عنوان صفحه

چکیده ............................................. 1

فصل اول:مقدمه

1-1 تعریف فلزات سنگین.............................. 3

1-2 منابع فلزات سنگین.............................. 3

1-3 فلزات سنگین و خاک.............................. 4

1-3-1 فرم های فلزات درخاک.......................... 4

1-4 فلزات سنگین وگیاهان............................ 5

1-5 سمیت در فلزات سنگین درگیاهان................... 5

1-6 عوامل موثر برجذب فلزات سنگین................... 6

1-7 جذب فلزات سنگین از ریشه و انتقال به قسمت هی هوایی گیاه 7

1- 8 مکانیسم مقاومت به فلزات سنگین و سمیت زدایی.... 9

1-8-1 ترشحات ریشه.................................. 10

1-8-2 غشا پلاسمایی.................................. 11

1-8-3 فیتوکلاتین ها................................. 11

1-8-4 متالوتیونئین ها.............................. 12

1-8-5 اسید های آلی................................. 12

1-8-6 آمینواسید ها................................. 13

1-8-7 حجره بندی واکوئل ها.......................... 13

1-9 کادمیوم........................................ 13

1-10 خواص شیمیایی و ویژگی کلی کادمیوم.............. 14

1-11 عوامل موثردر تحرک و قابلیت در دسترس بودن کادمیوم 14

1- 12 سمیت کادمیوم دردر انسان...................... 15

1-13 سمیت درحیوانات................................ 15

1- 14 عملکرد بیولوژیک و سمیت کادمیوم در گیاه....... 15

1-15 مکانیسم جذب کادمیوم توسط گیاه................. 16

1-16 تاثیر عناصر دیگر در جذب کادمیوم............... 16

1- 17 حد مجاز کادمیوم در برخی محصولات کشاورزی....... 17

1-18 منابع کادمیوم................................. 17

1-19 زیست پالایی.................................... 18

1-20 گیاه پالایی.................................... 18

1-21 فرایند های خاص گیاه پالایی..................... 19

1-22 گیاهان بیش تجمع دهنده......................... 19

1-23 اطلاعات کلی در مورد گیاه تاج ریزی.............. 20

1-23-1 نام های رایج................................ 20

1-23-2 ریخت شناسی.................................. 20

1-23-3 زیستگاه..................................... 21

1-23-1-1 پراکند گی تاج ریزی در ایران............... 21

1-24 خواص واثرات دارویی............................ 22

 

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1 عوامل موثر بر جذب فلزات سنگین.................. 24

2-2 تقسیم بندی گیاهان در برابر تنش فلزات سنگین..... 25

2-2-1 خارج کنند گان فلز............................ 25

2-2-2 معرف فلزی.................................... 25

2-2-3 گونه های گیاهی تجمع کننده فلزات.............. 25

2-3 مقاومت به فلزات سنگین.......................... 26

2-3-1 خلاصه ای از مکانسیم های سلولی موثر در سمیت زدایی 27

2-4 پاسخ های گیاهان به فلزات سنگین................. 27

2-4-1 اجتناب....................................... 27

2-4-2 تحمل......................................... 27

2-4-3 میزان تجمع................................... 28

2-4-3-1 ممانعت كنندگان............................. 28

2-4-3- 2 نشانگرها ................................. 28

2-4-3-3 تجمع دهندگان............................... 28

2- 5 مزيت تجمع فلزات سنگين در بافت‌هاي گياهان....... 28

2-5-1 جذب غیرانتخابي............................... 29

2-5-2 مقاومت به خشكي............................... 29

2-5-3 مقاومت به فلزات.............................. 29

2-5-4 فرضيه دیسپوزال............................... 29

2- 5-5 تاثير بر رشد ساير گياهان.................... 29

2- 5 – 6 دفاع در برابر پاتوژن‌ها و گياه‌خواران....... 29

2-6 ظرفيت تجمع فلز سنگين در بخش هوايي گیاه......... 29

2-7 فلزات سنگین وگیاه بیش تجمع دهنده .............. 30

2-8 كاربرد گياهان بيش‌تجمع‌دهنده..................... 32

2-8-1 به كار بردن سيستم‌هاي متعددي كارائي فیتوریمیدیشن را افزايش مي‌دهد.............................................. 33

