Canola at the level of 30 ppm and without biochar in the first year (a4b3c1) with a mean (0.182) and the lowest was related to cadmium control treatments (a1b1c1) with mean (0.0117).

    Conclusions

    Most of the triple interactions of cadmium, crop species, drought stress are also related Treatment of cadmium Canola at 30 ppm level and drought stress 60% available moisture discharge based on gypsum block (a4b3d3) (0.180) the lowest mean was related to cadmium control treatment (a1b1d1) with mean (0.0011). The results of this study showed that Canola had a higher uptake and transport of cadmium metal than clover and alfalfa.

    Keywords: Biochar, Cadmium, crop rotation, Drought stress}
  • معصومه کنفی لسکوکلایه، نادعلی باقری*، نادعلی باباییان جلودار، مهدی قاجار سپانلو

    کادمیوم یک آلاینده مهم از فلزات سنگین است که برای گیاهان و حیوانات بسیار سمی است. برنج یکی از انواع پر مصرف غلات در جهان است که به طور گسترده در رژیم غذایی مردم وجود دارد. به منظور بررسی میزان تحمل ژنوتیپ‌های برنج به فلز کادمیوم، 40 ژنوتیپ برنج در شرایط هیدروپونیک در مرحله گیاهچه‌ای از نظر تحمل به میزان کادمیوم در سطوح مختلف تنشی (شاهد، 100، 200 و 300 میکرومولار کادمیوم) و در یک آزمایش کرت‌های خرد شده در قالب طرح کاملا تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها و سطوح تنش از نظر صفات ارزیابی شده تفاوت معنی‌داری وجود دارد. از لحاظ جذب کادمیوم ژنوتیپ‌های میر طارم، سنگ‌ طارم، F12L49-3، 229R و KOSHIHIKARI دارای کمترین مقدار جذب کادمیوم بودند. در تجزیه به مولفه‌های اصلی بر مبنای صفات ارزیابی شده به تنش به ترتیب 70/160، 70/351، 72/641 و 66/305 درصد از تغییرات در سطوح شاهد، 100، 200 و 300 میکرومولار کادمیوم توسط مولفه‌های اول و دوم قابل توجیه بود. تجزیه‌ خوشه‌ای نیز بر اساس صفات مورد مطالعه در سطوح شاهد، 100، 200 و 300 میکرومولار کادمیوم، ژنوتیپ‌های مورد بررسی را به ترتیب در دو، پنج، سه و دو خوشه گروه‌بندی نمود. در مجموع، بر طبق نمودار تحلیل بای‌پلات و تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های سنگ طارم، میر طارم، F12L49-3، 229R و KOSHIHIKARI به عنوان ارقام متحمل به کادمیوم و ژنوتیپ‌های M30، ARIAS HALUS و Kinan Dang Patong به عنوان ارقام حساس و دارای جذب بالای کادمیوم تعیین شدند. از نسلهای حاصل از تلاقی ارقام متحمل و حساس میتوان به منظور تولید جمعیتهای در حال تفرق برای مطالعات ژنتیکی و مولکولی استفاده نمود.

    کلید واژگان: بای پلات, برنج, تجزیه کلاستر, کادمیوم, مولفه های اصلی}
    Masoumeh Kanafi Lesko Kelayeh, Nadali Bagheri*, Nadali Babaeian Jelodar, Mehdi Ghajar Sepanlou

    Cadmium is an important pollutant of heavy metals, which is very toxic to plants and animals. Rice is the most popular food among Iranians and the presence of heavy metals in trace level in rice has received special attention because they are directly related to health. In order to evaluate the tolerance of rice genotypes to cadmium, 40 rice genotypes under hydroponic conditions were used for seedling tolerance and absorption of cadmium in different levels of stress (control, 100, 200 and 300 μm cadmium) and in a split plot experiment in a completely randomized design template was examined. The results showed a significant difference between genotypes. In terms of cadmium adsorption, genotypes of Mirtarom, Sangtarom, F12L49-3، 229R and KOSHIHIKARI had the lowest cadmium adsorption. Principal components analysis based on the traits evaluated for cadmium show 70.160, 70.357, 72.641 and 66.305 percent of the changes by the first and second components, respectively, at the control levels of 100, 200 and 300 micromolar of cadmium. Cluster analysis based on the studied traits at control, 100, 200 and 300 micromolar of cadmium classified the genotypes in two, five, three and two clusters, respectively. In sum, genotypes of Sangtarom, Mirtarom, F12L49-3, 229R and KOSHIHIKARI as genotypes tolerant to cadmium and genotypes of M30, ARIAS HALUS and Kinan Dang Patong as genotypes classified as Noncompliant were determined according to biplot analysis and cluster analysis. The generations obtained from crossing between tolerant and susceptible cultivars could be used as segregating population in genetic and molecular studies.

    Keywords: Biplot, Cadmium, Cluster analysis, Principal components, Rice}
  • محسن اصغری*، ابوالفضل معصومی زواریان، مجتبی یوسفی راد

    این تحقیق به منظور بررسی اثر سدیم نیتروپروساید در کاهش سمیت ناشی از کادمیوم در گیاه ریحان به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سال 97-1396 اجرا گردید. فاکتورهای اعمال شده در این تحقیق شامل کادمیوم در سطوح صفر (شاهد)، 10، 20 و 30 میلی گرم در کیلوگرم خاک و محلول پاشی سدیم نیتروپروساید در سطوح صفر (شاهد)، 50 و 100 میکرومولار بود. صفات اندازه گیری شامل ارتفاع بوته، خشک بوته، تعداد برگ در بوته، درصد اسانس، مالون دی آلدیید، فعالیت آنزیم آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، پرولین و غلظت کادمیوم بود. نتایج به دست آمده نشان داد که کادمیوم باعث کاهش ارتفاع بوته، وزن خشک بوته، تعداد برگ در بوته، درصد اسانس و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و افزایش پرولین، غلظت کادمیوم و مالون دی آلدیید شد. بیشترین تاثیر کادمیوم در تیمار 30 میلی گرم در کیلوگرم خاک به دست آمد. همچنین مشاهده شد که کاربرد سدیم نیتروپروساید توانست موجب افزایش ارتفاع بوته، وزن خشک بوته، تعداد برگ در بوته، درصد اسانس و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و کاهش پرولین، غلظت کادمیوم و مالون دی آلدیید شود، به طور کلی بیشترین تاثیر مثبت در کاربرد 100 میکرومولار سدیم نیتروپروساید حاصل گردید. بر اساس نتایج، محلول پاشی سدیم نیتروپروساید توانست باعث بهبود خصوصیات رویشی و کاهش مالون دی آلدیید در شرایط تنش فلز سنگین کادمیوم گردد. می توان از نتایج به دست آمده به اثرات مثبت سدیم نیتروپروساید به خصوص در شرایط حضور کادمیوم و کاهش اثرات منفی ناشی از آن تنش در گیاه دارویی ریحان پی برد. بنابراین کاربرد 100 میکرومولار سدیم نیتروپروساید برای تعدیل بخشیدن اثرات منفی ناشی از تنش فلز سنگین کادمیوم پیشنهاد می گردد.

