بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم - دانلود رایگان
دانلود رایگان پاكسازي مواد آلاينده از خاك،آب و هوا از طریق گياهان،گیاهپالایی گفته ميشود.از اين تكنولوژي و علم جديد امروزه جهت پاكسازي اكوسيستمها از موادآلاينده از جمل
دانلود رایگان
| بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز و الگوی الکتروفورتیک پروتئین ها در گیاه تاج ریزیچکیده پاكسازي مواد آلاينده از خاك،آب و هوا از طریق گياهان،گیاهپالایی گفته ميشود.از اين تكنولوژي و علم جديد امروزه جهت پاكسازي اكوسيستمها از موادآلاينده از جمله فلزات سنگين،شبه فلزات،مواد راديواكتيو، علفكشها و ئيدروكربنهاي نفتي حلالهاي كلره استفاده مي شود.گياهان مختلفي كه داراي توانايي جذب اين آلايندهها هستند،اغلب از خانوادههايAsteraceae ,Brassicaceae, FabaceaePoaceaeو Amaranthaceaeو گونههایی از خانواده Solnaceaeهستند.در این تحقیق با توجه به پدیده گیاهپالایی و توانایی تاجریزی که گونهای از خانواده سولاناسه است در این زمینه،سعی شد تا علاوه برمطالعه برخی اثرات منفی کادمیوم به عنوان فلز سنگین غیر ضروری برای رشد گیاه، برکروموزومهای متافازی میتوزو میزان پروتئین کل گیاه نیز تحقیق شود.از این رو هدف این تحقیق بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز و الگوی الکتروفورتیک پروتئینها در گیاه تاجریزیاست.آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی با 6 سطح تیمار کادمیوم]صفر(شاهد)،1000،500،250،125،62.5 میلی مولار[ با چهار تکرار در گلخانه تحقیقاتی وآزمایشگاههای ماهان کرمان انجام شد.مطالعه کروموزومهای متافاز میتوزی از آنجا که بطور طبیعی اندازه کروموزومهای این گونه کوچک است بررسیها نشان داد که کادمیوم اثری بر تعداد کروموزومها نداشته و 2x=2n=24 می باشد واز طرفی مطالعه ژل پروتئین نیز مشخص کرد که کادمیوم نتوانسته برمیزان پروتئینها اثرمنفی بگذارد و مشخص شد که در غلظتهای 500و1000 میلی مولار نسبت به شاهد افزایش بیان پروتئین دیده شده است که این افزایش سطح پروتئین نقش حفاظتی برای سلول در حال تنش کادمیوم دارد.دراثبات توانایی جذب این گیاه بررسی جذب اتمی نیز مشخص کرد که میزان جذب کادمیوم در تاجریزی با افزایش غلظت تیمارها بصورت قابل توجهی افزایش داشته است.تنش کادمیوم به طور چشمگیری از میزان قندها گیاه کاسته است که این کاهش با توجه به بیش تجمعدهنده بودن تاجریزی یک مکانیسم سازشی برای حفظ متابولیسم پایه سلول در برابر تنش کادمیوم بوده است.نتایج بررسیهای مورفولوژیکی نشان داد که کادمیوم بر طول ریشه و اندام هوایی این گیاه بی اثر بوده است(به دلیل عدم تاثیر بر کروموزوم های میتوزی در سلول هاس مریستمی انتها ی ریشه).اندازهگیری سطوح کلروفیل a,b، کلروفیل کل،کاروتنوئید نشان داد که تیمارها اثر معنی داری بر روی رنگریزهها نداشته اند،که این یافتهها همگی حاکی از این است که تاجریزی با دارا بودن توانایی جذب و تجمع فلز سنگین کادمیوم در خود می تواند گیاه مناسبی برای مطالعات گیاهپالایی محسوب گردد.از جمله اهداف عملی و کاربردی این تحقیق می توان به بررسی میزان ظرفیت جذب کادمیوم توسط گیاه تاجریزی،تغییر احتمالی رفتار کروموزومها در تقسیم میتوز تحت استرس،مطالعه و بررسی تغییرات احتمالی الگوی الکتروفورتیک پروتئینهای تحت تنش بیان شده درتاجریزی،بررسی توانایی رفع آلودگیهای عناصر سنگین از آب و خاکهای آلوده و احتمالا هوای آلوده، به علت جذب و تجمع آسان کادمیوم و پتانسیل بالای کادمیوم در آلودگی محیط زیست اشاره کرد. کلمات کلیدی:تاجریزی،گیاهپالایی،کادمیوم،تقسیم میتوز،میزانپروتئین فصل اول:مقدمه فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده فصل سوم:مواد وروش ها ) 54 ..................... 60 فصل چهارم:نتایج و بحث فصل پنجم: نتیجه گیری فصل ششم:منابع...................................... 84 فهرست جداول فهرست نمودار ها فهرست اشکال 4،1995). ......................... 9 ............................................... 72 فصل اول مقدمه 1-1 تعریف فلزات سنگین فلزات سنگين[1] به عناصر فلزی با وزن مخصوص بالاتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب گفته می شود. اين فلزات در طبيعت به صورت کاتيون ها و آنيون های اکسيد شده وجود دارند. عناصری نظير نيکل، کروم، کبالت، جيوه، روی، کادميوم، مس و منگنز به صورت کاتيون در خاک می باشند، در حالی که عناصری نظير موليبدن، سلنيوم،آرسنيک و بور به صورت ترکيب با اکسيژن در خاک بوده و دارای بار منفی می باشند (شاو،1995؛گاد2،1993).هم چنين فلزات سنگين به عنوان عناصري با خصوصيات فلزي (انعطاف پذيري، رسانائي، پايداري مانند كاتيون ها، ليگاند اختصاصي و غيره) و عدد اتمي بزرگ تر از 20 تعريف مي شوند (پندیاس3،1992)به طور كلي يون هاي فلزات سنگين را بر اساس اسيديته ي لوئيس4 و تمايل آن ها به ليگاندهاي مختلف در دو گروه مجزا قرار مي دهند. گروه اول شامل يون هاي فلزي نرم از قبيل جیوه، کادمیوم، نقره، مس و پلاتینیوم است كه ترجيحاً از طريق پيوندهاي كوالانسي با ليگاندهاي قطبي پيوند مي شوند. گروه دوم شامل يون هاي فلزي اهن، روی، نیکل،کبالت ، سرب مي باشد كه بيشتر تمايل دارند با ليگاندهاي واسطه از قبيل آمين ها، آميد ها و ايمين ها پيوند شوند (نایبروهمکاران5، 1980). همه يون هاي فلزي صرف نظر از اين كه در كدام گروه قرار مي گيرند در غلظت هاي بالاتر از حد بحراني خود در خاك براي گياهان سمي مي باشند. امروزه در اکثر