بررسی الگوی پروتئینی و میزان انباشتگی کادمیوم در گیاه آفتابگردان (Helianthus annuus L.) تحت تیمار کادمیوم و اسید سالیسیلیک

نوع مقاله : پژوهشی

نویسنده

گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور(مرکز خوی) ، ایران

10.30495/iper.2021.679546

چکیده

به منظور بررسی اثر برهم کنش کادمیوم به عنوان یک فلز سنگین و اسید سالیسیلیک به عنوان یک ماده آنتی اکسیدان و ضد تنش در گیاه آفتابگردان، بذرها پس از ضدعفونی با محلول هیپوکلریت سدیم یک درصد و شستشو با آب مقطر در گلدان های حاوی خاک ماسه در اتاق کشت، با دمای 34 درجه سانتی گراد در روز و 25 درجه سانتی گراد در شب و فتوپریود 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در شرایط گلخانه ای انجام شد. گیاهان در مرحله دو برگی هر هفته در معرض تیمار کادمیوم ( غلظت های 0 ، 50 ، 100 ، 150 و 200 میکرومولار ) قرارگرفتند. یک هفته پس از پایان تیمار کادمیوم برگ گیاهان با اسید سالیسیلیک ( غلظت های 0، 250، 500 میکرومولار ) اسپری شدند. بعد از برداشت، غلظت کادمیوم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری شد. سپس سنجش آنزیم های آنتی اکسیدان انجام گرفت. پروتئین کل نمونه های برگی استخراج و بررسی الگوی تغییرات پروتئینی با استفاده از سیستم الکتروفورز به روش SDS-PAGE انجام شد. غلظت کادمیوم در ریشه و اندام هوایی با افزایش کادمیوم و اسید سالیسیلیک، افزایش یافت. فعالیت کاتالاز با افزایش غلظت کادمیوم، کاهش و با افزایش اسید سالیسیلیک کاهش بسیار جزئی یافت. فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز با افزایش کادمیوم، افزایش یافت و و با افزایش اسید سالیسیلیک کاهش یافت. الکتروفورز پروتئین های برگ تحت تیمارهای کادمیوم و اسید سالیسیلیک نشان دهنده اختلافاتی در شدت نقاط پروتئینی برگ نسبت به گیاهان شاهد بود. به طوری که بیان برخی از پروتئین ها افزایش یا کاهش یافت. بنابراین تیمار کادمیوم و اسید سالیسیلیک میزان غلظت کادمیوم، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و الگوی پروتئین های برگ آفتابگردان را تغییر داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of protein pattern and the amount of cadmium accumulation in sunflower (Helianthus annuus L.) treated by cadmium and salicylic acid

نویسنده [English]

  • Sakineh Moradkhani
Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Payame Noor University (Khoy Center), Iran
چکیده [English]

In order to investigating, the interaction effects of cadmium as a heavy metal and salicylic acid as an antioxidant and anti-stress substance in sunflower plant, Sunflower seeds were washed with distilled water after disinfection with 1% sodium hypochlorite solution. Then were planted in pots containing sandy soil in the room, in Environmental conditions with a temperature of 34°C during the day and 25°C at night and 16 hours of light and 8 hours dark photoperiod. This research were performed on a randomized design with four replications under greenhouse conditions.
Sunflower plants in two leaves stage were exposed to Cadmium chloride treatment (0, 50, 100, 150 and 200 µM) each week. One week after cadmium treatment, plant leaves were sprayed with salicylic acid (0, 250 and 500 µM). After harvesting the plants, cadmium concentration in root and shoot was measured. Then antioxidant enzymes were measured. Total protein content of leaf samples was extracted and the pattern of leaf protein changes was investigated by SDS-PAGE electrophoresis. Cadmium concentration in root and shoot increased with increasing cadmium and salicylic acid treatment. Catalase enzyme activity decreased with increasing cadmium concentration, and salicylic acid had a very small effect on its activity. The activity of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase enzymes increased with increasing cadmium concentration and increasing salicylic acid concentration reduced the activity of these enzymes. Leaf protein electrophoresis under cadmium and salicylic acid treatments showed differences in leaf protein intensity compared to control plants. The expression of some proteins was increased or decreased in the treated plants. Therefore, cadmium and salicylic acid treatments made changes in the amount of cadmium uptake, Antioxidant enzymes activity and the pattern of sunflower leaf proteins.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ascorbate peroxidase
  • Cadmium accumulation
  • Catalase
  • electrophoresis
  • Glutathione reductase
  • Protein
  • Salicylic acid
  • Sunflower (Helianthus annuus L.)
  • Superoxidedismutase