Plant Process and Function

fa بررسی پاسخ دو رقم جدید گوجه‌فرنگی به کاربرد برون‌زای لیگاندهای هیستیدین و مالات جهت کاهش تنش اکسیداتیو ناشی از سمیت همزمان مس و نیکل در محیط کشت هیدروپونیک Investigation of the response of two new tomato varieties to the use of exogenous histidine and malate ligands to reduce oxidative stress due to the simultaneous toxicity of copper and nickel in hydroponics culture media تنش فلزات سنگین Toxic ions stress پژوهشي Research سمیت فلزات سنگینی مانند مس و نیکل، موجب القاء تنش اکسیداتیو در ارقام گوجهفرنگی میشود که به دلیل تولید رادیکالهای آزاد و آسیبهای غشاء پلاسمایی ناشی از مقادیر سمی مس و نیکل میباشد. هنگامی که اثرات منفی تنش اکسیداتیو بیش از توانایی سیستم مقاومت آنتی اکسیدانی باشد، گیاه دچار کاهش رشد و عملکرد میشود. در این پژوهش سعی شد تا تاثیر همزمان دو لیگاند هیستیدین و مالات بر بهبود رشد و کاهش تنش اکسیداتیو در دو رقم جدید گوجهفرنگی شامل کالجی و ارلیاوربانا تحت تنش همزمان مس و نیکل در شرایط استاندارد هیدروپونیک بررسی شود. 9 تیمار آزمایش پس از بهینهسازی حاوی غلظتهای 150 و 300 میکرومولار مس و نیکل، 300 و 600 میکرومولار هیستیدین و 1 و 2 میلیمولار مالات در پایهای از محلول هوگلند بودند. تیمارهای مذکور بر گیاهان کشت شده در سطح لوله فالکون 50 سیسی حاوی محلول هوگلند بدون بستر کشت در سه تکرار اِعمال شدند. پس از تیمار، پارامترهایی مانند رشد مورفولوژیک، میزان پروتئین کل، تغییر فعالیت آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز، تجمع آب اکسیژنه، مالون دیآلدئید و غیره در هر دو رقم گیاه سنجش شدند. نتایج نشان داد که کاربرد همزمان 2 میلیمولار و 600 میکرومولار از لیگاندهای هیستیدین و مالات تاثیر معنیداری بر بهبود تنشاکسیداتیو بر ارقام گوجهفرنگی تحت تنش 300 میکرومولار نیکل و مس داشت. بطوریکه با افزودن لیگاندها در شرایط تنش، شاخصهای اکسیدانی به میزان شاهد بهبود یافته که نشان از همبستگی بیشتر غشاء پلاسمائی و کاهش جذب و انتقال کاتیونهای آزاد نیکل و مس دارد. علاوه بر این، رقم کالجی پاسخ نسبی بهتری از لحاظ شاخصهای رشد و اکسیدانی به لیگاندها، تحت شرایط تنش داد. به نظر میرسد لیگاندها با تاثیر فلزات سنگین آزاد بر فرآیندهای فیزیولوژیکی، مولکولی،  فعالیت آنزیمها و جایگزینی با عناصر تغذیهای مقابله میکنند که پیشنهاد میشود این تاثیر لیگاندها در سطح مولکولی نیز مطالعه گردد.   The toxicity of heavy metals such as copper and nickel induces oxidative stress in tomato cultivars, due to the production of free radicals and damage to the plasma membrane due to toxic amounts of copper and nickel. When the negative effects of oxidative stress exceed the ability of the antioxidant resistance system, the plant decreases its growth and yield. In this research, we tried to study the simultaneous effect of two histidine and malate ligands on growth improvement and oxidative stress reduction in two new tomato cultivars including Cal J N3 and Earlyurbana under simultaneous stresses of copper and nickel in standard hydroponic conditions. 9 post-optimization treatments containing concentrations of 150 and 300 μM of copper and nickel, 300 and 600 μM of histidine and 1 and 2 mM of malate were in the base of Hoagland solution. The treatments were applied to plants cultivated at 50 ml Falcon tube containing Hoagland solution without culture medium in three replications. After treatment, parameters such as morphological growth, total protein content, changes in the activity of catalase and peroxidase enzymes, H2O2 accumulation, Malon dialdehyde and so on were measured in both cultivars. The results showed that the simultaneous use of 600 μM and 2 mM from histidine and malate ligands had a significant effect on oxidative stress improvement on tomato cultivars under 300 μM of nickel and copper stresses. Thus, by adding ligands in stress conditions, oxidant indices improved in comparison with control, indicating a greater correlation between plasma membrane and reduced absorption and transport of nickel and copper free cations. In addition, Cal j N3 cultivar gave a more significant relative response to growth and oxidation parameters of ligands under stress conditions. Ligands seem to be confronted by the influence of heavy metals on physiological, molecular, enzymatic activity and nutrient substitution, which it is suggested to study the effect of ligands on the molecular level.   پراکسیداز, کاتالاز, مالون‌دی آلدئید, مس, نیکل Catalase, Copper, Malon dialdehyde, Nickel, Peroxidase 185 206 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-523-10&slc_lang=fa&sid=1 hossein mozafari حسین مظفری mozafari.hossein@gmail.com Yes Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. hasan salari حسن سالاری h_salari57@yahoo.com No Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. hakimeh oloomi حکیمه علومی oloumi.ha@gmail.com No Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. Mohammad Moghtader محمد مقتدر moghtader18@yahoo.com No Department of Biodiversity, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه تنوع زیستی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. Mohammad mohsen salajegheh محمد محسن سلاجقه mohsensalajegheh99@gmail.com No Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran گروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.