University of Kerbala
اسم الباحث : خالد علي حسين اليساري
الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة
الاختصاص : علوم الحياة
سنة نشر البحث : 2014
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
درس أثر الزنك في تخفيف سُمية البورون (B) بدلالة تكوين الجذور العرضية في عُقل نباتات مختلفة في حساسيتها للبورون ( الماش حساس Phaseolus aureus Roxb ، الخيار معتدل التحمل Cucumis sativus L. والطماطة متحمل Lycopersicum esculentum mill. ) ، وقد استعملت العُقل بعدها نظاماً تجريبياً من بادرات نامية لمدة عشرة أيام (الماش والخيار) وعشرين يوما (الطماطة ) تحت ظروف قياسية (إضاءة مستمرة وبشدة ضوئية 1600 – 1800 لوكس، ودرجة حرارة 25±1 م◦ ورطوبة نسبية (60-70) % .وكانت النتائج كالأتي:
ان مستويات السمية للـ B هي (400-300-200) مايكروغرام/مل، للماش ، للخيار وللطماطة على التوالي اختزلت مؤشرات النمو بدلالة استجابة التجذير الى النصف تقريبا وبنسبة انخفاض %53.49 , %50.83 , %55.16 لكل من الماش ، الخيار والطماطة على التوالي مقارنة بعينة السيطرة، مع ظهور البقع النخرية في حواف الاوراق للنباتات الثلاثة .
تم اختبار ثلاثة أملاح من الزنك هي كبريتات ، نترات وكلوريد الزنك وحدد أفضل ملح وأفضل تركيز وكانت الكبريتات للنباتات الثلاثة وبتراكيز 15ppm ، 10ppm و 15ppm لكل من الماش ، الخيار والطماطة بالتتابع
إن إزالة سُمية البورون كاملة بمعاملة العُقل بكبريتات الزنك في الماش والطماطة بتعرضها الى كبريتات Pre –application حدث قبل سُمية الـ B اما في الخيار تمت ازالة السمية بتجهيزه في أن واحد بالبورون مع الزنك و قبل سُمية الـ B Pre –application ، تبدو واضحة من خلال الزيادة المعنوية لاستجابة التجذير .
سَببَ التركيز السام من البورون انخفاضاً في مؤشرات النمو المتمثلة بمحتوى أوراق العُقل من الكلوروفيل والوزن الطري والجاف لهذه العُقل والمساحة الورقية لأوراقها الابتدائية وكذلك معدل النتح فيها ونسب الانخفاض كانت عالية في الماش الحساس والأقل في الطماطة المتحمل والخيار يمثل حالة وسطية.
سبّبَ التركيزالسام من البورون ضررا معنويا في النباتات الثلاثة للغشاء البلازمي في خلايا أنسجة الورقة من خلال زيادة نفاذية الغشاء البلازمي بدلالة %EC ونسبة زيادة %111.05 ،
50.01 %و %30.65 للماش والخيار والطماطة على التوالي وبوجود الجذور كانت نسبة الضرر أقل مما في العُقل وكانت %83.74 ، %42.59 و %9.91 للبادرات كل من الماش (الحساس) ، الخيار (معتدل التحمل) والطماطة (متحمل) على التوالي عند تعريضها لسمية البورون وهذا ما يؤكد ميكانيكية الاستبعاد للبورون على مستوى الجذور.
سبّبَ التركيز السام من البورون انخفاضاً معنوياً لمستويات اندول حامض الخليك وزيادة معنوية لفعالية أنزيم IAA Oxidase وعند المعالجة بكبريتات الزنك فان الزنك سبب ارتفاع مستوى IAA وانخفاض معنوي بفعالية أنزيم IAA Oxidase التي لم تختلف من الناحية الاحصائية عن معاملة السيطرة.
سبَّبَ التركيز السام من البورون انخفاضاً معنوياً لمستويات الكاربوهيدرات والبروتينات في أوراق العُقل بتجهيز كبريتات الزنك قبل التعرض لسمية البورون أدت الى زيادة مستويات الكاربوهيدرات والبروتينات الى قيم لم تختلف من الناحية الاحصائية عن معاملة السيطرة
ان تركيز الزنك الابتدائي في عُقل الانواع النباتية الثلاثة له علاقة بقابلية النباتات على التحمل وكان التركيز الأعلى في الطماطة ويليه الخيار ثم الماش . كما ان التركيز السام من البورون خفض وبشكل معنوي تركيز الزنك في اجزاء عُقل الانواع الثلاث والمعالجة بالزنك إذ سبب رفع تركيز الزنك في عُقل الانواع الثلاثة الى تراكيز لا تختلف احصائياً عن تراكيز عُقل السيطرة وفي أجزائها .
المستوى السام من البورون سَببَ زيادة في تركيز البورون في جميع أجزاء عُقل النباتات المدروسة وأنخفضت جميع قيم البورون في الاجزاء الثلاثة الى ما يقارب قيمتها الابتدائية بعد المعالجة بكبريتات الزنك . ان ميكانيكية التحمل التي يبديها النبات للتركيز السام من البورون هي زيادة اخذ الزنك وتقليل اخذ البورون .
محتوى الكلوتاثيون GSH وحامض الاسكوربيك ASA وفعالية انزيمات CAT) ) Catalase، SOD)Superoxide dismutase) ، وAscorbate peroxidase (APX ) قد انخفضت في عُقل الماش . في حين ازدادت بنسبة 124 %، %19.5، 75 %، 55 %، و 12.3 % في الخيار و 256 %، 40.3 %، %175، %1017 ، و %55 في الطماطة على التوالي مقارنة مع عُقل الماش . وفي معاملة الإجهاد المتسبب بالمستوى السام من البورون باستعمال كبريتات الزنك قبل إضافة البورون أدت إلى زيادة محتوىGSH و ASAوفعالية CAT ، SOD و APX.