    کلید واژگان: تنش فلز سنگین, ریحان, سدیم نیتروپروساید, کادمیوم, مالون دی آلدئید}
    Mohsen Asghari *, Abolfazl Masoumi Zavariyan, Mojtaba Yousefi Rad
    Introduction

    Basil (Ocimum basilicum L.) is a plant that is cultivated for the first time due to the aroma, extra taste and healing properties. In the medical industry, it is used to treat nerve headaches, calming nerves, fever, diarrhea, and anti-nausea and vomiting. One of the serious environmental problems is soil contamination with heavy metals and has negative effects on human health and agricultural lands. Soil pollution to heavy metals is the result of many human activities such as mining, extraction and melting of metals and the using of fertilizers, pesticides and agricultural fungicides, etc. which endangers human health and ecosystems. The major problem with heavy metals is that these inorganic pollutants are not decomposable, in contrast to organic pollutants. Among heavy metals, cadmium is of particular importance due to the high mobility and dynamism in the soil and absorption by the plant. Many of the agricultural soils of the world have been contaminated due to the long-term using of phosphate fertilizers, sewage sludge, etc. with low to moderate concentrations of cadmium. Sodium nitroprusside is one of the compounds recently tested to reduce the effects of stress on plants. Sodium nitroprusside is a nitric oxide-releasing compound whose role in plants has been the subject of many research studies. This compound is red powder and is a plant growth regulator. The purpose of this study was to investigate the effect of sodium nitroprusside foliar application as a reducing agent on heavy metals stress on growth, vegetative, physiological, antioxidant enzymes and essential oil content of basil plant with different amounts of heavy metal cadmium.

    Materials and methods

    This research to investigate the role of sodium nitroprusside in reducing cadmium toxicity in basil plant in a factorial form in a completely randomized design in 2017-2018 was conducted. The applied factors in this study were included cadmium at 0 (control), 10, 20 and 30 mg.kg-1 soil and sodium nitroprusside solution at 0 (control), 50 and 100 μM. The measured traits were included plant height, plant dry weight, number of leaves per plant, essential oil percent, malondialdehyde, superoxide dismutase antioxidant activity, proline and cadmium concentration.

    Results and discussion

    The obtained results showed that cadmium was decreased plant height, plant dry weight, number of leaves per plant, essential oil percent and superoxide dismutase activity, and was increased Proline cadmium and malondialdehyde concentrates. The most effect of cadmium on 30 mg.kg-1 treatment was obtained. It was also observed that Sodium nitroprusside using was increased plant height, plant dry weight, number of leaves per plant, essential oil percent and superoxide dismutase activity, and was decreased Proline, cadmium and malondialdehyde concentrations, in general, the most positive effect was obtained in 100 μM sodium nitroprusside using. Based on the results, sodium nitroprusside foliar application could improve the vegetative properties and reduce malondialdehyde under heavy metal cadmium stress conditions. According to the the results, it can be founded the positive effects of sodium nitroprusside, especially in the presence of cadmium and reducing the negative effects of stress on the basil drug.

    Conclusion

    It can be concluded that sodium nitroprusside moderates much of the harmful effects of heavy metal cadmium stress in basil plant and improves plant growth under stress conditions. Therefore, in the range of this study results, foliar application of this material on a stressed basal plant can be suggested as a factor for decreasing stress intensity and subsequently increasing yield.

    Keywords: Basil, Cadmium, Heavy metal stress, Sodium Nitroposide, Malondialdehyde}
  • علی برقی*، عبدالقیوم قلی پوری، اکبر قویدل، محمد صدقی
    کادمیوم یکی از آلاینده های اولیه خاک از نوع فلزات سنگین می باشد و گیاهان تیره شب بو با تولید وزن خشک بالا قادر به تجمع مقادیر بسیار بالایی از فلزات سنگین از جمله کادمیوم می باشند. به منظور ارزیابی تغییرات اسیدهای چرب، درصد روغن دانه و عملکرد و اجزای عملکرد خردل سیاه تحت تاثیر باکتری های محرک و تنظیم کننده های رشد گیاه در شرایط تنش کادمیوم آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی با چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل دو سطح کادمیوم (صفر و 100 میلی گرم بر کیلوگرم خاک)، سه سطح باکتری (شاهد، آزوسپریلوم و سودوموناس) و سه سطح تنظیم کننده های رشد (شاهد، سالیسیلیک اسید و براسینواستروئید) بودند. مقایسات میانگین ها نشان داد که کادمیوم موجب کاهش معنی دار تعداد نیام در بوته، تعداد دانه در نیام، وزن خشک ریشه، درصد روغن دانه، اولئیک اسید، لینولئیک اسید، ایکوزنوئیک اسید و اروسیک اسید گردید. باکتری های محرک رشد منجر به افزایش معنی دار مقادیر صفات مذکور و کاهش معنی دار پالمتیک اسید شدند. محلول پاشی با سالیسیلیک اسید و براسینواستروئید به افزایش معنی دار محصول تک بوته، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، درصد روغن دانه و تمام انواع اسیدهای چرب غیراشباع انجامید، در حالی که استئاریک اسید و اسیدهای چرب اشباع را کاهش داد. اثر متقابل کادمیوم × باکتری نشان داد که در هر دو سطح کادمیوم، باکتری ها موجب افزایش معنی دار محصول تک بوته، وزن هزار دانه، وزن خشک اندام هوایی، لینولنیک اسید و اسیدهای چرب غیراشباع و کاهش معنی دار استئاریک و اسیدهای چرب اشباع گردیدند در حالی که کادمیوم نتیجه ای برعکس باکتری ها در این صفات نشان داد. در اثر متقابل کادمیوم × هورمون هم تیمار هورمونی در هر دو سطح کادمیوم منجر به کاهش معنی دار پالمیتیک و افزایش اسیدهای چرب غیراشباع شد و کاربرد کادمیوم نیز نتیجه عکس داشت.
    کلید واژگان: اسید چرب, باکتری, تنظیم کننده رشد گیاه, خردل, کادمیوم}
    Ali Barghi *, Abdolghayoum Gholipoori, Akbar Ghavidel, Mohammad Sedghi
    Cadmium is one of the soil primary pollutants which is categorized as heavy metals and brassicaceae family are able to accumulate high amounts of heavy metals such as cadmium by producing high amounts of dry matter. In order to evaluate fatty acids variation, seed oil percentage, yield and yield components of black mustard as affected by growth promoting rhizobacteria and growth regulators under cadmium stress condition, a factorial experiment based on randomized complete block design was conducted at the Research Green House of Mohaghegh Ardabili University with four replications. Experimental treatments were two cadmium levels (0 and 100 milligrams per kilograms of soil), three rhizobacteria levels (control, Azospirillum and Pseudomonas) and three growth regulator levels (control, salicylic acid and brassinosteroid). Mean comparisons indicated that cadmium treatment decreased pods number per plant, grain number per pod, root dry weight, seed oil percentage, oleic, linoleic, eicosenoic and erucic acid percentages, significantly. Growth promoting rhizobacteria increased all of above mentioned parameters significantly, where as, it decreased palmitic acid content. Plant growth regulating sprays resulted in a significant increment in plant yield, shoot and root dry weight, seed oil percentage and all kinds of unsaturated fatty acids while it reduced stearic acid content and saturated fatty acids. The interaction of cadmium×rhizobacteria indicated that both cadmium levels used, along with rhizobacteria treatment, increased plant yield, thousand seed weight, shoot dry weight, linolenic acid and unsaturated fatty acids, where as decreased stearic and saturated fatty acids, significantly. In general, the effects of cadmium on these traits were different. Interaction of cadmium×growth regulators, spray application of growth regulators, under both cadmium levels, reduced palmitic acid and induced unsaturated fatty acids significantly and cadmium application had an inverse result.
    Keywords: Cadmium, fatty acid, Mustard, Plant growth regulator, Rhizobacteria}
  • سیده راضیه نوربخش رضایی، لیلا شبانی*، مجید رستمی، محمد عبدلی