کشور های صنعتی برای غلظت عناصر سنگین حد مجاز تعیین شده است. ولی به علت این که غلظت مجاز این عناصر در کشور های مختلف یکسان نبوده و دامنه تغییرات بین حداقل و حداکثر غلظت گاهی به 100 برابر هم می رسد، این مساله قابل تعمیم نیست. عناصر سنگین در رفتار بیوشیمیایی خود معمولاً از عناصر ضروری تقلید می کنند. مثلاً نیکل از کبالت، کادمیوم از روی، سرب از کلسیم و سلنیم از گوگرد تقلید می کنند. 1-2 منابع فلزات سنگین این عناصر از دو راه کلی زیر به خاک وارد می شوند: الف)هوادیدگی سنگ های معدنی ب)فعالیت های انسانی منایع آلاینده ناشی از فعالیت های انسان شامل موارد زیر است: الف) ذوب و استخراج فلزات ب) فعالیت های صنعتی ج) رسوبات اتمسفری د) فاضلاب ها ه) فعالیت های کشاورزی مثل استفاده از آفت کش های حاوی فلزات سنگین، کود و مواد بهساز خاک و حشره کش ها 1-3 فلزات سنگين در خاك فلزات سنگين در خاك تركيباتي طبيعي يا نتيجه اي از فعاليت انسان مي باشند. مناطق معدني غني از فلزات، گداختن فلزات، آب فلز دادن، گاز حاصل از اگزوز، استفاده از سوخت هاي فسيلي، به كار بردن كودها و حشره كش ها و توليد فاضلاب شهري از مهم ترين فعاليت هاي انسان است كه خاك را با مقادير زيادي از فلزات سمي آلوده مي كند (براد [2]و همکاران، 1978 ؛ریچاردسون2، 1990). مقادير بيش از حد طبيعی فلزات در خاک به دليل جذب توسط گياهان و ورود به زنجيره هاي غذائی به عنوان منابع آلاينده محيط محسوب می شوند و می توانند باعث نابودی گياهان شوند (شاو3، 1989). 1-3-1 فرم های فلزات در خاک (تسیر4 وهمکاران ، 1979) الف) يون های فلزی آزاد و کمپلکس های فلزی محلول در محلول خاک. ب) پيوند شده با بارهاي منفي ترکيبات غيرآلی خاک در محل های تبادل يونی. پ) باند شده به موادآلی خاک. ت) رسوب با اکسيدها، هيدروکسيدها و کربنات ها. ث) حضور در ساختمان کانی های سيليکاتی. فلزات فقط در حالت های الف و ب سريعاً توسط ريشه گياهان جذب می شوند(لاسات5 2000). 1-4 فلزات سنگين وگیاهان به طور كلي در بين عناصر تشكيل دهنده يك گياه فقط1% يا كمتر از آن را فلزات سنگين تشكيل مي دهند. برخي از اين فلزات از قبيل آهن، روي، مس، منگنز و نيكل براي رشد و متابوليسم گياهان مورد نياز هستند، در حالي كه تاكنون براي برخي ديگر از فلزات نظير كادميوم، سرب، آرسنيك و جيوه نقش زيستي شناسائي نشده است (ممون وهمکاران [3]،2001). بر اساس نقش فلزات در گياهان مي توان آن ها را در يك يا تعدادي از گروه هاي زير قرار داد (الووی[4]،1995): 1- فلزاتي كه در تركيب و ساختار گياه وارد مي شوند مانند كلسيم در پكتات كلسيم تيغه مياني. 2- فلزاتي كه براي فعاليت آنزيم ها مورد نياز هستند مانند روي در فعاليت آنزيم آلدولاز. 3- فلزاتي كه جزء تركيب اساسي آنزيم ها و پروتئين هاي خاص هستند مانند مس در سيتوكروم اكسيداز و روي در الكل دهيدر‍وژناز. 1-5 سميت فلزات سنگين در گياهان در حالي كه برخي از فلزات سنگين براي حيات ضروري هستند، معمولاً تجمع زياد آن ها در ارگانيسم هاي زنده سمي مي باشد. غلظت هاي افزايش يافته از فلزات سنگين ضروري و غير ضروري در خاك معمولاً منجر به ايجاد علائم مسموميت و ممانعت از رشد بيشتر گياهان مي گردد. به نظر مي رسد كه علائم سميت بواسطه گستره اي از روابط متقابل در سطح سلولي/ملكولي باشد (اسچه وهمکاران[5]، 1990). به طور كلي اثرات سمي فلزات سنگين بر گياهان مي تواند ناشي از دلايل زير باشد (الووی، 1995): الف- فلزات سنگيني از قبيل كادميوم، سرب، مس، نقره و طلا باعث تغيير در نفوذ پذيري غشاء سلولي مي شوند كه در نتيجه جذب و هموستازي يوني را برهم مي زنند. ب- برخي از كاتيون هاي فلزات سنگين مانند سرب، نقره و روي با گروه هاي سولفيدريل پروتئين ها (و از جمله آنزيم ها) پيوند ايجاد مي كنند كه در نتيجه ساختار و عمل آن ها را تخريب مي نمايند. ج- بعضي از فلزات سنگين به دليل شباهت با يون هاي ضروري و به ويژه كاتيون ها براي اشغال محل هاي جذب با آن ها به رقابت مي پردازند بنابر اين باعث كاهش جذب كاتيون هاي ضروري مي شوند. د- برخي از فلزات سنگيني مانند موليبدن، سلنيم، آرسنيك و بور كه به صورت آنيون در خاك يافت مي شوند جايگاه هاي گروه هاي ضروري نظير گروه هاي فسفات و نيترات را اشغال نموده و بدين ترتيب به گياه آسيب مي رسانند. ه- واكنش با فلزاتي از قبيل روي و بريليم از طريق پيوند با گروه هاي فسفات و گروه هاي فعالادنوزین تری فسفات(ATP) و ادنوزین دی فسفات(ADP) باعث ايجاد اختلال در گياه مي شوند. اساس سميت اين فلزات اصولاً به علت توانائي يون هاي فلزي براي اتصال محكم به اتم هاي اكسيژن، ازت و سولفور است. اين اتم ها به ويژه در ساختار پروتئين ها به فراواني وجود داشته و عموماً تاثير اين فلزات بر روي ساختارهاي پروتئيني به ويژه آنزيم ها است (شاو، 1989 ).به علاوه غلظت زياد فلزات سنگين باعث تحريك تشكيل راديكال هاي آزاد و گونه هاي اكسيژن فعال[6] مي شود(دایتز و همکاران[7]،1999). اثرات سميت فلزات سنگين به طور كلي شامل: ممانعت از جوانه زدن بذر، ممانعت از جوانه زدن دانه گرده و رشد لوله گرده، ممانعت از رشد و نمو گياهان، ايجاد ناهنجاري هاي سيتوژنتيك در گياهان، تخريب بسياري از پروسه هاي بيوشيميائي و فيزيولوژيكي شامل آسيب به غشاء هاي سلولي، كاهش تنفس، تجزيه پروتئين ها، آسيب به دستگاه فتوسنتزي و ممانعت از سرعت فتوسنتز، اثر بر فعاليت برخي از آنزيم ها و ايجاد پراُكسيداسيون ليپيد مي باشد (لونت وهمکاران، 2005 اردی وهمکاران 2002)[8]. 