بررسی اثر سدیم نیتروپروساید در کاهش سمیت ناشی از کادمیوم در گیاه ریحان (.Ocimum basilicum L)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه زراعت و اصلاح نباتات، ساوه، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، ساوه، ایران

3 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، گروه زراعت و اصلاح نباتات، ساوه، ایران

چکیده

این تحقیق به منظور بررسی اثر سدیم نیتروپروساید در کاهش سمیت ناشی از کادمیوم در گیاه ریحان به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سال 97-1396 اجرا گردید. فاکتورهای اعمال شده در این تحقیق شامل کادمیوم در سطوح صفر (شاهد)، 10، 20 و 30 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک و محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید در سطوح صفر (شاهد)، 50 و 100 میکرومولار بود. صفات اندازه‌گیری شامل ارتفاع بوته، خشک بوته، تعداد برگ در بوته، درصد اسانس، مالون دی آلدئید، فعالیت آنزیم آنتی‌اکسیدان 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 آلدئید شد. بیشترین تأثیر کادمیوم در تیمار 30 میلی‌گرم 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 آلدئید شود، به طور کلی بیشترین تأثیر مثبت در کاربرد 100 میکرومولار سدیم نیتروپروساید حاصل گردید. بر اساس نتایج، محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید توانست باعث بهبود خصوصیات رویشی و کاهش مالون دی آلدئید در شرایط تنش فلز سنگین کادمیوم گردد. می‌توان 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 می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


Amirmoradi, SH., Rezvani Moghaddam, P., Kocheki, A., Danesh, SH., Fotovat, A., 2017. Effect of Cadmium and Lead on Quantitative and Essential Oil Traits of Peppermint (Mentha piperita L.). Agroecology. 9(1), 142-157. [In Persian with English summary].

Asadi Sanam, S., Zavareh, M., Pirdashti, H., Hashempour, A., 2014. The effect of sodium nitroprusside (SNP) on some biochemical properties of barley seedlings in salinity. Plant Products Research Journal. 21(3), 19-32. [In Persian with English summary].

Ashraf, M., Foolad, M.R., 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59, 206-216.

Aydinalp, C., Marinova, S., 2009. The effects of heavy metals on seed germination and plant growth on alfalfa plant (Medicago Sativa). Bulgarian Journal of Agricultural Science. 15(4), 347-350.

Bandeoglu, E., Eyidogan, F., Yucel. M., Oktem, H.A., 2004. Antioxidant response of shoots and roots of lentil to NaCl Salinity stress. Plant Growth Regulation. 42, 69-77.

Bates, L.S., Waldern, R.P., Teave, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil. 39, 205-207.

Cheng, S., Huang, C., 2006. Influence of cadmium on growth of root vegetable and accumulation of cadmium in the edible root. International Journal of Applied Sciences and Engineering. 3, 243-252.

Daneshmand, F., Arvin, M.J., Kalantari, K., 2010. Physiological response to NaCl stress in three wild species of potato in vitro. Acta Physiologiae Plantarum. 32, 91-98.

Del Rio, L.A., Corpas, F.J., Barroso, J.B., 2004. Nitric oxide and nitric oxide synthase activity in plants. Phytochem, 65, 783-792.

Esmail, N.Y., Hashem, H.A., Hassanein, A.A., 2018. Effect of treatment with different concentrations of sodium nitroprusside on survival, germination, growth, photosynthetic pigments and endogenous nitric oxide content of Lupines termis L. plants. Acta Scientific Agriculture. 2(5), 48-52.

Farooq. M., Basra, S.M.A., Wahid, A., Rehman, H., 2009. Exogenously applied mitric oxide enhances the drought tolerance in fine grain aromatic rice (Oryza sativa L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 195, 254-261.

Fusconi, A., Gallo, C., Camusso, W., 2007. Effect of cadmium on root apical meristems of Pisum sativum L.: cell viability, cell proliferation and microtubule pattern as suitable makers for assessment of stress pollution. Mutation Research-Genetic Toxicology Environmental Mutagenesis. 632, 9–19.

Ghaderian, S.M., Jamali Hajiani, N., 2010. The evaluation of tolerance and accumulation of cadmium in Matthiola chenopodiifolia. Iranian Journal of Botanical Biology. 6(8), 87-98. [In Persian with English summary].

Giannopolitis, C., Ries, S., 1997. Superoxide dismutase. I. Occurrence in higher plant. Plant Physiology. 59, 309-314.

Gorgini Shabankareh, H., Khorasani Nejhad, S., 2018. Effects of sodium nitroprusside on physiological, biochemical and essence characteristics of savory (Satureja khuzestanica) under deficit water regimes. Journal of Plant Production Research. 24(3), 55-70. [In Persian with English summary].

Hosseinpour, M.A., Afshari, H., 2016. Effect of different levels of cadmium and Lead on some phytochemical characteristics of Basil (Ocimum basilicum) under salt stress. Eco-Phytochemical Journal of Medical Plants. 3(2), 50-64. [In Persian with English summary].

Hsu, Y.T. Kao, C.H., 2004. Cadmium toxicity is reduced by nitric oxide in rice leaves. Plant Growth Regulation. 42, 227-238.