    بادرنجبویه(Melissa officinalis L.)گیاه دارویی متعلق به خانواده نعناعیان (Lamiaceae) است. فلزات سنگین یکی از عوامل اصلی تنش غیر زیستی برای موجودات زنده می باشند.کادمیوم یکی از فلزات سنگین غیرضروری است که با تحریک سنتز رادیکال های آزاد اکسیژن در گیاه منجر به ایجاد تنش اکسیداتیو می گردد. این پژوهش در سال های 1396-1395 در دانشگاه شهرکرد انجام شد. در این مطالعه اثر غلظت های مختلف کلرید کادمیوم(صفر، 10، 20 و 40 میکرومولار)بر شاخص های بیوشیمیایی گیاه بادرنجبویهموردبررسی قرار گرفت. به این منظور از ساقه های گیاه بادرنجبویه که در شرایط استریل بر روی محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (1/2 MS) تکثیر یافته بود استفاده شد. ساقه گیاهچه های دوماههدر محیط کشت مایع (1/2 MS) حاوی غلظت های مختلف کلرید کادمیوم کشت گردید.پس ازگذشت یک هفته، نمونه برداری از آن ها جهت انجام آزمایش ها صورت گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده در این مطالعه وزن ترساقه های کشت شده در غلظت های 10 و 20 میکرومولار کلرید کادمیوم نسبت به شاهد افزایش پیدا کرد. این فلز سنگین به طور معنی داری سبب کاهش مقدار کلروفیل a، b وکارتنوئیدها شد در حالیکه میزان کلروفیل کل  تنها در غلظت 40 میکرومولار نسبت به شاهد کاهش پیدا کرد.همچنین کادمیوم به طور معنی داری سبب افزایش میزان پراکسید هیدروژن H2O2 در تمامی غلظت های تیمار شد. در بین آنزیم های آنتی اکسیدان مورد بررسی، کلرید کادمیوم موجب افزایش فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپر اکسیددیسموتاز شد. میزان مالون دی آلدئید در تمامی غلظت های تیمار افزایش پیدا کرد اما در غلظت 40 میکرومولار این افزایش نسبت به شاهد معنی دار نبود. کلریدکادمیوم موجب کاهش جذب مولیبدن و آهن شد. از طرفی باعث افزایش جذب منگنز و روی گردید. بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که احتمالا کلرید کادمیوم در ساقه های بادرنجبویه باعث تجمع ترکیباتی مثل پراکسید هیدروژن شد که به عنوان یک مولکول پیام رسان باعث القای دفاع آنتی اکسیدانی گردیده است.

    کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان, فلز سنگین, کادمیوم, کشت بافت, ملیسا}
    Sayyedeh Razieh Nourbakhsh Rezaei, Leila Shabani *, Majid Rostami, Mohammad Abdoli
    Background and Objectives

    Melissa officinalis is a medicinal plant belonging to the Lamiaceae family. The essential oil of this plant is used in many fields. Although more than 100 types of chemical substances have been identified in this plant, the most important compositions of its essential oil include citral, citronella, geraniol and linalool. Heavy metals are one of the main causes of non-biotic stress for living organisms due to increased use in the field of industrial and agricultural development and its high accumulation and toxicity. Cadmium is an unnecessary heavy metal, which, due to its high mobility and low concentration, easily enters the food chain from the soil. Cadmium induces oxidative stress by stimulating the synthesis of free oxygen radicals in the plant. In this study, the effect of cadmium chloride on oxidative stress induction in lemon balm was investigated. This experiment was carried out in 2016-2017 at Shahrekord University.

    Materials and Methods

    This research was conducted in a completely randomized design with three replications in vitro condition. We investigated the effects of different concentrations of cadmium chloride (0, 10, 20 and 40μm) on the biochemical parameters of the lemon balm. In this study, sterile stems of lemon balm propagated on the medium (1/2 MS) were used. After 60 days, seedlings were removed from solid MS medium and the roots were cut and cultured in liquid medium of 1/2 MS with different concentrations of cadmium. The cultivation was carried out in Erlenmeyer flask (250 cc) and was kept in an incubator shaker device. Sampling for the experiment was conducted one week after the growth of the stems in the medium.

    Results

    Based on the results obtained in this study, fresh weight of shoots grown in 10 and 20μM of cadmium chloride increased compared to the control. This heavy metal significantly reduced the amount of chlorophyll a, b and carotenoids, while the total chlorophyll content decreased only at 40μm concentration relative to control. Cadmium significantly increased hydrogen peroxide levels in all treatments. Also, it increased the activity of catalase and superoxide dismutase enzymes. Malondialdehyde increased in all treatment concentrations, but this increase was not significant at 40μm of cadmium chloride. Chloride cadmium reduced the absorption of molybdenum and iron, yet increased the adsorption of manganese and zinc.

