نشریه محیط زیست طبیعی

مقایسۀ برخی خصوصیات فیزیولوژیکی دو گونۀ اکالیپتوس و لیلکی تحت تنش نانوذرات سولفید کادمیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد جنگلداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه یزد

2 استادیار گروه جنگلداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه یزد

3 دانشیار گروه محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه یزد

4 استادیار گروه نانوفناوری پزشکی، دانشکدۀ پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی یزد

چکیده

در این پژوهش پاسخ فیزیولوژیک دو گونۀ درختی لیلکی و اکالیپتوس تحت تأثیر نانوذرات سولفید کادمیم مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نهال­های یک­ساله از دو گونه در شرایط یکسان تولید شد. طرحی در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا و نانوذرات سولفید کادمیم با دو غلظت 20 و 80 میلی­گرم در کنار تیمار شاهد مورد استفاده قرار گرفت. پس از 30 روز نمونه­های لازم از هردو گیاه برای انجام آزمایشات برداشت و به آزمایشگاه منتقل شد. در آزمایشگاه مقدار پرولین، قندهای محلول، کلروفیل و مالون دی-آلدهید و همچنین مقدار کادمیم جذب شده در ریشه و اندام هوایی برای تمام نهال­ها مورد اندازه­گیری قرار گرفت. برای بررسی اختلافات از آزمون تجزیۀ واریانس و برای مقایسۀ میانگین­ها از آزمون دانکن استفاده شد. نتایج نشان داد که تجمع نانوذرات در ریشه­ها به طور کلی بیشتر از اندام هوایی است. همچنین گونۀ اکالیپتوس مقادیر بیشتری از نانوذرات را جذب نمود. با افزایش مقدار نانوذرات سولفید کادمیم، در مقدار پرولین و قند هر دو گیاه تغییرات
معنی­داری دیده شد اما افزایش مقدار نانوذره اثر معنی­داری در مقدار مالون دی­آلدئید نداشت. مقدار کلروفیل با افزایش غلظت نانوذره در گونۀ لیلکی افزایش و در گونۀ اکالیپتوس کاهش نشان داد. به­طور­کلی نانوذره سولفید کادمیم در غلظت­های مورد مطالعه و تحت شرایط آزمایش حاضر، تأثیر منفی زیادی بر گیاه لیلکی نداشته و کاهش مقدار قند و پرولین نیز در این گونه، به احتمال زیاد به دلیل اثر نانوذره در ایجاد تنش خشکی بوده است. در واقع نانوذرات به طور غیرمستقیم باعث کاهش قند و پرولین گیاه شده­اند. این درحالی­ است که در گیاه اکالیپتوس افزایش تولید قند و پرولین توسط گیاه به منظور تنظیم اسمزی بوده اگرچه ممکن است در حفاظت گیاه و میزان آنتی اکسیدان نیز نقش داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparing some physiological parameters of Caspian locust (Gleditsia caspica Desf.) and River red gum (Eucalyptus camadulensis Dehnh.) affected by Cadmium sulphide nanoparticles

نویسندگان [English]

  • sima abdi 1
  • Bahman Kiani 2
  • Asqar Mosleh Arani 3
  • Ali Jebali 4

1 q

2 Yazd University

3 yazd university

4 q

چکیده [English]