2-9 مزایای استفاده ازگیاهان بیش تجمع دهنده......... 34

2-10 پاک سازی مناطق آلوده توسط گیاه بیش تجمع دهنده. 34

2-10-1 فیتو اکستراکشن.............................. 34

2-10-2 ریزوفیلتریشن................................ 35

2-10-3 فیتواستبیلیشن............................... 36

2-10-4 فیتوولتالیزیشن.............................. 36

2-10-5 فیتودیگریدیشن............................... 36

2-11 کادمیوم وگیاه وخاک............................ 37

2-12 اثرکادميوم بررشدومورفولوژي گياه............... 37

2-13 کادمیوم وگیاه بیش انباشته ساز................. 40

2-13-1 سنتز پروتئین های تنش........................ 41

2-14 سیتوژنتیک..................................... 41

2-14-1 تقسیم میتوز................................. 41

2-14-2 مطالعات کروموزومی........................... 42

2-14-3 پیش تیمار................................... 42

2-14-4 تثبیت....................................... 42

2-14-5 هیدرولیز.................................... 43

2-14-6 رنگ امیزی .................................. 43

2-14-7 له کردن..................................... 43

2-15 کادمیوم وتقسیم سلولی.......................... 44

فصل سوم:مواد وروش ها

3-1 تهیه بستر مناسب برای ازمایش.................... 46

3-2 تهیه ترکیب کادمیوم............................. 46

3-4 تهیه بذرتاج ریزی............................... 46

3-5 ضدعفوني مواد گياهي............................. 46

3-6 ضدعفوني وسايل و سطح کار........................ 46

3-7 تهیه نمونه کروموزمی میتوز...................... 47

3-7-1 مراحل آماده سازی نمونه میکروسکوپی............ 47

3-7-1-1 پیش تیمار.................................. 47

3-7-1-2 تثبیت ..................................... 47

3-7-3-3 هیدرولیز................................... 47

3-7-3-4 رنگ آمیزی.................................. 48

3-7-3-5تهیه اسلاید کروموزومی....................... 48

3-7-3-6 بررسی های میکروسکوپی....................... 48

3-8 کاشت گلخانه ای................................. 48

3-9 برداشت گیاهان.................................. 49

3-10 شاخص­هاي (صفات) مورفولوژيكي ................... 49

3-10-1 تعيين طول ريشه.............................. 49

3-10-2 تعیین طول ساقه.............................. 49

3-11 شاخص های(صفات) بیوشیمیای...................... 50

3-11-1 سنجش ميزان رنگيزه هاي فتوسنتزي(کلروفيل و کاروتنوئيدها) ................................................... 50

3-12-2 سنجش مقدار قندهای احیا کننده (روش سوموگی،نلسون) 50

3-12-2-1 تهیه عصاره گیاهی.......................... 51

3-12-2-2 تهیه محلولهای مورد نیاز................... 51

3-12-2-3 طریقه استفاده از این محلولها در سنجش مقدار قندها 51

3-12-2-4 رسم منحنی استاندارد....................... 52

3-13 سنجش غلظت پروتئین به روش برادفورد............ 52

3-13-1 استخراج پروتئین............................. 52

3-13-2 رسم منحنی استاندارد پروتئین (روش برادفورد) . 52

3- 14 الکتروفورز يک بعدي پروتئينها...................... 53

3- 14- 1 روش تهيه محلولها و بافرهاي مورد نياز در الکتروفورز 53

3-14- 1- 1 تهيه بافر استخراج تريس-ساکارز(pH=7.5) ...... 53

3-14- 1-2 محلول پايه آکريلاميد-بيس آکريلاميد(30 درصد آکريلاميد +8/0 درصد بيس آکريلاميد) .......................................... 53