1-6 عوامل موثر بر جذب فلزات سنگين فلزات سنگين موجود در خاك عمدتاً از طريق جذب توسط ريشه به داخل گياه وارد مي شوند.گزارش شده است كه عوامل متعددي در جذب عناصر از طريق ريشه موثر مي باشند كه عبارتند از (الووی، 1995). الف- خصوصيات فيزيكي _ شيميائي خاك مانند pH، دما، رطوبت، پتانسيل اكسيداسيون و احياء، ظرفيتتبادل كاتيوني، مقدار فسفات، ميزان مواد آلي و مقدار رس موجود در خاك. ب- نوع عنصر و مقدار آن در خاك و قابليت دسترسي گياه به آن. ج- نوع گياه، اندازه و وضعيت ريشه. د- رقابت با ساير عناصر. افزايـش عواملي ماننــد رس، مقدار ماده آلي، اكسيـد هاي آهن و منگـنز و ظرفيت تبـــادل يوني (CEC)[9] باعث كاهش دسترسي گياه به فلزات سنگين مي گردند. هم چنين افزايش كاتيون ها در خاك موجب كاهش جذب فلزات سنگين مي شود كه به دليل رقابت آنها با فلزات براي اتصال به سطوح سلولي مانند غشاء ها و رقابت آنها در مكانيسم هاي انتقال مي باشد (تایز زایگر[10]،2002). عموماً بيان شده است كه در pH خنثي، دسترسي گياهان به عناصر ضروري حداكثر و اثرات سمي فلزات حداقل مي باشد و به طور كلي كاتيون هاي فلزات سنگين تحت شرايط اسيدي بيشترين تحرك را دارند. بهبود شرايط تهويه خاك يا به عبارتي افزايش حالت اكسايش محيط باعث افزايش جذب عناصر توسط گياه مي شود (وانگ[11]، 2003). 1-7 جذب فلزات به ريشه و انتقال به قسمت های هوائی گياه[12] ورود فلزات سنگين به داخل گياه اکثراً از طريق جذب آن ها توسط ريشه ها و از خاک صورت مي گيرد و يا ممکن است از طريق هوا و توسط برگ ها انجام گيرد. از جمله عوامل موثر در جذب فلزات سنگين توسط ريشه گياهان می توان به شرايط محيط رشد، نوع گياه، مقدار و حلاليت عناصر در خاک اشاره نمود (سالت[13] وهمکاران،2003) تنها بخشی از مقـدار کل يون های همراه شـده با ريشه، به داخل سلـول ها جذب می شـود، از آن جا که اين يون ها به طور فيـزيـکی در مناطق باردار منفی خارج سلـولی (COO-) در ديواره سلـول های ريشه جذب سطحی مـی شونـد. اين نکته قابل ذکر است که اين ذرات باند شـده به ديواره سلـولی به قسمت های هوائی گيـاه منتقل نمی شونـد، بنـابراين گيـاه عمدتاً تجمع قابل توجهي از فلـز را در ريشه نشان مـی دهـد. به عنوان مثـال، بسيـاری از گيـاهان سرب را در ريـشه ها تجمع مـی دهنـد، اما انتـقال سرب به قسمت های هوائی بسيـار اندك است. در حمـايت از ايـن نظريه، بلی لاک وهانگ[14] (1999)بيـان نمودند که مرحله محدودکننده در فیتو اکسترکشن فلز سرب، فاصله طولانی انتقال از ريشه ها به قسمت های هوائی گياه می باشد. يون های فلـزی به دليل باردار بودن، قادر به حرکت آزادانه از عرض غشاءهای سلـولی با ساختار ليپوفيلي نيستند. بنـابراين انتقال يون به داخل سلول ها به واسطه پروتئين هائی از غشاء با عملکرد انتقال به نام ترانسپورترها صورت می گيرد. اين ترانسپورترها دارای يک ساختار ترانس ممبرن و نيز دارای يک دامين باند کننده خارج سلـولی به منظور اتصال يون ها قبل از انتقال می باشند. دامين بانـد کننده برای يون ها اختصاصی می باشـد و ساختار ترانس ممبرن امکان انتقال يون باند شـده را از فضای خارج سلـولی از محيط هيدروفوبيک غشاء به داخل سلول فراهم می کنـد. جذب فلزات به داخل سلول های ريشه، نقطه ورود فلزات به داخل بافت های زنده می باشد. فلزات پس از ورود به گياه از طريق آوندها به اندام های هوائی گياه منتقل می شوند که اين انتقال در ابتدا توسط دو فرايند کنترل می شود: فشار ريشه ای و تعرق برگی (لاسات،2002). برای انتقال عناصر به بخش های هوائی، ابتدا يون های فلزی بايد از نوار کاسپاری عبور نمايند که اين خود يک مرحله محدودکننده در انتقال يون ها به شاخه ها می باشد. ديواره سلولی آوند چوبی نيز با دارا بودن ظرفيت تبادل کاتيونی بالا باعث کند شدن حرکت کاتيون های فلزی می شود. با اين وجود ترکيبات کلاته کننده ای مانند سيترات، مالات، فيتوکلاتين ها و متالوتيونئين ها موجب تسهيل حرکت برخی از فلزات در مسير تعرق می شوند (لاسات وهمکاران، 2000). بنــابراين تحرک عناصر فلـزی در خاک و گيـاه متفاوت بوده و به عبـارت ديـگر دارای ضريب انتـقال متفاوتی می باشند. ضريب انتقال هر فلز با توجه به ميزان فلز در بخش های هوائی گياه نسبت به ميزان کل فلز در خاک قابل محاسبه می باشد. با توجه به اين موضوع کادمیوم، تیتانیوم و روی دارای بيشترين ضريب انتقال در گياه هستند در حالی که اين نسبت برای سرب حدود 100 تا 1000 برابر کمتر است (لونت وهمکاران[15]، 2002). شکل(1-1): جذب و تجمع فلـزات در گيـاهان (لاسات، 2000). 1- جذب سطحی فلز در ريشه. 2- حرکت فلز قابل دسترس زيستی2 از عرض غشاء سلول به داخل سلول ها. 3- غير متحرک شدن3 فلز جذب شده در ساختارهای سلولی ريشه (واکوئل). 4- حرکت داخل سلولی فلز از عرض غشاءهای سلولی به داخل بافت های آوندی ريشه (گزيلم). 5- انتقال فلز از ريشه به بافت های هوائی (ساقه و برگ ها). 1- 8 مكانيسم هاي مقاومت به فلزات سنگين و سميت زدائي به طور كلي پايه و اساس مقاومت به فلزات هموستازي يوني مي باشد )مهارگ [16]وهمکاران، 1993). گياهان غير تجمع دهنده[17] فلزات داراي مكانيسم هاي عمومي جهت كنترل هموستازي يون هاي فلزي در داخل سلول هستند. تنظيم ورود يون[18] از طريق تحريك ترانسپورترها در غلظت پائين فلز و بازدارندگي آن ها در حضور مقادير زياد فلز و ترشح يون ها از داخل سلول به محلول بيروني از جمله اين مكانيسم ها مي باشد.