    Discussion

    The results of this study revealed that the cadmium chloride in lemon balm shoots may have the potential to accumulate compounds such as hydrogen peroxide which, as a messenger molecule, produces antioxidants and can help the plant tolerate stressed conditions. It seems that two concentrations of 10 and 20 μm of cadmium chloride have no toxic effects for the stems and the plant has managed to withstand this tension with defense mechanisms.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Cadmium, heavy metal, Melissa Officinalis, Tissue culture}
  • حسین آرویی*، لیلا شکاری، امین میرشکاری
    سلنیم عنصری سودمند با خواص آنتی اکسیدانی و آنتی ویروسی که باعث افزایش رشد و تحمل گیاهان در شرایط تنش های محیطی می شود.در این پژوهش تاثیر کاربرد سلنیم در شرایط تنش ناشی از عناصر سنگین در گیاه خیار((Cucumis sativus L. cv Super Dominus بررسی گردید. به این منظور پژوهشی در دو مرحله آزمایش جوانه زنی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام پذیرفت. آزمایش اول با هدف تعیینسطحبهینهتاثیرسلنیموسطوحآستانهسمیتفلزات سنگیندرگیاه خیاربا سطوح تیمارسلنیم (0، 4، 6، 8، 10 میلی گرمبرلیترازمنبعسلناتسدیم) کادمیوم (0، 10، 15، 20، 25 میکرومولارازمنبعکلرید کادمیوم) نیکل (0، 50، 100، 150، 200 میکرومولارازمنبعکلرید نیکل) وسرب (0، 20، 40، 60، 100 میکرومولارازمنبعکلرید سرب) صورتپذیرفت. تیمارها در آزمایش دوم شامل دو سطح سلنیم (0، 8 میلی گرم بر لیتر) و سطوح سمی عناصر سنگین شامل کادمیوم (0 ، 25 میکرومولار)، نیکل (0، 200 میکرومولار) و سرب (0، 100 میکرومولار) بود.  صفات اندازه گیری شده در این بررسی شامل درصد و سرعت جوانه زنی، طول ساقه چه و ریشه چه، وزن تر و خشک گیاهچه،  شاخص پایداری غشاء سلولی، محتوای نسبی آب بافت، محتوای مالون دی آلدئید و سه آنزیم آنتی اکسیدانی بود. نتایج نشان داد که حضور عناصر سنگین در محیط کشت باعث کاهش معنی دار شاخص های جوانه زنی بذر خیار گردید ولی کاربرد سلنیم باعث بهبود در سرعت و در صد جوانه زنی، افزایش طول ساقه چه و ریشه چه و وزن تر و خشک گیاهچه شد. سلنیم باعث افزایش معنی دار پایداری غشاء سلولی و کاهش میزان شاخص مالون دی آلدئید در شرایط تنش گردید. همچنین تیمار با سلنیم در شرایط سمیت فلزات سنگین باعث بهبود چشمگیر فعالیت آنتی اکسیدانی و افزایش میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در برگ گردید. در کل نتایج نشان داد که سلنیم از طریق بهبود شاخص های جوانه زنی و فعالیت آنتی اکسیدانی باعث کاهش خسارات ناشی سمیت عناصر سنگین در گیاهچه خیار می گردد
    کلید واژگان: جوانه زنی, کادمیوم, نیکل, سرب, سلنیم, خیار}
    Hosein Aroei *, Leila Shekari, Amin Mirshekari
    Selenium is a beneficial element with antioxidant and antivirus function and it can increase plant growthand tolerance to environmental stress.Inthis study, the effects of selenium in stress conditions caused by heavy metals cadmium, nickel and lead in cucumber (Cucumis sativus L. cv Super Dominus) was investigated.The research was conducted using a completely randomized design with factorial arrangement in three replications for two germination tests .The first experiment was carried out to determine the optimal effectiveness of selenium and heavy metal toxicity threshold levels, Which contains levels of selenium (0, 4, 6, 8, 10 mgL-1) from sodium selenate, cadmium (0, 10, 15, 20, 25 µM) from cadmium chloride, nickel (0, 50, 100, 150, 200 µM) from nickel chloride and lead (0, 20, 40, 60, 100 µM) from lead chloride sources. The second experiment were consisted of two levels of selenium (0, 8 mgL-1) and toxicity threshold levels of heavy metals, including cadmium (0, 25 µM), nickel (0, 200 µM) and lead (0, 100 µM) treatments.The results showed that the germination index was significantly reduced as presence of toxic concentrations of heavy metals in the medium of cucumber seed germination. However, the application of selenium was improves the rate and percentage of germination, increase the length of shoot and root and seedling wet and dry weight in stress condition.Selenium was significantly increased cell membrane stability and decrease malondialdehyde under stress condition.Selenium improved antioxidant activity and increase activity of catalase, ascorbate peroxidase and guaiacol peroxidase enzyms in heavy metal toxicity condition .In general, the results of this study showed that the optimum concentration of selenium was reduces symptoms of toxicity due to the presence of heavy metals incucumber seedgermination mediumas  improving germination, growth and antioxidant activity.
    Keywords: Germination, cadmium, nickel, lead, selenium, cucumber}
  • حمدالله اسکندری*، اشرف عالی زاده امرایی
    مقدمه فلزات سنگین که ازجمله مهم ترین عوامل آلوده کننده ی محیط های طبیعی و سیستم های زراعی هستند و تقریبا در تمامی نواحی صنعتی یافت می شوند. اثر سمی مقادیر بالای فلزات سنگین در گیاهان نیز دیده می شود. یکی از ویژگی های خاص فلزات سنگین که در بروز اثرات سمی آن ها نقش مهمی دارد، خاصیت انباشتگی زیستی فلزات سنگین است. فلزات سنگین ازنظر زیستی غیرقابل تخریب و تجزیه هستند و به صورت نامحدود در محیط باقی می مانند که درنهایت کیفیت خاک و سلامت انسان را تحت تاثیر قرار می دهد؛ بنابراین، حذف و یا حداقل کاهش غلظت آن ها از سیستم های زراعی به طور تنگاتنگی با سلامتی انسان در ارتباط است. ازجمله فلزات سنگین که از طرق مختلف مانند استفاده از آفت کش ها وارد سیستم های زراعی می شود، کادمیوم است که یک عنصر غیرضروری برای گیاهان است. این در حالی است که کادمیوم به راحتی توسط ریشه گیاه جذب می شود و سمیت آن تا 20 برابر بیشتر از سایر فلزات سنگین است. روش های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مختلفی برای حذف فلزات سنگین از خاک های زراعی معرفی شده است. یک روش سازگار با محیط زیست و کم هزینه برای حذف فلزات سنگین از خاک های زراعی استفاده از تکنولوژی گیاه پالایی است. هدف از اجرای آزمایش حاضر مقایسه کارایی گندم، شبدر و کلزا در حذف فلز سنگین کادمیوم از خاک های زراعی در راستای کاهش تنش فلزات سنگین برای گیاهان زراعی بعدی در تناوب زراعی بود.
    مواد و روش ها این آزمایش به صورت فاکتوریل دوعاملی (3×3) در سه تکرار در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا گردید. عامل اول نوع گیاه شامل گندم، شبدر و کلزا و عامل دوم غلظت فلز سنگین کادمیوم افزوده شده به خاک شامل صفر، 50 و 100 میلی گرم برای هر کیلوگرم خاک بود. برای اجرای آزمایش، ابتدا نمونه های خاک با مقادیر صفر، 50 و 100 میلی گرم کادمیوم در هر کیلوگرم خاک آلوده و سپس گلدان های آزمایش (با قطر و ارتفاع 40 سانتی متر) با نمونه های خاک تهیه شده به میزان مساوی (10 کیلوگرم خاک آلوده) پر شدند. به منظور به تعادل رسیدن کادمیوم اضافه شده به خاک، قبل از کاشت، سه دوره خشکی و رطوبت اعمال گردید. در مرحله بعد، بذر گیاهان گندم، شبدر و کلزا بر اساس تراکم مطلوب هر گیاه در گلدان ها کاشته شدند. بعد از چهار هفته، کل اندام های گیاهان (ریشه و اندام های هوایی) برداشت شدند و پس از خشک کردن در آون در دمای 75 درجه سانتی گراد به مدت 72 ساعت، آسیاب شدند. میزان کادمیوم در نمونه های آسیاب شده اندازه گیری شد.
    یافته ها بیشترین میزان جذب کادمیوم در گندم در غلظت 50 و 100 میلی گرم کادمیوم در هر کیلوگرم خاک مشاهده شد که از سایر تیمارهای آزمایش بیشتر بود. افزایش غلظت از 50 به 100 میلی گرم در هر کیلوگرم خاک تاثیر زیادی بر توانایی گندم، کلزا و شبدر در جذب کادمیوم از خاک نداشت. معمولا گیاهانی که دارای توده زیستی بالاتری باشند، قادرند مقدار بیشتری از فلزات سنگین را از خاک حذف نمایند. این موضوع با نتایج تحقیق حاضر تا حدودی مطابقت دارد چراکه گندم که بیشترین میزان جذب کادمیوم از خاک را داشت، زیست توده آن از شبدر بیشتر است. بااین حال، عدم تفاوت معنی دار بین کلزا و شبدر در برداشت کادمیوم از خاک با یافته های این محققان مطابقت ندارد چراکه کلزا، زیست توده بیشتری از شبدر تولید می کند. اگرچه روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی برای کاهش غلظت فلزات سنگین در خاک مورداستفاده قرار می گیرد ولی برای کادمیوم استفاده از رو گیاه پالایی کارایی بیشتری دارد.
