بررسی اثرات کادمیم بر شاخص‌های جوانه زنی و بنیه بذر گیاه دارویی پنیرک (Malva sylvestris) جهت ارزیابی پتانسیل حفاظت زیست محیطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.

10.22091/ethc.2025.12820.1057

چکیده

هدف: امروزه آلودگی فلزات سنگین در خاک‌ها، به عنوان یک مشکل عمده زیست‌محیطی، بر سلامت انسان، موجودات زنده و زیست‌بوم اثر دارد. گرچه فلز سنگین کادمیم برای رشد گیاهان عنصری ضروری نیست، ولی به راحتی جذب گیاه شده و باعث بروز سمیت می‌شود. مقاومت و حساسیت گیاهان به کادمیم، بسته به نوع گونه گیاهی متفاوت است. گیاه پنیرک (Malva sylvestris L.)، گیاه دارویی ارزشمندی است که در طب سنتی ایران در درمان بسیاری از بیماری‌ها کاربرد دارد و در گستره وسیعی از زیستگاه‌ها با احتمال آلایندگی کادمیم، رویش دارد. در این پژوهش، پاسخ‌های این گیاه به تنش کادمیم در مراحل اولیه رویش مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، جوانه‌زنی بذر و بنیه سه جمعیت بذری گیاه پنیرک تحت تیمار سطوح صفر، 5، 10، 20 و 40 میلی‌گرم بر لیتر کادمیم در بستر کاغذ صافی، در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی، بررسی گردید. 
نتایج: تیمار کادمیم باعث کاهش صفات جوانه‌زنی ازجمله طول گیاهچه، شاخص بنیه بذر، سرعت جوانه‌زنی و درصد جوانه‌زنی بذر گیاه پنیرک گردید. اثر جمعیت، فقط بر درصد و سرعت جوانه‌زنی بذر و وزن تر گیاهچه معنی‌دار بود. 
نتیجه‌گیری: بررسی نتایج نشان داد که تیمار کادمیم، شاخص‌های جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهچه‌ها را به‌طور معنی‌داری کاهش داد که خود نشان‌دهنده‌ی عدم مقاومت این گیاه به کادمیم در مراحل اولیه استقرار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


آقائی، کیوان؛ راه خسروانی، بهاره؛ مغانلو، لیلا؛ و قطبی راوندی، علی اکبر (1398). بررسی اثر تجمع کادمیوم بر برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در گیاه ریحان (Ocimum basilicum L.). فرآیند و کارکرد گیاهی، ۸ (۳۳)، ۱۲۲-۱07.
پاکروان، منیژه (1۳8۷). فلور ایران؛ تیره پنیرک. تهران: مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، شماره ۵8، 43-26.
ربیعی، بابک؛ و بیات، مهدی (1388). بررسی شاخص‌های جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه ارقام کلزا (Brassica napus L.) با استفاده از آزمون‌های بنیه بذر. علوم گیاهان زراعی ایران، 4،  93-104.
شکراللهی، شکوفه؛ و حشمتی، غلامعلی (1395). مروری بر جنبه‌های مختلف گیاه دارویی پنیرک (Malva sylvestris) و یافته‌های تحقیقات نوین. نشریه دانشکده علوم پزشکی نیشابور، 10، 8-1.
 