اما گونه هاي بيش تجمع دهنده[19]، كه فلزات را در حد بسيار بالائي در بافت هاي خود تجمع مي دهند، داراي گستره اي از مكانيسم ها در سطح سلولي و درون سلولي هستند كه اين مكانيسم ها در سميت زدائي و بنابراين تحمل نسبت به استرس فلز سنگين دخيل هستند. اين مكانيسم ها شامل نقش هائي براي قارچ هاي ميكوريزا ( به علت محدوديت در جذب فلز توسط ريشه )، كاهش جذب و تجمع فلزات سنگين توسط ديواره سلولي و غشاء پلاسمائي، ترشحات بيرون سلولي[20]، پيوند شدن فلزات در سلول توسط پروتئين هائي از قبيل متالوتيونئين ها و فيتوكلاتين ها، پيوند شدن فلزات در سلول توسط ليگاند هاي آلي با وزن ملكولي كم از قبيل اسيد هاي آلي، آمينواسيد ها و پپتيد ها، القاء پروتئين هاي شوك گرمائي[21] و حجره بندي[22] فلزات در واكوئل می باشند (لاسات[23] ، 2000؛هال، 2002) شكل (1-2): خلاصه اي از مكانيسم هاي سلولي موثر در سميت زدائي و افزايش مقاومت در گياهان عالي (مارشنر،1995). 1- محدوديت در جذب فلز توسط ميكوريزا 2- اتصال به ديواره سلولي و ترشحات ريشه 3- كاهش انتقال از خلال غشاء پلاسمائي 4- خروج فعال فلز به آپوپلاست 5- باندشدن فلز در سيتوزول توسط ليگاند هاي مختلف 6- ترميم ومحافظت از غشاء سلولي تحت شرائط استرس 7- انتقال كمپلكس فيتوكلاتين-فلز به داخل واكوئل 8- انتقال و تجمع فلزات در واكوئل. ويژگي هاي ساختماني ديواره سلولي و نقش آن به عنوان يك مكانيسم تحمل فلز موضوعي بحث انگيز بوده است. ديواره هاي سلولي در تماس مستقيم با يون هاي فلزي موجود در محلول خاك مي باشند. بنابراين يون ها قبل از جذب توسط غشاء سلولي بايد از ديواره سلولي عبور نمايند (هال،2002). برخي از تركيبـات ديواره سلـولي كه داراي بارهاي منفي هستند، قادرنـد با يون هاي فلزي تشكيل پيونـد دهنـد و به اين طريق ورود يون فلـزي را به سيمپلاست كنترل كنند. از طرفي ديگر تجمع ترجيحي فلزات سنگين در ديواره سلـولي و نه در سيتوزول باعث كاهش اثرات سميت فلـز بر محل هاي فعال متـابوليسمي (سيتوزول) مي شونـد. در واقع اولي (باند شـدن يون هاي فلزي به تركيبات ديواره) نوعي مكانيسم اجتناب و دومي (تجمع فلزات در ديواره سلـولي) نوعي مكانيسم تحمل محسوب مي شـود.مهم ترين تركيبات ديواره سلولي كه با فلزات سنگين تشكيل پيوند مي دهنـد، پلي گالاكتورونيك اسيـد[24]، پروتئين ها و تركيبات سيليكاتي مي باشنـد (ارنست[25] وهمکاران، 1992). 1-8-1 ترشحات ريشه بـرخي از ترشحات ريشه اي گيـاه از قبيل اسيـد هاي آلي و آمينو اسيـد ها، كيليت كننده هاي فلـزي هستند كه جـذب فلـزات معيني را افزايش مي دهند. در يك تحقيق در رابطه با نقش ترشحات كيليت كننده نيكل، مشاهـده شـد كه هيستيدين و سيترات مترشحه از ريشه گياه غيربيش تجمع دهنده تالسپی آرونس[26]، نيكل موجود در بستر را كيليت كرده و بنـابراين جـذب آن را كاهش مي دهـد و به اين طريق در استراتژي سميت زدائي نيكل نقش دارد (سالت[27] وهمکاران2000). يكي از واضح ترين مثال ها براي نقش ترشحات ريشه در ارتباط با اسيد هاي آلي و سميت زدائي آلومينيم مي باشد . به عنوان مثال، گندم سياه[28]، در پاسخ به استرس آلومينيم، اسيد اگزاليك را از ريشه ها ترشح كرده و اگزالات آلومينيم غيرسمي را در برگ ها تجمع مي دهد (ماوهمکاران،1997). بنابراين سميت زدائي هم به طور داخلي و هم خارجي صورت مي گيرد. شواهدي وجود دارد مبني بر اين كه در گندم و ذرت چنين ترشحي از ريشه ها به واسطه كانال هاي آنيوني فعال شده به وسيله آلومينيم صورت مي گيرد. 1-8-2 غشاء پلاسمائي غشاء پلاسمائي گياهان به عنوان اولين ساختمان زنده كه در معرض آسيب هاي ناشي از فلزات سنگين قرار مي گيرد، قابل توجه مي باشد. عملكرد و ساختمان غشاء پلاسمائي سريعاً توسط فلزات سنگين تحت تاثير قرار مي گيرد. به نظر مي رسد عملكرد غشاء پلاسمائي به دو طريق تحت تاثير قرار مي گيرد: اول اينكه غشاء پلاسمائي در حضور مقادير بالاي فلزات سنگين نشت پذير شده كه منجر به خروج پروتون و يون پتاسيم مي شود.دوم اينكه فعاليت H+-ATPase غشاء پلاسمائي در اين شرايط مهار مي شود كه خود بر جذب مواد غذائي اثر مي گذارد (ندلکوسکا[29] و دورای،2000). بنابراين مكانيسم مقاومت، حفظ استحكام غشاء پلاسمائي در مقابل آسيب فلزات سنگين مي باشد. البته شواهد كمي در رابطه با چگونگي انجام اين فرايند وجود دارد. از جمله فاكتورهاي مهم در حفظ استحكام غشاء پلاسمائي در حضور فلزات سنگين ، افزايش ترميم غشاء بعد از آسيب مي باشد كه اين فرايند از طريق پروتئين هاي شوك گرمائي يا متالوتيونئين ها صورت مي گيرد . 1-8-3 فيتوكلاتين ها (PCs)[30] گياهان عالي داراي دو نوع مهم از پپتيد هاي غني از سيستئين با قابليت اتصال به فلزات سنگين شامل فيتوكلاتين ها و متالوتيوتئين ها مي باشند (کوبت[31] ،2000). كيليت فلزات در سيتوزول به وسيله ليگاند هائي با ميل تركيبي بالا، مكانيسم مهمي در سميت زدائي فلزات و تحمل نسبت به فلزات سنگين مي باشد (راسر[32]،1995).فيتوكلاتين ها خانواده اي از پپتيد هاي كمپلكس كننده فلزات هستند كه در همه گياهان و برخي ميكروارگانيسم ها شناسائي شده اند.سنتز اين ماده در گياهان، سريعاً توسط فلزات سنگين به ويژه كادميم و آرسنيك القاء مي شود. در اين حالت آنزيم فيتوكلاتين سنتاز توسط يون هاي فلزي فعال شده و موجب توليد فيتوكلاتين از گلوتاتيون مي شود .فيتوكلاتين ها علاوه بر سميت زدائي فلزي (به ويژه براي كادميم)، در هموستازي فلزات سنگين ضروري، متابوليسم آهن و سولفور و به عنوان يك آنتي اكسيدان در سلول نقش دارند . 