    نتیجه گیری به طورکلی، نتایج پژوهش حاضر، نتایج سایر تحقیقات در مورد امکان استفاده از گیاه پالایی در حذف فلزات سنگین ازجمله کادمیوم را مورد تایید قرار داد. همچنین، نتایج مشخص نمود که گندم علاوه بر ارزش تغذیه ای، توانایی بالایی در کاهش تنش فلزات سنگین ناشی از کادمیوم دارد که در تعیین برنامه های تناوبی می تواند موردتوجه قرار بگیرد
    کلید واژگان: تناوب زراعی, تنش فلزات سنگین, کادمیوم, گیاه پالایی}
    Hamdollah Eskandari *, Ashraf Alizadeh-Amraie
    IntroductionHeavy metals, as one of the most important factors contaminating natural environments and agricultural ecosystems, are found in almost all industrial regions. Toxic effect of high concentration of heavy metals is also observed in plants. One of the specific characteristic of heavy metals which has high influence in occurrence of toxicity of heavy metals is their bioaccumulation. Heavy metals are not biologically inseparable and decomposable and remain in environment which finally threaten human health. Therefore, removing, or at least, reducing their concentration in agronomical systems is closely related to human health. Cadmium is a heavy metal which is an unnecessary element for plants and enter agronomical systems through pesticides usage. However, cadmium is easily absorbed by plant roots and its toxicity is 20 times more than that of other heavy metals. There are chemical, physical and biological methods for removal of heavy metals from agronomical soils. Phytoremediation is a low cost and environmental compatible method for heavy metal removal from soils. This research was aimed to compare the ability of wheat, clover and rapeseed for removal of cadmium from agronomical soils to achieve the goal of reduction of heavy metal for incoming crop in rotation.
    Materials and methodsThe current research was conductedas3×3 factorial experiment based on randomized complete block design with three replications. The first factor was plant type including wheat, clover and rapeseed and the second factor was heavy metal concentrations including 0.0, 50 and 100 mg kg-1 soil. Soil samples were contaminated with cadmium concentrations of 0.0, 50.0 and 100 mg per kg soil. Experimental plots (with height and diameter of 40 cm) were filled with 10 kg contaminated soils. Four weeks after planting, all plants parts (including root and shoot) were harvested and oven dried at 75°C for 72 hours. Finally, cadmium concentration was determined in all plants.
    Results and discussion The highest cadmium uptake was observed in wheat under the concentration of 50 and 100 mg kg-1 soil. Increasing cadmium concentration from 50 to 100 mg kg-1 soil had not significant effect on the ability of wheat, clover and rapeseed for cadmium uptake from soil. Plants with high biomass are capable for more heavy metals uptake which is line with the findings of this research where wheat with higher biomass removed more cadmium from soil in comparison with clover and rapeseed. However, nonsignificant difference between clover and rapeseed for cadmium uptake was not compatible with this opinion where rapeseed produced higher biomass. Although different physical, chemical and biological methods are used for removal of heavy metals from soils, phytoremediation has the highest effect for removal of cadmium from soils.
    ConclusionThe current research confirmed the results of other experiments about the ability of phytoremediation for removal of cadmium from soil. Furthermore, the results revealed that wheat, in addition to its nutritional value, has a high ability for reduction of cadmium from contaminated soils and can be considered as a good crop in crop rotation programs.
    Keywords: Cadmium, Heavy metals stress, Phytoremediation, Rotation}
  • حمیدرضا کاوسی، فاطمه بارنده
    سیستم های دفاعی متعددی در فائق آمدن گیاهان به شرایط تنش زا با یکدیگر همکاری می نمایند. یکی از این تنش ها آلودگی محیط رویش گیاهان به فلزات سنگین است. در این تحقیق به بررسی اثر غلظت های مختلف کلرید کادمیوم بر محتوای پرولین، فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدان، فنیل آلانین آمونیالیاز و ترکیبات فنلی کل در گیاه عدس پرداخته شده است. از این رو، گیاهچه های دو هفته ای به مدت 10 روز با غلظت های مختلف (صفر (شاهد)، 125/0، 25/0، 5/0، 1، 5/2 و 5 میلی مولار) کلرید کادمیوم مورد تیمار قرار گرفتند و فاکتورهای ذکرشده در بالا مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که میزان ترکیبات آنتی اکسیدان غیر آنزیمی (پرولین و فنل) کادمیوم به طور معنی داری در گیاهچه های تیمار شده در مقایسه با شاهد افزایش داد. نتایج حاصل از اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان نشان داد که با افزایش غلظت کادمیوم، میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در گیاهچه های عدس افزایش پیدا می کند. هرچند این افزایش در غلظت های بیشتر از 5/0 میلی مولار مشهودتر بود. با افزایش میزان کادمیوم در محیط، میزان فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز نیز افزایش نشان داد. روند افزایش میزان فعالیت این آنزیم در پاسخ به غلظت های مختلف کادمیوم، همانند آنزیم های آنتی اکسیدان بود. هرچند میزان القاء فعالیت این آنزیم در مقایسه با آنزیم های آنتی اکسیدان بیشتر بود. از نتایج حاصل می توان چنین نتیجه گیری کرد که سیستم دفاع آنتی اکسیدانی آنزیمی، پرولین و ترکیبات فنلی تولیدشده از طریق مسیر فنیل پروپانوئید نقش کلیدی در پاسخ گیاه عدس به تنش فلز سنگین کادمیوم ایفاء می کنند.
    کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان, ترکیبات فنلی کل, عدس, فنیل آلانین آمونیالیاز, کادمیوم}
    Hamid Reza Kavousi, Fatemeh Barandeh
    IntroductionThroughout their life cycle, plants are subjected to various types of environmental stresses which include salinity, water deficit, temperature extremes, toxic metal ion concentration and UV radiation. These environmental factors limit the growth and productivity of plants to various degrees, depending upon severity of stress. Heavy metal toxicity is one of the major current environmental health problems and potential dangerous due to bioaccumulation through the food chain and in plant products for human consumption. Cadmium (Cd) is a high toxic trace element that enters the environment mainly from industrial processes and phosphate fertilizers. It can reach high levels in agricultural soil and is easily accumulated in plants. Cd ions are taken up readily by the plant roots and translocated to the above-ground vegetative parts. The presence of Cd at higher concentrations in the soil damages root tips, reduces nutrient and water uptake, impairs photosynthesis and inhibits growth of the plants. Furthermore, Cd directly or indirectly induces reactive oxygen species (ROS), which affect the redox status of the cell and cause oxidative damage to proteins, lipids, and other biomolecules. Cd damages the nucleoli in cells of the root tip, alters the synthesis of RNA, inhibits ribonuclease activity and inhibits the DNA repairing mechanism. Understanding the biochemical and molecular responses to Cd stress is essential for a holistic opinion of plant resistance mechanisms of heavy metal stress.