3-14- 1-3 محلول پايه بافر ژل متراکم کننده (Tris-Hcl pH=6.8)54

3- 14- 1- 4 محلول پايه بافر ژل تفکيک کننده (Tris-Hcl pH=8.8) 54

3-14- 1- 5 بافر الکترود يا بافر تانک (1000 ميلي ليتر) .. 54

3-14- 1- 6 محلول پايه بافر نمونه(2X) ................. 54

3-14- 1- 7 محلول SDS................................... 54

3-14- 1- 8 محلول آمونيوم پرسولفات...................... 55

3- 14-2 روش تهيه ژلهاي فوقاني و تحتاني.................. 55

3- 14- 2- 1 روش تهيه ژل تحتاني.......................... 55

3- 14-2-2 روش تهيه ژل فوقاني............................ 55

3- 14 - 3 مراحل تهیه ژل الکتروفورز سیستم ناپیوسته به روش SDS-PAGE 56

3- 14- 3- 1 استخراج پروتئين از بافت برگ گیاه تاج ریزی... 57

3- 14- 3- 2 تثبیت پروتئینها............................. 58

3- 14- 4 رنگ آميزي ژل پلي اکريلاميد...................... 58

3- 14- 4- 1 رنگ آمیزی با کوماسی بلو R 250.............. 58

3- 14- 4-2 مواد مورد نیاز............................... 58

3- 14- 4- 3 محلولهای مورد نیاز.......................... 58

3- 14- 5 تعیین وزن مولکولی با استفاده از الکتروفورز.... 59

3- 14- 5- 1 روش کار..................................... 59

3- 14- 5- 2 رسم منحنی استاندارد و تعیین وزن مولکولی پروتئینها59

3-15 تعيين ميزان يون کادمیوم در اندام هوايي و ريشه به روش جذب اتمي................................................... 60

3-16 طرح آماري وآناليز داده­ها ..................... 60

 

فصل چهارم:نتایج و بحث

4-2 نتايج حاصل از داده­هاي بخش فيزيولوژي گياهي...... 62

4-2-1 طول اندام زميني ............................. 62

4-2-2 طول اندام هوایی.............................. 63

4-2-3 كلروفيل a,b وکلروفیل کل..................... 64

4-2-4 کاروتنوئید................................... 66

4-2-5 قند ......................................... 67

4-3 جذب کادميوم دراندام های هوایی.................. 68

4-4 میزان پروتئین در برگ ها........................ 69

4-5 بررسی کروموزومی................................ 70

4-6 بررسی ژل آکریل آمید پروتئین.................... 71

4-6-1 ژل پروتئین................................... 72

 

فصل پنجم: نتیجه گیری

5-1 جذب و انتقال كادميوم درگياه.................... 74

5-2 اثر كادميوم بر رشد طولي ريشه و اندام هوایی..... 76

5-3 اثر كادميوم برمحتواي كلروفيل وكاروتنوئيدها .... 77

5-4 بررسي اثر كادميوم بر محتواي قند در گياه ....... 78

5-5 بررسی اثر کادمیوم بر پروتئین های گیاه.......... 79

5-6 بررسی اثر کادمیوم بر کروموزوم ها............... 80

5-7 نتيجه کلي...................................... 82

5-8 پيشنهادات...................................... 83

فصل ششم:منابع...................................... 84

چکیده انگلیسی ..................................... 95

فهرست جداول

عنوان جدول صفحه

جدول ( 2-1) گونه های بیش انباشته ساز فلزات سنگین کادمیوم، مس، کروم جیوه،

نیکل، سرب...................................... 32

جدول( 3-1) جدول ترکیب محلول غذایی هوگلند( میدنر 1984) 49

جدول( 3-2 )جدول تهیه محلول ژل فوقانی و تحتانی با غلظت های متفاوت............................................... 55

جدول(4-1) تجزیه واریانس طول اندام زمینی ....... 62

جدول( 4-2) تجزیه واریانس طول اندام هوایی ...... 63

جدول (4-3) تجزیه واریانس میزان کروفیل a........ 64

جدول (4-4) تجزیه واریانس میزان کروفیل b........ 64

جدول (4-5) تجزیه واریانس میزان کل ............. 64

جدول (4-6) تجزیه واریانس میزان کارتنوئید....... 67

جدول (4-7) تجزیه واریانس میزان قند............. 68

جدول( 4-8) تجزیه واریانس جذب در اندام های هوایی 69

جدول (4-9) تجزیه واریانس پروتئین در برگ ها .... 70

 

 

فهرست نمودار ها

عنوان صفحه

نمودار (4- 1) تاثیر کادمیوم بر طول اندام زمینی..... 62

نمودار( 4-2) تاثیر کادمیوم بر طول اندام هوایی...... 63

نمودار(4-3) تاثیر کادمیوم بر کلروفیل a............. 65

نمودار(4-4) تاثیر کادمیوم بر کلروفیل b............. 65

نمودار(4-5) تاثیر کادمیوم بر کلروفیل کل............ 66

نمودار(4-6) تاثیر کادمیوم بر کاروتنوئید............ 67

نمودار(4-7) تاثیر کادمیوم بر محتوای قند............ 68

نمودار(4-8) تاثیر کادمیوم بر جذب اندام های هوایی .. 69

نمودار(4-9) تاثیر کادمیوم بر پروتئین .............. 70