 
References
Aghaei, K., Rahkhosravani, B., Moghanlu, L., & Ghotbi Ravandi, A. A. (2019). Analysis of cadmium accumulation and its effects on some biochemical and physiological characters of basil plants (Ocimum basilicum L.). Plant Process and Function, 8(33), 107-122. (in Persian)
Ansari, O., Gherekhloo, J., Kamkar, B., & Ghaderi-Far, F. (2016). Breaking seed dormancy and determining cardinal temperatures for Malva sylvestris using nonlinear regression. Seed Science and Technology, 44, 1-14. https://doi.org/10.15258/sst.2016.44.3.05
Arduini, I., Godbold, D. A., & Onnis, A. (1994). Cadmium and copper change root growth and morphology of Pinus­ pinea and Pinus pinaster seedling. Physiologia Plantarum, 92, 675-680.
Briffa, J., Sinagra, E., & Blundell, R. (2020). Heavy metal pollution in the environment and their toxicological effects on humans. Heliyon, 6(9), e04691.  https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04691
Carvalho, M. E. A., Agathokleous, E., Nogueira, M. L., Brunetto, G., Brown, P. H., & Azevedo, R. A. (2023). Neutral-to-positive cadmium effects on germination and seedling vigor, with and without seed priming. Journal of Hazardus Material, 448, 130813. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.130813
Celka, Z., & Drapikowska, M. (2008). Relics of cultivation in Central Europ, Malva alcea L. as an example. Vegetation History and Archaeobotany, 17, 251-255.
Costa, G., & Spitz, E. (1997). Influence of cadmium on soluble carbohydrates, free amino acids, and protein content of in vitro cultured Lupinus albus. Plant Science, 128, 131-140.
Faizan, S., Kausar, S., & Perveen, R. (2011). Varietal differences for cadmium-induced seedling mortality, foliar toxicity symptoms, plant growth, proline and nitrate reductase activity in chickpea (Cicer arietinum L). Biology and Medicine, 3(2), 196-206.
Gouia, H., Ghorbal, M. H., & Meyer, C. (2001). Effect of cadmium on activity of nitrat reductase and on other enzymes of the nitrate assimilation pathway in bean. Plant Physiology, 38, 629-638.
Gussarsson, M., Asp, H., Adalsteinsson, S., & Jensen, P. (1996). Enhancement of cadmium effects on growth and nutrient composition of bireh (Betula Pendula) by buthionine sulphoximine (BSO). Journal of Botany, 47, 211-215.
Hassan, M. J., Zhu, Z., Ahmad, B., & Mahmood, Q. (2006).  Influence of cadmium toxicity on rice genotypes as affected by zinc, sulfur and nitrogen fertilizers. Caspin Journal Environment Science, 4(1), 1-8.
International Seed Testing Association (ISTA). (2011). International rules for seed testing. Bassersdorf, Switzerland: International Seed Testing Association.
Jaishankar, M., Tseten, T., Anbalagan, N., Mathew, B. B., & Beeregowda, K. N. (2014). Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscipnilary Toxicology, 7(2), 60-72.
Jiang, X. J., Luo, Y. M., Liu, Q., Liu, S. L., & Zhao, Q. G. (2004). Effects of cadmium on nutrient uptake and translocation by Indian mustard. Environment Geochemistry and Health, 26, 319-324.
Kabata-Pendias, A. (2001). Trace elements in soils and plants (3rd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press.
Kabir, M., Iqbal, M. Z., Shafigh, M., & Faroogi, Z. R. (2008). Reduction in germination and seedling growth of Thespesia populnea L. caused by lead and cadmium treatments. Pakistan Journal of Botany, 40, 2419–2426.
Koleli, N., Eker, S., & Cakmak, I. (2004). Effect of zinc fertilization on cadmium toxicity in durum and bread wheat grown in zinc-deficient soil. Environmental Pollution, 131, 453–459.
Moradi, A., Abbaspour, K. C., & Afyuni, M. (2005). Modelling field-scale cadmium transport below the root zone of a sewage sludge–amended soil in an arid region in Central Iran. Journal of Contaminant Hydrology, 79, 187–206.
Pakravan, M. (2008). Flora of Iran: Family Malvaceae. Tehran: Forest and Rangeland Research Institute, 58, 26–43. (in Persian)
Pál, M., Horváth, E., Janda, T., Páldi, E., & Szalai, G. (2006). Physiological changes and defense mechanisms induced by cadmium stress in maize. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 169, 239–246.
Popova, L. P., Maslenkova, L. T., Ivanova, A. P., & Stoinova, Z. (2012). Role of salicylic acid in alleviating heavy metal stress. In P. Ahmad & M. N. V. Prasad (Eds.), Environmental adaptations and stress tolerance of plants in the era of climate change (pp. 441–466). Springer.
Rabiei, B., & Bayat, M. (2009). A study of seed germination and seedling growth indices of oilseed rape (Brassica napus L.) cultivars through seed vigour tests. Iranian Journal of Field Crop Science40(2), 93-104. (in Persian)
Rai, V. S., Khatoon, S., Bisht, S., & Mehrotra, S. (2005). Effect of cadmium on growth, ultramorphology of leaf and secondary metabolites of Phyllanthus amarus Schum. & Thonn. Pharmacognosy and Ethnopharmacology Division, National Botanical Research Institute, 61(11), 1644–1650.
Rascio, N., & Navari-Izzo, F. (2011). Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it, and what makes them so interesting? Plant Science, 180, 169–181.
Shah, F. R., Ahmad, N., Masood, K. R., & Zahid, D. M. (2008). The influence of cadmium and chromium on the biomass production of shisham (Dalbergia sissoo Roxb.) seedlings. Pakistan Journal of Botany, 40(4), 1341–1348.
Shenker, M., Fan, T. W. M., & Crowley, D. E. (2001). Phytosiderophores influence on cadmium mobilization and uptake by wheat and barley plants. Journal of Environment Quality, 30, 2091-2098.
Shokrollahi, S., & Heshmati, G. A. (2016). Different aspects of mallow (Malva sylvestris) and results of new research findings: a review. Journal of Neyshabur University of Medical Sciences, 4(1), 1-8. (in Persian)
Soni, S., Jha, A. B., Dubey, R. S., & Sharma, P. (2024). Mitigating cadmium accumulation and toxicity in plants: The promising role of nanoparticles. Science of The Total Environment, 912, 168826. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168826.