    Materials and MethodsIn this study, the effect of different concentrations of cadmium on proline and phenolic contents, activity of some antioxidative enzymes such as superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase, phenylalanine ammonialyase in Lense culinaris Medik. was studied. Therefore, two-week-old plantlets were treated with different concentrations of cadmium chloride (0 as control, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2.5 and 5 mM) of cadmium chloride for 10 days and then the above mentioned factors were investigated. The experiments were carried out by using a complete randomized block design with three replications. The statistical analyses were carried out using the SAS version 9. Changes in biochemical parameters were tested statistically by performing one-way analysis of variance (ANOVA). The treatment means separated using Duncan's multiple-range test (DMRT) taking P Results and DiscussionSurveying the results indicated that the amount of non-enzymatic antioxidant compounds (phenol and proline) were increased in treated seedlings compared with the control. Review of the literature indicates that a stressful environment results in an overproduction of proline in plants which in turn imparts stress tolerance by maintaining cell turgor or osmotic balance; stabilizing membranes thereby preventing electrolyte leakage; and bringing concentrations of ROS within normal ranges, thus preventing oxidative burst in plants. The increase in phenolic content may be due to protective function of these compounds against heavy metal stress by metal chelation and ROS scavenging. The results obtained from measuring the activity of antioxidant enzymes showed that with increasing concentrations of cadmium, the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase were increased in lentil seedlings. However, this increase was more evident at concentrations greater than 0.5 mM. These results suggest that lentil seedlings tend to cope with free radicals generated by Cd through coordinated, enhanced activities of the antioxidative enzymes involved in detoxification. With increasing levels of cadmium in the medium, the activity of the phenylalanine ammonialyase also increased. The trend of phenylalanine ammonialyase activity induction in response to different concentrations of cadmium, was similar to those of antioxidant enzymes. Although the induction of activity of this enzyme was higher than the antioxidant enzymes. PAL is a key enzyme in the phenolic metabolism that has been reported to protect plants against stress conditions via synthesizing various phenylpropanoid products such as simple phenols, anthocyanin, flavonoid, and lignin.
    ConclusionThe present study demonstrated that antioxidative system in L. culinaris underwent biochemical changes to survive under high concentrations of cadmium. Increase in metal chelate components (free phenols and proline) in all treatment levels proves this fact. Proline and phenolic compounds produced by the Phenylpropanoid Pathway in lentil played a major role in its response to Cd stress. Also that prolonged stress induced by Cd concentrations, can result into the activation of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, catalase and ascorbate peroxidase.
    Keywords: Antioxidant enzymes, Cadmium, Lentil, Phenylalanine ammonialyase, Total phenolics}
  • بابک صارمی راد*، مجید شکرپور، امید سفالیان، سیده الهه هاشمی نژاد، آرمن آوانس، عزت الله اسفندیاری
    کادمیم عنصری سمی و غیر ضروری برای انسان و گیاه است که به راحتی از طریق گیاهان جذب می شود. وجود تنوع ژنتیکی در ارتباط با تجمع کادمیم امکان استفاده از روش های اصلاحی برای گزینش ژنوتیپ هایی با میزان تجمع کم کادمیم را فراهم می آورد. با توجه به هزینه زیاد تجزیه بافت های گیاهی برای تعیین میزان کادمیم، استفاده از نشانگرها برای کمک به گزینش ژنوتیپ هایی با تجمع کم کادمیم روش موثری به شمار می آید. از این رو به منظور بررسی کارایی نشانگرهای AFLP و RAPD در شناسایی و تعیین خصوصیات مربوط به تجمع کادمیم در گندم، آزمایشی با دو سطح کادمیم شامل صفر (شاهد) و 25/0 میلی مولار و 43 ژنوتیپ گندم انجام گردید. در تجزیه AFLP با استفاده از شش ترکیب آغازگردر مجموع 328 نوار با میانگین 66/54 نوار به ازای هر ترکیب آغازگر تولید شد که از این تعداد، 207 نوار دارای چندشکلی بود. در تجزیه RAPD تعداد شش آغازگر از 50 آغازگر ارزیابی شده با الگوی نواری مناسب برای بررسی تمام ژنوتیپ ها استفاده شد. این آغازگرها در مجموع 31 نوار چند شکل با 16/5 نوار به ازای هر آغازگر تولید کردند. رابطه بین داده های مولکولی و صفات مورد اندازه گیری از طریق تحلیل رگرسیون چندگانه مورد بررسی قرار گرفت. در مجموع 113 نشانگر آگاهی بخش در سطح شاهد و 77 نشانگر آگاهی بخش در سطح 25/0 میلی مولار کادمیم شناسایی شد. تعدادی از نشانگرها با بیش از یک صفت رابطه معنی دار داشتند. نتایج این تحقیق درتامین اطلاعات اولیه برای انتخاب غیرمستقیم صفات از طریق نشانگرهای مرتبط مفید می باشد.
    کلید واژگان: کادمیم, گندم, نشانگر, AFLP, RAPD}
    Babak Saremi Rad*, Majid Shokrpour, Omid Sofalian, Seyyede Elahe Hashemi Nezhad, Armen Avanes, Ezatollah Esfandiari
    Cadmium is a toxic unnecessary element for humans and plants which is easily absorbed by plants. Genetic variation in cadmium accumulation provides an opportunity for breeding programs to select genotypes with low cadmium. Due to the high cost of plant tissue analysis to determine the amount of cadmium, use of markers to make efficient selection of low cadmium accumulating genotypes is an effective way. Therefore, to evaluate the effectiveness of AFLP and RAPD markers for identification and determination of cadmium accumulation characteristics in wheat, an experiment was conducted with two cadmium levels including zero (control) and 0.25 mM CdCl2 on 45 wheat genotypes. AFLP analysis using six combinations of primers produced 328 bands with an average of 54.66 bands per primer combination which 207 of these bands were polymorphic. In RAPD analysis, six primers with appropriate banding patterns out of 50 primers were used to evaluate all the genotypes. These primers produced 31 polymorphic bands with 5.16 bands for each primer. Associations between molecular markers and traits were assessed by multiple regression analysis. According to the results of regression analysis, 113 and 77 informative markers were detected at control and 0.25 mM Cd levels, respectively. Some of the markers were significantly associated with more than one trait. The results of this study provide useful preliminary information for indirect selection of traits by associated markers.
    Keywords: AFLP, Cadmium, Marker, RAPD, Wheat}
  • فاطمه امینی، حمیدرضا بلوچی، محسن موحدی دهنوی، محمود عطارزاده
    فلزات سنگین بیوسفر از زمان شروع انقلاب صنعتی در حال افزایش است و سمیت فلزات سنگین سبب اختلال در فرایند جوانه زنی و رشد گیاهان می گردد. به منظور بررسی تاثیر فلزات سنگین بر جوانه زنی لوبیا (رقم صدری) آزمایشی در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشگاه یاسوج در سال 1392 اجرا گردید. این آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی در پنج تکرار شامل غلظت های مختلف نیترات کادمیوم، نیترات نیکل، نیترات سرب و سولفات مس در غلظت های مختلف 25، 50، 75 و 100 میلی گرم در لیتر و یک تیمار شاهد بود. صفات مورد بررسی شامل شاخص های جوانه زنی (درصد و سرعت جوانه زنی)، طول و وزن گیاه چه و شاخص بنیه بذر بود. نتایج نشان داد که بیش ترین سرعت و درصد جوانه زنی بذر در تیمار شاهد و کم ترین آن ها در 100 میلی گرم در لیتر نیترات سرب بود. با افزایش غلظت سرب، سرعت و درصد جوانه زنی بذر و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه روند نزولی را نشان داد. غلظت 100 میلی گرم در لیتر نیترات کادمیوم سبب کاهش سرعت و درصد جوانه زنی بذر لوبیا نسبت به شاهد گردید. افزایش غلظت کادمیوم سبب اختلال در رشد ریشه چه و ساقه چه و شاخص بنیه بذر لوبیا گردید. سمیت غلظت مس نسبت به نیکل اثر منفی بیش تری بر سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه، وزن خشک ریشه چه و ساقه چه و بنیه گیاهچه داشت. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد که کادمیوم و سرب ممکن است به گیاهان اجازه ی جوانه زدن را بدهد، اما افزایش غلظت آن ها سبب اختلال در برخی شاخص های جوانه زنی بذر لوبیا چیتی گردید.
    کلید واژگان: آلودگی محیط زیست, سرب, لوبیا, قدرت جوانه زنی, کادمیوم}
    Fatemeh Amini, Hamidreza Balouchi, Mohsen Movahhedi Dehnavi, Mahmood Attarzadeh