This study investigated physiological response of Caspian locust and River red gum affected by Cadmium sulphide nanoparticles. First we grew one-year old seedlings of two plants in similar conditions. The experiment designed was a randomized complete block with three replications and two concentrations of Cadmium Nano-sulphide (20 and 80 mg/lit) beside the control treatment was conducted in greenhouse. After 30 days sampling was done for plants and the amounts of proline, chlorophyll, soluble sugar, Mallon di-aldehyde and amount of Cadmium sulphide in roots and aboveground parts were measured. Analysis of variance was conducted to test differences and Duncan test for compare means. Results showed that more aggregation of nanoparticles was seen in roots than aboveground parts. Also absorption of nanoparticles in River red gum was more than Caspian locust. The results also showed that increasing the amount of nanoparticles affected the amounts of Mallon di-aldehyde. Amount of chlorophyll was decreased in River red gum while inversely was increased in Caspian locust. In general, the concentrations of cadmium sulfide nanoparticles was studied under this experimental conditions, have many negative effects on Caspian locust. Reducing the amount of sugar and proline in this species, is most likely due to the effect of nanoparticles on creating water stress. In fact, nanoparticles have been indirectly reduced the amount of sugar and proline. While River red gum increased production of sugar and proline to regulate osmotic level. However, plant protection and anti-oxidants may also be involved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cadmium sulphide Nano-particles
  • Caspian locust
  • proline
  • River red gum
  • Soluble sugar
Ahmad, P., Sharma, S., Srivastava, P.S., 2006. Differential physio-biochemical responses of high yielding varieties of Mulberry (Morus alba) under alkalinity (Na2CO3) stress in vitro. Physiology and Molecular Biology of Plants 12, 59– 66.
Assareh, M.H., Sardabi, H., 2008. River red gum. Research Institute of Forests and Rangelands Press, 704 p (In Persian).
Bacon, J.R., Dinev, N.S., 2005. Isotopic characterization of lead in contaminated soils from the vicinity of a non-ferrous metal smelter near Plovdiv, Bulgaria. Environmental Pollution 134, 247-255.
Dabiri, M., 1996. Environmental pollution. Etihad Press, 399 p (In Persian). Das, P .Samantaray, S., Rout, G.R., 1997. Studies on Cadmium toxicity in plants: a review. Environmental Pollution 98, 29-36.
Dubey, R.S., Singh, A.k., 1999. Salinity induces accumulation of soluble sugars and alters the activity of sugar metabolizing enzyme in rice plants. Plant Biology 42, 233-239.
European Chemicals Agency (ECHA), 2015. Assessment weather the use of cadmium and its compounds in plastic materials not covered by entry 23 of reach annex XVII should be restricted, Report number: XV, 93 p.
Gao, J., Xo, G., Qian, H., Liu, P., Zhao, P., Hu, Y., 2013. Effects of nano-TiO2 on photosynthetic characteristics of Ulmus elongata seedlings. Environmental Pollution 176, 63-70.
Ghadirie kharzoghi, M. Bayramzadeh, B., Davoudi, M.H., 2014. The Effect of Argent nanoparticles on seed germination of Pinus sylvestris in soil and aqueous suspension. Forest and wood products 4, 375-367 (In Persian).
Ghosh, M., Bandyopadhyay, M., Mukherjee, A., 2010. Genotoxicity of Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles at two trophic levels: Plant and human lymphocytes. Chemosphere 81, 1253-1262.
John, R., Ahmad, P., Gadgil, K., Sharma, S., 2009. Heavy metal toxicity: Effect on plant growth, biochemical parameters and metal accumulation by Brassica juncea L. International Journal of Plant Production 3, 1735-8043.
Kardigan, F., 2008. Synthesis & characterization of CdO and CdS NPs. Indian Journal of Pure and applied physics. 46, 561-564.
Majid, A., Ahmad, R., Nabi, A., Shakoor, A., Hassan, N., 2012. A Density Functional Theory Study of Raman Modes of Hydrogenated Cadmium Sulphide Nanoparticles. Nanomaterials and Nanotechnology 2(7), 1-8.
Manio, T., Stentiford, E.I., Millner, P.A., 2003. The effect of heavy metals accumulation on the chlorophyll concentration of Typha latifolia plants, growing in substrate containing sewage sludge compost and watered with metalliferous water. Ecological Engineering 20, 65-74.
Monni, S., Salemaa, M., Millar, N., 2000. The tolerance of Empetrum nigrum to Copper and Nickel. Environmental Pollution 109, 221-229. Moor, M.N., 2006. Do nanoparticles present eco-toxicological risk for the health of the aquatic environment? Environment International 32, 967-976.
Mozaffarian, V., 2005. Trees and shrubs of Iran. Farhang Moaser Press, Tehran, 990 p (In Persian). Nedjimi, B., Daoud, Y., 2009. Cadmium accumulation in Atriplex halimus subsp. Schweinfurthii and its influence on growth, Proline, root hydraulic conductivity and nutrient uptake. Flora 204, 316-324.
Nikolic, N., Kojic, D., Pilipovic, A., Pajevic, S., Krstic, B., Borisev, M., Orlovic, S., 2008. Responses of hybrid poplar cadmium stress: Photosynthetic characteristics, cadmium and proline accumulation, and antioxidant enzymeactivity, Acta Biological Cracoviensia Series. Botanica 50(2), 95-103.
Qinghua, S.H., Zhujun, Z., 2008. Effect of exogenous Salicylic acid on Manganese toxicity, element contents and antioxidative system in Cucumber. Environmental and Experimental Botany 63, 317-326.
Oughton, D.H., Hertel-Aas, T., Pellicer, E., Mondoza, E., Joner, E.J., 2008. Neutron activation of engineered nanoparticles as a tool for tracing their environmental fate and uptake in organisms. Environmental Toxicology and Chemistry 27, 1883-1887.
Poorakbar, L., Ebrahimzadeh, N., 2012. Growth and physiological responses of Zea mays L. to Cu and Ni stress. Pajouhesh and Sazandegi 103, 147-159 (In Persian).
Rachel's environment health news. 2003. The revolution. Report number: 772(1), 15 p. Reiwerts, J., Farago, M., 1996. Heavy metal pollution in the vicinity of a secondary lead smelter in the Czech Reublic. Applied Geochemistry 11, 17-23.
Sanita di Toppi, L., Gabbrielli, R., 1999. Response to Cadmium in higher plants- review. Environmental and Experimental Botany 41, 105-130.
Shariat, A., Assareh, M.H., Ghamari-Zare, A., 2010. Effects of Cadmium on some physiological characteristics of Eucalyptus occidentalis. Journal of water and Soil Sciences 14 (53), 145-154 (In Persian).
Soltani, F., Ghorbanli, M., Manoucheri-Kalantari, KH., 2006. Effect of cadmium on photosynthetic pigments, sugars and malondealdehyde content in (Brassica napusL.). Iranian Journal of Biology 19(2), 136-145 (In Persian).
Takallo, S., Davodi, D., Omidi, M., Ebrahimi, M.A., Ruzbeh, F., Rasoulnia, A.R, 2013. The effect of titanium dioxide nanoparticles on barley cytogenetical index. Journal of Biotechnology of Agriculture 5(1), 13-26 (In Persian).
Wang, Z.Y., Yu, X.L., Gao, D.M., Feng, W.Q., Xing, B.S., Li, F.M., 2010. Effect of Nano- rutile TiO2 and multiwalled carbon nanotubes on the growth of Maize (Zea mays L.) seedlings and the relevant antioxidant response. Environmental Science 31, 480-487.
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 70، شماره 3
آذر 1396
صفحه 659-672