1-8-4 متالوتيونئين ها (MTs)[33] متالوتيونئين ها، پروتئين هاي كوچك 6 تا 7 كيلو دالتوني هستند كه در طول تكامل بسيار حفاظت شده مي باشند. اين تركيبات اولين بار به عنوان پروتئين هاي باند كننده كادميم در بافت هاي پستانداران شناسائي شدند. تاكنون بيش از 50 توالي شبه متالوتيونئين در گياهان مختلف شناسائي شده است. اين پپتيد ها غني از آمينواسيد سيستئين و فاقد آمينواسيدهاي آروماتيك هستند كه از طريق آمينواسيد سيستئين به عناصري مانند کاتیون 2 ظرفیتی کادمیوم، کاتیون 2 ظرفیتی روی و کاتیون 2 ظرفیتی جیوه متصل شده و از اثرات سمي آن ها مي كاهند. تا سال 1997، تنها پروتئين گياهي كه به عنوان يك متالوتيونئين مطرح شد، پروتئين EC [34] در گندم بود . 1-8- 5 اسيد هاي آلي اسيدهاي آلي از قبيل سيترات، مالات و اگزالات به عنوان ليگاندهايي براي فلزات سنگين در تحمل و سميت زدايي يون هاي فلزي نقش مهمي دارند. هم چنين در فرايندهايي نظير انتقال فلزات از طريق آوند چوبي و تجمع دادن فلزات در واكوئل نقش دارند. در تمام گياهان تجمع دهنده خانواده شب بو، مالات نقش مهمي در كيليت كردن روي در برگ ها دارد.گودبولد[35]وهمكارانش در سال 1984 و هارمنس[36]و همكاران در سال 1994 گزارش كردند كه سيترات پتانسيل بالايي براي كمپلكس كردن روي دارد و بنابراين سيترات سيتوزولي به منظور انتقال روي به واكوئل از مالات مناسب تر مي باشد. مشاهده شده كه كيليت شدن خارج سلولي به وسيله اسيدهاي آلي در مكانيسم هاي مقاومت به آلومينيوم حائز اهميت مي باشد. عقيده بر اين است كه به دليل وجود ميزان بالايي از مالات و سيترات در برخي از گياهان غير تجمع دهنده، اين مواد نقش مهمي در ايجاد كمپلكس با فلزات براي انتقال آن ها در آوندهاي چوبي دارند. 1-8-6 آمينواسيد ها برخي از آمينواسيد ها و مشتقات آن ها در زمره مهم ترين كيليت كنندگان و يا ليگاند هاي فلزات سنگين مي باشند و در مقاومت به فلزات سنگين حائز اهميت مي باشند .مهم ترين آمينواسيد در اين رابطه هيستيدين مي باشد كه در برخي گياهان تجمع دهنده و غير تجمع دهنده نيكل افزايش آن مشاهده مي شود. به عنوان مثال، افزايش محتوي هيستيدين در شيره آوند چوبي گياه بيش تجمع دهنده نيكل، Alyssum lesbiacumبه بيش از 36 برابرگزارش شده است .مقدار هيستيدين در گونه هاي غير بيش تجمع دهنده به منظور افزايش مقاومت به نيكل و افزايش انتقال آن به اندام هاي هوائي افزايش مي يابد. اما اين نكته قابل توجه است كه افزايش هيستيدين يك مكانيسم كلي مقاومت به نيكل در تمام گياهان بيش تجمع دهنده نمي باشد. به عنوان مثال، در گياه بيش تجمع دهنده نيكل، Thlaspi goesingense، افزايش هيستيدين مشاهده نشده است. 1-8-7 حجره بنديواكوئل خروج يون ها از غشاء سلولي يا انتقال به واكوئل راه هائي هستند كه سبب كاهش سطوح فلزات سمي در سيتوزول مي شوند و بنابراين مكانيسم هاي مهمي در مقاومت گياهان به فلزات سنگين مي باشند. به عنوان مثال، تجمع كمپلكس فيتوكلاتين-كادميم در واكوئل از طريق ترانسپورتر ABC[37] موجود در تونوپلاست صورت مي گيرد. هم چنين واكوئل در تجمع ساير يون هاي فلزي مانند روينيز اهميت دارد. 1-9 کادمیوم 1-10 خواص شيميايي و ويژگي هاي كلي كادميوم کادمیوم در سال 1817 توسط استرومیر هنگام کار بر روی کربنات روی کشف شد. منشا آن از کلمه یونانی کادمیا از سنگ معدن روی به نام کالامین گرفته شده است. كادميوم داراي عدد اتمي 48و عدد جرمي 4/112 مي باشد و به گروه II-B جدول تناوبي تعلق دارد و جزء عناصر واسطه مي باشد. از نظر فراواني در پوسته زمين، كادميوم در جايگاه شصت و چهارم قرار دارد(ادریانو، 1986 ) .كادميوم به علت سميت زياد و حلاليت بالا در آب به عنوان يكي از مهمترين آلاينده ها محسوب مي شود (هیرش و همکاران 1994). كادميوم هيچ گاه به تنهايي در طبيعت يافت نمي شود بلكه غالباً به عنوان عنصر ميهمان[38] در كاني زدايي سرب و روي وجود دارد( بیکر و همکاران 1900 ) کادمیوم یک فلز نرم، جلادار و به رنگ سفید مایل به نقره ای است. وضعیت اکسیداسیون آن 2+، با پتانسیل الکتروشیمیایی طبیعی 4/0- نسبت به الکترود هیدروژن و نسبتاً بی اثرتر از روی است. شباهت بین کادمیوم و کلسیم در اندازه یون آنهاست. کادمیوم در محلول های بازی نامحلول بوده و در اسید کلریدریک و اسید سولفوریک حلالیت کمی داشته و در اسید نیتریک نسبتاً محلول است. نمک های کادمیوم با بنیان های اسید قوی به راحتی در آب حل می شوند. سولفید ها، کربنات ها، هیدروکسید ها و فلوریدها حلالیت کمتری دارند.کادمیوم با یون های هالوژن تشکیل کمپلکس داده و کمپلکس های کادمیوم پایدارتر از کمپلکس های روی هستند. برخی از ترکیبات کادمیوم رنگی ( قهوه ای، قرمز، زرد ) و برخی فاقد رنگ هستند. 1-11 عوامل موثر در تحرك وقابليت در دسترس بودن كادميوم عبارتند از:)هیرش 1998) 1) pH 2) قابليت تبادل يوني 3) پتانسيل ردوكس 4) مواد آلي خاك 5) گونه هاي گياهي 6) درجه حرارت خاك 1- 12 سمیت کادمیوم در انسان جذب کادمیوم در انسان و پستانداران از طریق استنشاق و بلع صورت می گیرد و اثرات کوتاه مدت آن شامل تنفس تندتر، ضعف و تب پس از 24 ساعت مشاهده شده است. کادمیوم به مقدار 5 میلی گرم در متر مکعب هوا می تواند بعد از 8 ساعت سبب مرگ شود. مسمومیت از راه تغذیه پس از آلودگی آب لوله کشی با کادمیوم و آب شرب از نقاط لحیم شده در لوله های آب و شیر های آب انبار و وسایل آشپزخانه دارای روکش کادمیوم مشاهده شده است. علائمی از قبیل تهوع، استفراغ و سردرد چند دقیقه پس ازبلعیدن غذای حاوی کادمیوم رخ می دهد.