    Heavy metals of biosphere rise since the beginning industrial revolution and the toxicity of heavy metals cause to impair in the process of germination and growth of plants. In order to evaluate the effects of heavy metals on the germination of pinto bean (cv. Sadri) an experiment was conducted at Seed Technology Laboratory of Yasouj University in 2013. The experiment was conducted as CRD in five replications include different concentration of Cd(NO3)2, Pb(NO3)2, Ni(NO3)2 and CuSO4 (25, 50, 75 and 100 mg/l) and a control treatment. Germination characteristics include the rate and percentage of germination, seedling weight and length and seed vigor index were studied .Results showed that the highest rate and percentage of germination was belonged to control, and least in the 100 mg/l of Pb(NO3)2. With the increase in concentrations of Pb, percentage and rate of germination and root and shoot dry weight showed a downward trend. 100 mg/l concentration of Cadmium nitrate decreased the rate germination of pinto bean seeds in compare with control. Increasing the concentration of cadmium impairs the growth of seedling root; shoot and vigor index of bean. Toxic concentration of copper compared to nickel had more negative effect on germination, root and shoot length, root and shoot dry weight and seedling vigor. In general, the results of this study showed that cadmium and Pb may give to plants allows germination, but increased in their concentration impaired the some seed germination indices of pinto been seed.
    Keywords: Environmental pollution, Lead, Phaseolus vulgaris L, Germination power, Cadmium}
  • ساره لرکی، افراسیاب راهنما، امیر آینه بند
    درک ساز و کارهای موثر بر جذب، انتقال و انباشت کادمیوم در دانه می تواند موفقیت برنامه های به نژادی را با هدف ایجاد ژنوتیپ های دارای انباشت پایین کادمیوم بهبود ببخشد. به منظور بررسی نقش پتاسیم در جذب کادمیوم به وسیله ریشه، انتقال به اندام هوایی و انباشت آن در دانه دو رقم گندم دوروم (بهرنگ و یاواروس)، آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک کامل تصادفی در سه تکرار تحت سطوح تیماری مختلف (شاهد، 20 میلی گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک (از نوع کلرید کادمیوم)، 20 میلی گرم کادمیوم بر کیلوگرم خاک به همراه دو سطح 300 و450 میلی گرم پتاسیم بر کیلو گرم خاک از منبع سولفات پتاسیم و دو سطح 30 و 45 میلی گرم پتاسیم بر کیلو گرم خاک از منبع نانو کلات پتاسیم 27 درصد اجرا گردید. کادمیوم به طور متفاوتی سبب کاهش غلظت پتاسیم ریشه، برگ و دانه در هر دو رقم گردید، ولی غلظت کادمیوم اندام مذکور را افزایش داد. بالاترین غلظت کادمیوم در ریشه و کمترین آن در دانه مشاهده شد. کاربرد پتاسیم همراه با کادمیوم از طریق رقابت منجر به کاهش غلظت کادمیوم در مقایسه با تیمار کادمیوم در ریشه، برگ و دانه در هر دو رقم گردید ولی غلظت پتاسیم را افزایش داد. براساس یافته های این پژوهش، پتاسیم نقش بسیار مهمی در بهبودکیفیت دانه از طریق افزایش غلظت پتاسیم و کاهش غلظت کادمیوم دانه ها داشت.
    کلید واژگان: کادمیوم, جذب و انتقال, دسترسی زیستی}
    S. Larki, A. Rahnama, A. Aynehband
    Understanding of the mechanisms affecting root uptake, transport and grain deposition of cadmium can successfully improve the success of breeding programs aiming to produce low cadmium accumulating genotypes. To determine the role of potassium in cadmium uptake by roots, transport to shoot and accumulation in the grain of two durum wheat (Behrang and Yavarous), a pot experiment was carried out, using a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications in different treatments: control, 20 mg Cd kg-1 soil (CdCl2), 20 mg Cd kg-1 soil with two levels of 300 and 450 mg K kg-1 soil as potassium sulphate, and two levels 30 and 45 mg K kg-1 soil as nano chelate potassium 27%. Cadmium decreased differentially the concentration of potassium in roots, leaves and grains in both cultivars, but cadmium concentrations were increased. The highest and lowest cadmium concentration was found in roots and grains, respectively. Potassium application in combination with cadmium through competition led to the decrease of cadmium concentrations compared to cadmium treatments in roots, leaves and grains of both cultivars, but increased potassium concentrations. According to the findings in this study, potassium plays an important role in grain quality improvement by increasing potassium concentrations and decreasing cadmium concentrations.
    Keywords: Cadmium, Uptake, Translocation, Bioavalibility}
  • فاطمه آقابابایی، فایز رئیسی، علیرضا حسین پور
    کادمیم یکی از عناصر سمی مهم خاک است که می تواند به راحتی وارد زنجیره غذایی موجودات زنده شود. وجود غلظت های بالای کادمیم در طولانی مدت یک خطر جدی برای کیفیت محی طزیست و سلامتی جانداران ب هویژه انسان محسوب می شود. ریزجانداران و جانوران خاک از جمله عواملی هستند که بر تحرک و زیس تفراهمی کادمیم در سیستم خاک-گیاه تاثیر دارند. کرم های خاکی و قارچ های میکوریزا از آن دست هاند و اثرشان بر شیمی کادمیم و تحرک یا تثبیت آن در خاک مشخص شده است. برای بررسی اثر این جانداران بر جزءبندی کادمیم در خاک، شکل های شیمیایی Cd در یک خاک آهکی آلوده شده به آن ) 0، 10 و 20 میلی گرم کادمیم بر یکلوگرم خاک(، با تیمارهای کرم خاکی Lumbricus rubellus( و بدون کر مخاکی( و قارچ میکوریزا آربسکولار ) Glomus mosseae ،Glomus intraradices و بدون م کیوریزا( تحت کشت آفتابگردان ) Helianthus annuus L .(، در مدت 90 روز اندازه گیری گردید. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه سطح کادمیم، دو سطح کر مخاکی و سه سطح قارچ میکوریزا به صورت 3×2×3 در سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد درصد کادمیم اجزاءتبادلی+محلول )% 7/ 5- 0( و پیوند شده با ماده آلی )% 3/ 1- 0( بسیار کم است. ولی درصد کادمیم کربناتی از کل کادمیم خاک بین 54-87 درصد است. همچنین حضور کر مخاکی کادمیم اجزاءتبادلی+محلول و پیوند شده با ماده آلی را در خاک افزایش می دهد ولی قارچ میکوریزا اثری بر این اجزاء ندارد. هر دو کر مخاکی و قارچ میکوریزا کادمیم کربناتی را در خاک کاهش دادند ولی تاثیری بر جزء سولفیدی نداشتند.
    کلید واژگان: کادمیم, کر مخاکی, قارچ م کیوریزا آربسکولار, جز ءبندی کادمیم, خاک آهکی}
    F. Aghababaei*, F. Raiesi, A. Hosseinpur
    Cd in the soil is a serious threat to both the environmental quality and human health over the long-term. So following the availability and mobility of Cd in soil is very important. Soil microorganisms and fauna are factors which may have an influence on the mobility and bioavailability of Cd in soil-plant systems. Specifically, both earthworms and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) have been found to affect Cd chemistry with changes in its immobilization and mobilization in Cd-polluted soils. To examine the effects of these organisms on soil Cd fractionation, chemical forms of Cd were measured in a calcareous soil artificially spiked with Cd (0, 10 and 20 mg Cd kg-1), inoculated with earthworm (Lumbricus rubellus L.), and AMF (Glomus intraradices, and Glomus mosseae species) under sunflower (Helianthus annuus L.) crop for 90 days. Three Cd, two earthworm and three mycorrhizal treatments were applied in a 3×2×3 factorial experiment with three replicates for each treatment. Results showed that the percentage of the total Cd content in exchangeable늉湮 (0-5.7%) and organic (0-1.3%) forms were very low. But the percentage of carbonate fraction of the total Cd content was between 54-87%. Earthworm addition increased exchangeable늉湮 and organic Cd, while AMF had no influence on these Cd fractions. Both earthworm and AMF species decrease carbonate fraction of Cd but they had no influence on sulfide fraction of Cd.
    Keywords: Cadmium, Earthworms, Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), Cadmium fractionation, calcareous soil}
  • MohammadReza Dadnia *