أدت سُمية البورون الى ارتفاع مستويات (MAD)Malondiadehyde والبرولين وبنسب عالية في الماش وقليلة في الطماطة وفي الخيار كانت حالة وسطية وزيادة فعالية انزيم Lipoxygenase LOX) ) في النباتات الثلاثة ونسبة زيادة13.57 % ، 26% في الخيار والطماطة بالنسبة إلى الماش، بينما انخفضت فعالية LOX في الانواع النباتية المدروسة عند تجهيز كبريتات الزنك .
سَبَبت سُمية البورون تغيرات في القياسات النسيجية في أوراق عُقل الماش والخيار والطماطة فقد أدت الى انخفاض سُمك كل من الورقة والعرق الوسطي والطبقة الاسفنجية وطول الحزمة الوعائية وزيادة سُمك الطبقة العمادية وعرض الحزمة الوعائية في الماش والخيار، وزيادة كل هذه المؤشرات في اوراق عُقل الطماطة .
التركيز السام من البورون اختزل كل من سُمك نسيج hpocotyl ،سُمك طبقة القشرة وعدد الحزم الوعائية في الماش والخيار في حين ازدادت ابعاد الحزم الوعائية في الماش وقلَّت في الخيار.كما أزدادت كل القياسات النسيجية المذكورة آنفاً في الطماطة وان تجهيز الزنك حسَّن الصفات التشريحية للأوراق والجزء القاعدي للعُقل وهذا يعني أن الزنك قلل التأثيرات المؤذية لإجهاد البورون في التراكيب التشريحية لكل من النباتات الثلاثة.
Physiological, Biochemical and Anatomical Study of Plants differing in their tolerance
The role of Zinc in alleviating B-toxicity in terms of adventitious root formation (ARF) in cuttings of plants differing in their sensitivity to boron such as Mung bean (sensitive) ,Cucumber (Moderately tolerant ) and Tomato (tolerant) was studied. The toxic level of B in addition, to the promontory conc. of Zn-salt was determined for each of the above mentioned species. Three of Zn-salts were tested (sulphate, nitrate and chloride ) and the best promontory salt was Zinc sulfate in developing the highest number, of roots in addition to the best conc. of the same salt was 15,10,15 ppm for Mung bean, Cucumber and Tomato respectively, compared to other Zn-salt and their concentration .
The toxic levels of boron were 200,300 and 400 µg/ml for Mung bean, Cucumber and Tomato respectively. These levels reduced growth parameters in terms of rooting response to 50% or beyond (55.16%, 50.83% and 53.49%) for Mung bean, Cucumber and Tomato compared to control. In addition to the localized toxic symptoms like necrotic spots at leaves edges of the above three species respectively.
Boron detoxification occurred completely by supplying Zinc sulphate prior to toxic–B treatment (pre-treatment )in all species compared to its supply as post- treatment or simultaneously with toxic –B . The protective role of Zinc – sulphate was significantly enhanced the average of root number/cutting to its levels in control treatment ( in absence of toxic – B)in all species under study.
Toxic levels of B for the above species. caused a significant damage for plasma- membrane of leaf tissues through permeability perturbation in terms of EC% with increasing 111.05%, 50.015% and 30.65 in cuttings of Mung bean, Cucumber and Tomato respectively. Whereas, in seedling (in presence of root system), the percentage of damage was declined to 83.74 ,42.59 and 9.91% when exposed to B-toxicity.These results confirms the sequostration mechanism of boron in roots exclusively rather than its transport to leaves .The toxic level of B caused a reduction in IAA levels and a significant increase in IAA – oxidase activity. When Zinc sulphate was added, Zn caused an increase in IAA level and a decrease in IAA oxidase activity which was not significantly different from the control. The initial concentration of Zn in plant cuttings was related to plant ability to the tolerance.The highest concentration was found in Tomato followed by Cucumber and Mung bean. The toxic level of B markedly reduced Zn concentration in the parts of plant cuttings. Treating these cuttings with Zn, increased Zn concentration to levels that were not statistically different from that in the control cuttings .The toxic conc. of B increased B level in all parts of cuttings but B levels values were decreased down to its initial conc. when Zn was added .The tolerance mechanism of plant to toxic levels of B is increasing the uptake of Zn and decreasing the uptake of B.
Glulathione (GSH), Ascorbic acid (ASA) content and the activity of catalase (CAT), Superoxide dismutase (SOD),Lipxygenase (LOX) and Ascorbate peroxidase (APX)enzymes were decreased in mung bean cuttings. On the other hand, they were increased by 124, 19.5, 75,55 and 12.3% in Cucumber and by 256 , 40.3 , 175, 1017 , 26 and 55% in Tomato respectively compared with the control treatment. Treatment with stress caused by the toxic level of boron by using ZnSO4 before the addition of B increased GSH and ASA content and APX, CAT, and SOD activity ,Whereas , it lowered the activity of LOX in the studied plant species.
Boron toxicity caused changes in tissue measurements in leaves of Mung bean, Cucumber and Tomato cuttings, led to decline of leaves thickens, midrib, spongy layer, bundle length. In addition an increases of palisade layer thickens , bundle width in Mung bean and Cucumber, and the increase of all the above parameters in Tomato leaf cuttings.
The toxic level of boron reduced the thickens of the hypocotyls ,cortex as wells vascular bundle number in Mung bean and Cucumber. However, the measurements of vascular bundle increased in Mung bean but decreased in Cucumber, whereas in Tomato all the above measurements were increased. On the other hand, Zn supply was improved the anatomical characteristics for leaves and basal part of cuttings. This means that Zn was lowering the negative effect due to boron stress in anatomical structures of these plants.