تماس کوتاه مدت با مقادیر کم کادمیوم سبب بروز ناراحتی های کلیوی می شود. با توجه به این که کلیه بیشتر در معرض خطر کادمیوم قرار دارد قابل توجه است که غلظت کادمیوم در افراد غیر سیگاری در حدود 40 تا 50 سالگی به 20 میلی گرم در کیلوگرم در بافت کلیه می رسد. در خون افرادی که در معرض کادمیوم بوده اند،کاهش برگشت پذیر مقدار هموگلوبین مشاهده شده است. نارسایی کلیه در اثر کادمیوم می تواند بر متابولیسم عناصر تشکیل دهنده استخوان مثل کلسیم اثر گذاشته و باعث پوکی استخوان شود.)سالت، 1980). 1-13 سمیت در حیوانات واکنش جانداران دریایی و آب های شیرین نسبت به کادمیوم، متفاوت است. کادمیوم به مقدار بیش از 1 میلی گرم در لیتر در آب های شیرین و به مقدار بیش از 7 میلی گرم در لیتر در آب دریا می تواند ایجاد مسمومیت نماید. غلظت های بیشتر از 2 میکرو گرم در لیتر در آب شیرین و 100 میکرو گرم در لیتر در آب دریا کشنده است.گزارش شده کادمیوم به مقدار 250 میلی گرم در کیلو گرم در غذای موش ها موجب مرگ و میر می شود.(ملکوتی،1379) 1-14 عملكردهاي بيولوژيك و سميت كادميوم در گیاه كادميوم يك عنصر غير ضروري و غير تغذيه اي براي گياه مي باشد كه در رشد و نمو گياه اختلال ايجاد مي كند. كادميوم مي تواند در جذب يونهاي معدني توسط گياه از طريق تأثير بر در دسترس بودن يونهاي معدني و كاهش جمعيت ميكروارگانيسم هاي اثر بگذارد. به طور كلي كادميوم در جذب، انتقال و عملكرد چندين عنصر از جمله كلسيم، منيزيوم، فسفر و پتاسيم و همچنين آب توسط گياهان اختلال ايجاد مي كند.(مورنو و همکارن،[39] 1900 ) كاهش جذب نيترات و انتقال آن از ريشه به ساقه تحت اثر كادميوم القا مي شود كه مكانيسم آن ممانعت از فعاليت نيترات ردوكتاز در ريشه مي باشد. تثبيت ازت و اسيميلاسيون آمونيوم در گرهك هاي ريشه سويا، تحت اثر تيمار با كادميوم كاهش مي يابد(بالسترس[40]،2003). ممانعت از عملكرد اهن سه ظرفیتی ردوكتاز كه توسط كادميوم ايجاد مي شود باعث كمبود اهن دو ظرفیتی در گياه مي شود و فتوسنتز را به شدت تحت تأثير قرار مي دهد. در سطح غشاي سلولي كادميوم باعث كاهش فعاليت انزیمی ادنوزین تری فسفات هاي غشا و تغيير در عملكرد غشاها با القا پراكسيداسيون ليپيدها مي شود(فودور[41]،1995). كادميوم باعث اختلال در متابوليسم كلروپلاست از طريق ممانعت از بيوسنتز كلروفيل و كاهش فعاليت هاي آنزيم هاي شركت كننده در تثبيت هاي اكسيد كربن مي گردد و در نتيجه فتوسنتز را تحت تأثير قرار مي دهد(دفلیپس و همکاران[42]،1993)از بارزترين نشانه هاي سميت كادميوم مي توان كلروزه شدن و پيچيده شدن برگ و باز داشته شدن رشد اشاره كرد(هجیری[43]،1973). 1-15 مکانیسم جذب کادمیوم توسط گیاه کادمیوم در گیاه معمولاً جذب ریشه گردیده و به کندی وارد ساقه و برگ ها می گردد و انتقال آن از برگ ها به میوه بسیار ناچیز می باشد. مقدار کادمیوم که از ریشه به ساقه، برگ و اندام های مصرفی حرکت می نماید بستگی به عوامل متعددی از جمله رقم، زیر گونه، نوع خاک، غلظت اولیه کادمیوم در خاک و وجود کارخانه های ذوب فلزات دارد. در حوالی این کارخانجات، ذرات معلق حاوی کادمیوم در هوا روی خاک زراعی نشست نموده، به طوری که گاهی اوقات در اطراف این کارخانجات غلظت کادمیوم در محصولات کشاورزی مخصوصاً میوه و سبزی در حد خطرناک می باشد. جذب کادمیوم توسط ریشه گیاهان بستگی به فرم های شیمیایی کادمیوم در محلول خاک ریزوسفر دارد. کادمیوم عمدتاً به صورت یون فلزی آزاد در محلول خاک وجود دارد. فرم قابل جذب کادمیوم توسط گیاه کاملاً مشخص نشده ولی به نظر می رسد که ریشه عمدتاً یون فلزی آزاد را از محلول خاک جذب می نماید. جذب فلزات سنگین به دو صورت جذب فعال و غیر فعال است. 1-16 تاثیر عناصر دیگر در جذب کادمیوم کادمیوم و روی از نظر شیمیای بسیار به هم شبیه هستند بنابراین کادمیوم می تواند جذب و وظایف متابولیسمی روی را جایگزین نماید ولی بر خلاف روی این عنصر برای انسان و حیوان سمی است. علت اصلی سمی بودن این عنصر احتمالاً میل شدید ترکیبی آن با گروه های تیول(SH) در آنزیم های پروتئین ساز است. 1-17 حد مجاز کادمیوم در برخی از محصولات کشاورزی کاهو، اسفناج، کرفس، کلم، و سیب زمینی دارای قدرت تجمع زیاد کادمیوم بوده در حالی که ذرت، لوبیا، و نخود مقادیر کمی کادمیوم در خود ذخیره می نمایند. به عقیده بسیاری از محققین در بین گیاهان خوراکی، کاهو بالاترین ظرفیت تجمع کادمیوم را دارد. برگ های گوجه فرنگی 70 بار بیشتر از برگ های هویج از محلول غذایی دارای کادمیوم یکسان آن را جذب می نمایند. کاهش حساسیت گیاهان به سمیت کادمیوم بر اساس غلظت کادمیوم که موجب 25 درصد کاهش محصول می شود به ترتیب زیر است: برنج< کلم< کدو< گوجه فرنگی < تربچه < گندم < لوبیا < شلغم < هویج< ذرت < کاهو< سویا< اسفناج البته در بین ارقام مختلف گونه های فوق هم تفاوت زیادی وجود دارد. 1-17 منابع کادمیوم غلظت متوسط کادمیوم در پوسته زمین حدو 1/0 میلی گرم در کیلوگرم می باشد که معمولاً همراه با مواد معدنی دارای فسفر وروی دیده می شود. مقدار متوسط کادمیوم 4/0 میلی گرم در کیلوگرم می باشد و در خاک های غیر آلوده مقدار آن 06/0 تا 1/1 میلی گرم در کیلوگرم است. در خاک های آلوده مقدار کادمیوم فراتر از 160 میلی گرم در کیلوگرم بوده و در خاک های اطراف کارخانجات ذوب فلزات از این مقدار هم بیشتر است(بای بوردی م،[44]1386). در خاک های کشاورزی مقدار کادمیوم کمتر از یک میلی گرم در کیلو گرم بوده و مقادیر بیشتر از این در خاک های کشاورزی که استفاده طولانی مدت از کود های فسفری و لجن فاضلاب داشته اند مشاهده می شوند .