    A greenhouse experiment was conducted in 2013 in Research Lab of Karaj Islamic Azad University to determine the yield and activity of chemical markers as the response to different concentrations of Cadmium (Cd) (0, 5, 10 and 20 mg of Cd/kg of soil) in wheat cultivars (Karaj 1 and Karaj 2). Treatments were tested in a factorial experiment with four replications in 7.5 kg plastic pots. The response of seed yield and other parameters to Cd was negative, but the rate of Di-Tyrosine (Di-Ty) was increased. In comparison of cultivars, Karaj 1 had higher production and lower rates of Di-Ty at high concentrations of Cd than Karaj 2. There was a significant increase of Di-Ty in the leaf tissue due to Cd increase. The effects of Cd were high on measured characters in control treatments. This reaction was due to increase of Di-Ty by heavy metals in cultivars. Finally cultivars need to have high tolerance to Cd for optimum production of seed yield in this study at high concentrations of cadmium, but high yield in Karaj 1 was related to low rates of Di-Ty.

    Keywords: Cadmium, Chemical Marker, Wheat}
  • فاطمه تقوی قاسمخیلی، همت الله پیردشتی *، محمدعلی بهمنیار، محمدعلی تاجیک

    به منظور بررسی توانایی قارچ تریکودرما هارزیانوم در کاهش اثرات زیان بار کادمیوم (Cd) بر رشد و عملکرد جو رقم صحرا (Hordeum vulgare L. variety ‘Sahra’)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به صورت گلدانی اجرا گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل استفاده از قارچ تریکودرما هارزیانوم (حضور و عدم حضور قارچ) و نیترات کادمیوم (صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم بر لیتر) بودند. نتایج نشان داد که برهمکنش تریکودرما و سطوح مختلف نیترات کادمیوم بر عملکردهای بیولوژیک و کاه، شاخص برداشت، تعداد سنبله در بوته و تعداد دانه در سنبله معنی دار بودند. تریکودرما در تمامی سطوح آلودگی به نیترات کادمیوم تاثیر کاملا معنی داری بر بهبود عملکردهای بیولوژیک و کاه گیاه جو داشتند. تریکودرما در دو سطح 50 و 100 میلی گرم بر لیتر نیترات کادمیوم توانست به طور معنی داری تعداد سنبله در بوته را افزایش دهد. افزایش سطح آلودگی به کادمیوم باعث کاهش معنی داری در عملکرد دانه (19 درصد)، وزن هزار دانه (18 درصد)، ضریب تسهیم (57 درصد) و شاخص تحمل (23 درصد) شد. همچنین، حضور تریکودرما در محیط رشد گیاه تاثیر معنی داری بر بهبود عملکرد دانه و شاخص تحمل گیاه داشت به طوری که این صفات در مقایسه با شاهد به ترتیب 17 و 22 درصد افزایش یافتند. در مجموع، به نظر می رسد در سطوح پایین و متوسط نیترات کادمیوم (50 و 100 میلی گرم بر لیتر) مصرف تریکودرما می تواند موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه جو گردد.

    کلید واژگان: تریکودرما هارزیانوم, جو, شاخص تحمل, عملکرد, کادمیوم}
    F. Taghavi Ghasemkheyli, H. Pirdashti*, M.A. Bahmanyar, M.A. Tajick Ghanbary

    To investigate the effect of Trichoderma harzianum, as a bioabsorbant to ameliorate the harmful effects of cadmium (Cd) on growth and yield of barley (Hordeum vulgare L. variety ‘Sahra’), a factorial pot experiment based on completely randomized design with three replicates was conducted. Trichoderma harzianum withtwo levels (with and without inoculation) and cadmium nitrate with four levels (0, 50, 100 and 150 mg.L-1) were the treatments. Results of ANOVA revealed that there was a significant interaction between Trichoderma and cadmium nitrate in terms of biological yield, straw yield, harvest index, spike number per plant and seed number per spike. Mean comparisons showed that Trichoderma inoculation at all Cd levels significantly improved both biological and straw yields. Trichoderma at 50 and 100 mg.L-1 of Cd also increased the spike number per plant (up to 120 and 66%, respectively) significantly. Increasing Cd levels decreased seed yield (19%), 1000 seed weight (18%), partitioning coefficient (57%) and tolerance index (23%) significantly. Inoculation of Trichoderma into growth medium had a significant effect on seed yield and tolerance index (up to 17 and 22%, respectively). In conclusion, Trichoderma harzianum inoculation at lower concentrations of Cd (50 and 100 mg.L-1) could be effective to improve growth parameters of barley plant.

    Keywords: Barley, Cadmium, Tolerance index, Trichoderma harzianum, Yield}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال