کمی سازی پاسخ رشد رویشی و مؤلفه های فلورسانس کلروفیل گیاه دارویی بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) به غلظت کادمیوم در خاک

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان

2 گروه زراعت، پژوهشکده ژنتیک وزیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

به‌منظور کمی‌سازی و شبیه‌سازی واکنش گیاه دارویی بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) به غلظت کادمیوم در خاک، آزمایشی گلخانه‌ای در تابستان و پاییز 1393 و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمار آزمایشی شامل 12 غلظت کادمیوم خاک (صفر تا 300 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود که قبل از کاشت با خاک مخلوط شد. بذور بادرنجبویه در گلدان‌های حاوی غلظت‌های مختلف کادمیوم کشت شده و هشت هفته پس از کاشت، پارامترهای فلورسانس کلروفیل، محتوای کلروفیل (عدد SPAD) و در نهایت صفات مورفولوژیک و وزن تر و خشک اندام‌های رویشی گیاه اندازه‌گیری گردید. نتایج نشان داد پاسخ صفات رویشی و پارامترهای فلورسانس کلروفیل گیاه بادرنجبویه به غلظت کادمیوم خاک به-صورت دو مدل خطی (پنج پارامتر) و دو تکه‌ای (14 پارامتر) توصیف گردید. صفات رویشی، محتوای کلروفیل و برخی پارامترهای فلورسانس کلروفیل از‌جمله Fv/Fm، Fv/Fo و Y(II) با افزایش غلظت کادمیوم کاهش یافت درحالی‌که Fo، Y(NPQ) و Y(NO) افزایش نشان داد. گیاه بادرنجبویه به مقادیر اولیه کادمیوم حساسیت بیشتری نشان داد، به‌طوری‌که شیب تغییرات اکثر پارامترهای مورد مطالعه (از جمله وزن تر و خشک اندام‌های رویشی، Fo، Fv/Fm و Fv/Fo) در سطوح پایین کادمیوم (محدوده صفر تا حدود 75 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک) بیشتر بود و پس از آن با شیب کمتری ادامه یافت. در مجموع حداکثر غلظت کادمیوم که گیاه دارویی بادرنجبویه قادر به رشد بود، 200 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک به-دست آمد، هر چند در غلظت‌های بالاتر از حدود 30 میلی‌گرم، تجمع ماده خشک گیاه بیش از 50 درصد کاهش نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Quantify the response of growth and chlorophyll fluorescence parameters of lemon balm (Melissa officinalis L.) medicinal plant to cadmium concentration in the soil

نویسنده [English]

  • Yasser Yaghoubian 1
چکیده [English]

In order to quantify and simulate the response of lemon balm (Melissa officinalis L.) plants to cadmium (Cd) concentrations in the soil, a pot experiment was conducted using completely randomized design (CRD) with three replicates during 2014. The treatment consisted of twelve Cd concentrations from 0 to 300 mg kg-1 of Cd in the soil which was mixed with the experimental soil before planting. Lemon balm seeds were sown in pots containing different concentrations of cadmium. After eight weeks, chlorophyll fluorescence parameters, SPAD value and finally morphological characteristics and fresh and dry weights of plant organs were measured. The results showed that response of vegetative and chlorophyll fluorescence parameters in lemon balm to Cd concentrations described by either linear (five parameters) or segmented (14 parameters) models. Vegetative traits, SPAD value and some chlorophyll fluorescence such as Fv/Fm, Fv/Fo and Y(II) decreased while Fo, Y(NPQ) and Y(NO) increased when Cd concentration increased in the soil. Lemon balm was more sensitive to lower concentration of Cd. The most studied parameters of lemon balm such as shoot fresh and dry weights, Fo, Fv/Fm and Fv/Fo reflect a sharp slope in lower Cd concentrations at the range of 0 to 75 mg kg-1 of Cd and then changed with a slight slope. In conclusion, lemon balm plants are tolerant to 175 to 200 mg kg-1 of Cd in the soil, however, its dry matter accumulation was decreased up to 50% when Cd levels in the soil was nearly 30 mg kg-1.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cd toxicity
  • curve fitting
  • Medicinal plant
  • SPAD value
  • quantum yield