کودهاي فسفري يکي از منابع مهم آلودگي خاک هاي زراعي با کادميوم محسوب مي شوند. کادميوم بيشتر در مقادير کم همراه با سنگ معدن روي (اسفالريت ZnS)است که داراي 7/7 درصد کادميوم مي باشد و به صورت پوشش سولفوره بر روي آسفالريت يافت مي شود. کاني گرينوکيت (CdS) منبع ديگر کادميوم است. همچنين اين عنصر به عنوان محصول فرعي طي فرآيند تصفيه سنگ معدن هاي روي،سربو مس به دست مي آيد. آمريکا بزرگترين توليد کننده کادميوم بوده و بعد از آن کشور، کشور آفريقاي جنوبي، مکزيک، کاناداو استراليا توليد کننده هاي عمده کادميوم و روي هستند.از مهمترين منابع کادميوم مي توان به کودهاي فسفري(مقدار متوسط کادميوم درکود7(میلی گرم/کیلوگرم) لجن فاضلاب ها، استخراج معادن و ذوب سنگ معدن هاي سولفيدي داراي کادميوم اشاره نمود. کادميوم معمولاً با کاني هاي روي يافت شده و کاني هاي خالص کادميوم بسيار نادرند. 1-18 زیست پالایی زیست پالایی یک اصطلاح کلی در جهت رفع آلودگیهای زیست محیطی به وسیله فرآیندهای بیولوژیکی و توسط میکروارگانیسمها در خاکها و آبهای آلوده میباشد.تکنولوژی زیست پالایی، محیط را بهینه میسازدکه میکروارگانیسم های اختصاصی بتوانند رشد کنند و حداکثر مقدار آلودگی را تخریب کنند.زیست پالایی بر حسب مورد به دو صورت انجام می شود:زیست پالایی درجا: یعنی اصلاح آلودگی خاک در محیطی که شناسایی شده است.زیست پالایی دگرجاشامل انتقال خاکهای آلوده به محلی دیگر و سپس اصلاح آن است.استفاده از روشهای بیولوژیک در سالهای اخیر همواره مورد توجه بوده است که شامل روشهای زیست سالم سازی و گیاهپالایی میباشند. 1-19 گیاه پالایی در گیاه پالایی،از قابلیت گیاهان برای حذف آلایندهها استفاده میشود. گیاه پالایی با استفاده از مهندسی گیاهان سبز شامل گونههای علفی و چوبی برای برداشت مواد آلاینده از آب و خاک یا کاهش خطرات آلایندههای محیط زیست نظیر فلزات سنگین، عناصر کمیاب ، ترکیبات آلی و مواد رادیو اکتیو به کار برده میشود .مهمترین ترکیبات معدنی آلاینده، فلزات سنگین بوده و میکرو ارگانیسمهای خاک قادر به تجزیه آلایندههای آلی هستند، اما برای تجزیه میکروبی فلزات نیاز به آلی شدن یا تغییرات فلزی آنها وجود دارد که امروزه از گیاهان برای این بخش استفاده میشود. آلایندههای فلزی نظیر آرسنیک، کادمیوم، جیوه، مس و روی قابل تجزیه به ترکیبات غیر سمی نیستند و راه حل سنتی مبارزه با این نوع آلودگی، دفن خاک آلوده در مکانی دیگر است.بدیهی است که این روش بسیار مشکل و پر هزینه و غیر کارآمد میباشد. به منظور ایجاد محیط زیستی پاک و عاری از آلودگی، قوانین و مقررات زیست محیطی جدیدی باید وضع گردد و با شناسایی منابع آلودگی و تبعات آنها روشهای جدیدتری جهت جلوگیری از تولید و یا حذف آلایندهها از منابع آب، خاک و هوا ابداع گردد. با توجه به هزینه بالای روشهای فیزیکی و شیمیایی معمول و اثرات جانبی این روشها بر محیط زیست، استفاده از روشهای بیولوژیک در سالهای اخیر مورد توجه بوده است که شامل روشهای زیست پالایی یا(درمان زیستی) و کاربرد ویژه گیاهان درمان فیتو(درمان گیاهی) میباشد. در گیاهپالایی، از قابلیت گیاهان برای حذف آلایندهها استفاده می شود. برخی از گیاهان در هر هکتار سالانه افزون بر 150 میلیون کیلومتر ریشه تولید می کنند، که این امر می تواند به جذب و تجمع آلایندهها در خاک کمک کند و ممکن است به کمک چنین گیاهانی، یک منطقه آلوده را ظرف 2 تا 3 سال از آلودگی پاک کرد. 1- 20 فرایند های خاص گیاه پالایی الف)استخراج گیاهی فیتو: جذب ذرات از محیط زیست، همراه با ذخیره در گیاه (تجمع گیاهی). ب)تثبیت فیتو(گیاهی): کم کردن حرکت یا انتقال ذرات در محیط زیست ، مثلا محدود کردن شسته شدن ذراتی که خاک را آلوده میکنند. ج)تحریک فیتو:تقویت فعالیت میکروبی برای تجزیه آلایندهها ، معمولا در اطراف ریشه گیاه. د)تبدیل فیتو:جذب ذرات از محیط زیست که در آن تجزیه درون گیاه رخ میدهد (تجزیه فیتو). ه)تبخیر فیتو: جدا کردن ذرات خاک یا آب به وسیله آزاد سازی در هوا ، احتمالا پس از تجزیه و)فیلتراسیون ریشه:جدا کردن فلزات سمی از آبهای زیرزمینی 1-21 گياهان بيش تجمع دهنده تعداد كمي از گياهان قادر به تحمل غلظت هاي بالاي فلزات در خاك مي باشند. اين گياهان كه استثنائاً فلزات را در غلظت هاي بالا در قسمت هاي هوائي (به ويژه برگ ها) نسبت به ريشه ها و بدون بروز هر گونه علائم سميت فلز تجمع مي دهند، گياهان بيش تجمع دهنده مي نامند . مفهوم آستانه بيش تجمع دهندگي[45] اولين بار توسط برکس و همكارانش (1977) بر اساس غلظت هاي تعيين شده نيكل در گونه هاي غير بيش تجمع دهنده و سپس براي ديگر فلزات سنگين بيان گرديد. گياهاني كه حداقل حاوي 100 ميكروگرم بر گرم (01/0%) از کادمیوم و يا 1000 ميكروگرم بر گرم (1/0%) از نیکل، کروم، مس، سرب و ارسنیک يا 10000 ميكروگرم بر گرم (1%) از روی و منگنز در وزن خشك خود مي باشند، به عنوان بيش تجمع دهنده آن فلز محسوب مي شوند. از كل گونه هاي گياهان آوندي (حدود 300000)، تعداد 418 گونه بيش تجمع دهنده فلز مي باشند كه اين يك پديده نسبتاً نادر مي باشد. بيش تجمع دهندگان شامل گستره اي وسيع از گروه هاي تاكسونوميكي از مكان هاي ژئوگرافيك، داراي تنوع وسيعي از خصوصيات مورفولوژيكي، فيزيولوژيكي، اكولوژيكي و بومي مناطق معدني هستند. اين گياهان منابع ارزشمندي در زمينه فیتواکسترکشن مي باشند. علاوه بر اين، اين گياهان يك مدل عالي را براي مطالعات تكامل همگراي گياه-گياهخوار نشان مي دهند. شناخت اساس ژنتيكي تجمع بالاي فلزات