واکنش فتوسنتزی دو گونة سپیدار (Populus alba L.) و شالک (Populus nigra L.) نسبت به افزایش سرب در محیط کشت آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در این پژوهش تأثیر سرب در محیط کشت آبی بر تبادلات گازی برگ دو گونة شالک و سپیدار، به‌همراه برخی دیگر از شاخص‌های فیزیولوژیک شامل محتوای نسبی آب، بیشینة هدایت الکتریکی و نرخ نشت الکترولیتی اندام‌ها و عملکرد فتوسیستم 2 بررسی شد. نهال‌های یکسالة دو گونة صنوبر در محیط کشت آبی تحت تیمار سرب (PbCl2) با غلظت‌های 15، 45 و 90 بخش در میلیون و به‌صورت کلاته‌شده قرار گرفتند و شش هفته پس از استقرار در غلظت هدف برداشت شدند. نتایج نشان داد که حداکثر هدایت الکتریکی در برگ هر دو گونه در تیمار شدید (90 بخش در میلیون) افزایش یافت، اما تنها در گونة شالک افزایش غلظت سرب در تیمار شدید با افزایش نرخ نشت الکترولیتی همراه بود. محتوای نسبی آب اندام‌ها در هر دو گونه ثابت ماند، درحالی‌که افزایش سرب در تیمار شدید تنها موجب کاهش هدایت روزنه‌ای در گونة سپیدار شد. هر دو گونه قادر به حفظ عملکرد فتوسیستم 2 در طول تنش بودند، اما نرخ خالص فتوسنتز در گونة سپیدار کاهش یافت. محدودیت فتوسنتزی در هر دو گونه با توجه به کاهش کارایی مصرف آب داخلی (A/gs) مشاهده شد که در گونة سپیدار اغلب از نوع محدودیت روزنه‌ای و در شالک از نوع محدودیت‌های غیرروزنه‌ای بود. در مجموع می‌توان نتیجه گرفت که در نهال‌های شالک، افزایش سرب به تخریب غشای سیتوپلاسمی و آنزیم‌های مؤثر در تثبیت کربن و در نتیجة حفظ هدایت روزنه‌ای و تعرق منجر می‌شود. در مقابل بروز محدودیت‌های روزنه‌ای در نهال‌های سپیدار از آسیب‌های فیزیولوژیکی ناشی از ورود سرب به اندام‌های آن جلوگیری می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Photosynthetic reactions of two species of aspen (Populus alba L.) and cottonwood (Populus nigra L.) to lead increment in hydroponic medium

چکیده [English]

The effect of lead in hydroponic medium on leaf gas exchanges of two species of aspen and cottonwood, together with some other physiological indices including relative water content, maximum electrolyte conductivity and electrolyte leakage ratio of different organs and efficiency of photosystem II were investigated. One year old saplings of two poplar species were gradually subjected to chelated lead (PbCl2) treatments with concentrations of 15, 45 and 90 part per million in medium and were harvested two weeks after reaching to the final concentration. The results revealed that maximum electrolyte conductivity of leaves in both species increased under severe treatment, but the increment of lead concentration only in cottonwood was accompanied by increment of electrolyte leakage ratio. Relative water content of organs remained constant in both species, whereas increasing lead increment up to 90 ppm diminished stomatal conductance of aspen, and not affected cottonwood. Both species were able to maintain photosystem II efficiency under stress, but net photosynthesis ratio reduced in aspen. The photosynthetic limitations in both species was observed regarding to reduction of intrinsic water use efficiency (A/gs), that in aspen it was mostly posed by stomatal, and in cottonwood it was due to non stomatal restrictions. It can be concluded that, in cottonwood plants grown in the presence of excess Pb, plasma membrane integrity and efficiency of enzymes are related to carbon fixation which impaired due to maintenance of stomatal conductance and transpiration rate, whereas depletion of stomatal conductance in aspen prevented physiological damages. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lead
  • Poplar
  • Leaf gas exchanges
  • Chelatore
  • Plasma membrane injury