Jahanbakhshi, SH., Rezaei, M.R., Sayyari-Zahan, M.H., 2013. Study of phytoremediation of soil contaminated by cadmium and chromium and their bio-accumulation in spinach plant (Spinacia Oleracea). Journal of Natural Environment. 66(3), 275-284. [In Persian with English summary].

Khatamipour, M., Piri, E., Esmaeilian, Y., Tavassoli, A., 2011. Toxic effect of cadmium on germination, seedling growth and proline content of Milk thistle (Silybum marianum). Annals of Biological Research. 2(5), 527-532.

Kim. C.G., Power S.A., Bell, J.N., 2004. Effects of host plant exposure to cadmium on mycorrhizal infection and soluble carbohydrate levels of Pinus sylvestris seedlings. Environmental Pollution. 131(2), 287-94.

Kotyal, K., Mukkund, R., Koti, R.V., Bangi, S., 2018. Influence of Ferrous Sulfate and Sodium Nitroprusside on Physiology of Groundnut Genotypes. International Journal of Pure and Applied Bioscience. 6(1), 628-636.

Kumari, A., Sheokand, S., Kumari, S., 2010. Nitric oxide induced alleviation of toxic effects of short term and long term Cd stress on growth, oxidative metabolism and Cd accumulation in Chickpea. Brazilian Society of Plant Physiology. 22(4), 271-284.

Marwat, S.K., Rehman, F., Khan, M.S., Ghulam, S., Anwar, S., Mustafa, G., Usman, K., 2011. Phytochemical Constituents and Pharmacological Activities of Sweet Basil-Ocimum basilicum L. (Lamiaceae). Asian Journal of Chemistry. 23, 3773-3782.

McCue, P., Shetty, K., 2002. A biochemical analysis of Mungbean (Vigna radiata) response to microbial polysaccharides and potential phenolic-enhancing effects for nutraceutical applications. Food Biotechnology. 16, 57–79.

Metwally, A., Finkemeier, I., George, M., Dietz, K.J., 2003. Salicylic acis alleriates the cadmium toxicity in borley seeding. Plant Physiology. 132, 272-287.

Munson, R.D., Nelson, W.L., 1990. Principle and practice in plant analysis. In: Westerman, R.L. (ed.), Soil Testing and Plant Analysis. 3rd ed. Pp: 359-387. SSSA. Madison, WI.

Nasibi, P., 2011. The effect of different concentrations of sodium nitroprusside (SNP) at a discount oxidative damage induced by drought stress in tomato plants. Journal of Plant Biology. 2(9), 74-63.

Noorani Azad, H., Kafilzadeh, F., 2010. The effect of cadmium toxicity on growth, soluble sugars, photosynthetic pigments and some of enzymes in safflower (Carthamus tinctorius L.). Biological Science Promotion. 24, 858-867.

Omidbaigi, R., 2004. Approaches to the production and processing of medicinal plants. Behnashr Publications. Mashhad. 397p. [In Persian].

Sheokand, S., Kumari, A., Sawhney, V., 2008. Effect of nitric oxide and putrescence on ant oxidative responses under NaCl stress in chickpea plants. Physiology and Molecular Biology of Plants. 14(4), 355-362.

Vodyanitskii, Y.N., 2016. Standards for the contents of heavy metals in soils of some states. Annals of Agrarian Science. 14, 257-263.

Westerman, R.L., 1990. Soil testing and plant analysis. Wisconsin: Soil Science Society of America. 784p.

White, P.J., Brown, P.H., 2010. Plant nutrition for sustainable development and global health. Annals of Botany. 105(7), 1073-1080.

Yadegari, M., Eskandari, S., Irani Pour, R., 2017. Study of lead and cadmium accumulation in Marigold medicinal plant (Calendula officinalis). Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research (Plant Science Research). 47(12), 76-92. [In Persian with English summary].

Yadollahi, P., Asgharipour, M.R., Baghri, A., Kheiri, N., Amiri, A., 2016. The Effect of Ascorbic Acid on some Physiological and Biochemical Characteristics of Basil under Arsenic Toxicity. Plant Production Technology. 8(1), 207-217. [In Persian with English summary].

Yadollahi, P., Asgharipour, M.R., Baghri, A., Jabbari, B., Sheikhpour, S., 2013. Effects of sodium nitroprusside and arsenic on quantitive traits of bitter squash (Momordica charantia L.) medicinal plant. Journal of Crop Production Research. 5 (3), 215-225. [In Persian with English summary].

Zhang, F., Zhang, H., Wang, G., Xu, L., Shen, Z., 2009. Cadmium-induced accumulation of hydrogen peroxide in the leaf apoplast of Phaseolus aureus and Vicia sativa and the roles of different antioxidant enzymes. Journal of Hazard Materials. 168, 76-84.

Zheng, C., Jiang, D., Liu, F., Dai, T., Liu, W., Jing, Qi., Cao, W., 2009. Exogenous nitric oxide improves seed germination in wheat against mitochondrial oxidative damage induced by high salinity. Environmental and Experimental Botany. 67, 222-227.