به منظور زدودن آلودگي خاك اهميت ويژه اي دارد. بسياري از گياهان تجمع دهنده فلزات كوچك بوده و رشد كندي دارند و يا گياهان چوبي هستند كه بيوماس پائيني توليد مي كنند و غالباً گونه هاي كميابي هستند كه اندازه جمعيت و نيز توزيع آن ها محدود شده است. در حال حاضر، پيشرفت در زمينه گياهان بيش تجمع دهنده، شامل شناسائي گونه هاي بيش تجمع دهنده جديد، مطالعات تاكسونوميكي و فيلوژني در اين زمينه و بررسي فوائد اكولوژيكي و انتخابي آن ها مي باشد )پولارد[46]وهمکاران،2002) اطلاعات در رابطه با گياهان تجمع دهنده در 4 جنبه مورد نياز است : 1- توانائي تجمع فلز گونه هاي مختلف به عنوان يك عملكرد از غلظت هاي فلز در خاك، خصوصيات فيزيكي و شيميائي خاك، حالات فيزيولوژيكي گياهان و غيره. 2- خصوصيات جذب، انتقال و تجمع فلز. 3- مكانيسم هاي فيزيولوژيكي، بيوشيميائي و مولكولي تجمع و بيش تجمع. 4- اهميت بيولوژيكي و تكاملي تجمع فلزات 1-22 اطلاعات کلی در مود گیاه تاجریزی 1-22-1 نام های رایج یاسمین بری ، عنب الثعلب ، مره حلوه ، ثلثان ، سیاه تال (گیلان )،پل چنار (نوشهر)، كك ماری ، قلمكار (همدان )، اوزمی ـ قوش اوزومی (آذربایجان ) تاج ريزي به نام سگ انگور هم شناخته مي شود ولي در كتاب هاي قديمي طب سنتي از آن به عنوان عنب الثعلب (انگور روباه) ياد شد.(ویکی پدیا) 1-22-2 ریخت شناسی تاجريزي سياه ، گياهي است علفي ، يكساله ، كوتاه ، ارتفاع آن كمتر از150سانتيمتر است . برگها سبز تيره ، بيضي شكل ، كامل و نوك تيز، كه با دمبرگ بلندبه ساقه متصل است . گلها سفيد و در طول تابستان ظاهر مي شود. ميوة آن كروي ودر اندازه هاي كوچك ابتدا سبز و پس از رسيدن سياه مي شود. ميوة همة تاج ريزي ها ابتدا سبزرنگ است و هنگام رسيدن، رنگين مي شود. تاج ريزي سياه، بيشترين پراكندگي را در ايران دارد.در گياه و ميوه تاجريزي سياه آلكوئيد سولانين ، ساپونين ، روغن شامل دي هايدروكسي ، سئاريك اسيد، لينولئيك اسيد، اولئيك اسيد و پالميتيك اسيد و...وجود دارد. گیاه تاج ریزی که بیشتر به صورت بوته ای در میان کشتزارها ,باغ ها ,دامنه کوهها و دشت ها می روید و دارای میوه های کوچک و سبز رنگ که به تدریج نارنجی رنگ می شوند و بعد از چیده شدن از بوته ان به رنگ سیاه روشن تغییر رنگ می دهند.قسمت مورد استفاده تاجريزي سياه برگ و سرشاخه هاي گلدار آن و تخم آن است . در رابطه با ویژگیهای ریخت شناسی گیاه تاجریزی گیاهی یک ساله، بدون کرک یا کرکدار به رنگ سبز مات یا متمایل به زرد، بسیار کوتاه، خوابیده برخاک و علفی است. ساقه این گیاه منشعب با شاخه های زاویه دار گسترده و پخش می باشد.برگ گیاه تاجریزی تخم مرغی وسیع مثلثی، در قاعده مقطع با بزرگی چها تا 7 در چهار در 9 سانتیمتر، کامل یا سینوسی، دندانه دار که 21 دندانه در پایین قراردارد و نوکدار می باشد.گل این گیاه کوچک، سفید که هر پنج تا هشت گل در یک دمگل مشترک کوتاه و محوری و بطول یک تا دو سانتیمتر، کاسه پنج قسمتی و جام 5/1 بار بلندتر از کاسه است.میوه این گیاه به صورت سته می باشد که ابتدا سبز و سپس به رنگ قرمز در می آید( هرگز سیاه نمی شود)و به شکل کروی به قطرپنج تا هفت میلیمتراست. (معصومی[47]،1389) 1-22-3 زیستگاه این گیاه به حالت وحشی در حاشیه جنگلها و کنار رودخانه های غالب نقاط اروپای مرکزی و آفریقای شمالی می روید. معمولا در اواخر پاییز و یا در بهار قبل از ظاهر شدن جوانه ها ساقه نسبتا مسن آنرا پس از قطع کردن قطعه قطعه کرده آنرا می خشکانند. 1-22-3-1 پراکندگی تاجریزی در ایران پراکندگی تاج ریزی در ایران، این گیاه را در مناطق و نواحی اطراف تهران، مازندران، بابل، اراک، تفرش، سنندج و کامیاران، آذربایجان، نواحی شمالی ایران و بلوچستان می توان یافت و در استان کرمانشاه در اسلام آباد غرب، کرند غرب، سرپل ذهاب، قصرشیرین و شهرستان کرمانشاه قابل برداشت می باشد. گزارش خبرنگار باشگاه خبرنگاران مشهد، نام علمي اين گياه، Solanum nigrum است كه در بيشتر مناطق ايران ديده مي شود و در پرديس دانشگاه فردوسي مشهد هم وجود دارد. علاوه بر تاج ريزي هاي يكسالة فوق الذكر، گونه هاي چندسالة ديگري هم در ايران يافت مي شوند كه كمتر مورد استفادة دارويي قرار مي گيرند.نام محلی رزله یا هله ریزه یکی از گیاهان خوراکی خودروی استان کرمانشاه و متعلق به خانواده سیب زمینی می باشد. 1-23 خواص و اثرات دارويي[48] طبع تاجريزي سياه خيلي سرد و خشك است . اين گياه، كاهنده تب، بندآورنده خون، ضدّ درد، مُسكن، مُليّن، مُدر، مُعرّق، مخدّر، ضدروماتيسم، ضدسرفه و ضدآسم است. خوردن مقدار كمي از ميوه رسيده و تازه آن برایرفع يبوست، مناسب است. براي بهره برداري از اين گياه، مصرف روزانه سه مرتبه از دو تا چهار گرم خشك شدة آن به صورت دم كرده، توصيه شده است. ميوة خشك شدة تاج ريزي هاي رنگين (زرد، نارنجي و قرمز)، يكي از اقلام دارويي معروف "جوشانده يا خورده جوشانده" است كه معمولاً همراه با پرسياوش، گل زوفا، گل بنفشه، ختمي خبازي، عناب و سپستان مورد استفادة فراوان قرار مي گيرد. اين داروي تركيبي، در طب سنتي بسيار رايج است و به عنوان تب بُر، مُسكّن و مُليّن، به خصوص براي كودكان به كار مي رود. از تاجريزي سياه در استعمال داخلي در موارد سياه سرفه ، رفع سوءهاضمه هاي دردناك همراه با احساس درد در معده و روده ، نرم كردن سينه (ريشه )، تسهيل در تخليه مزاج (برگهاي خشك )، اسهال خوني ، سرماخوردگي ،زكام ، سردرد استفاده مي شود. دریافت فایل جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید |