اثر کاربرد سدیم نیتروپروساید بر صفات گیاهی Salvia virgata Jacq. در شرایط تنش کادمیوم

در تولید گیاهان دارویی، حفظ کیفیت و ترکیب های موثر آنها چالشی اساسی است. جنس مریم گلی (Salvia spp.)، منبع سرشاری از ترکیب های بیولوژیک هستند که باعث انهدام رادیکال های آزاد و اثرهای آنتی اکسیدانی، ضدالتهابی و ضد میکروبی این گیاهان می شوند. مریم گلی ترکه ای (Salvia virgata) دارای چندین فعالیت بیولوژیکی است و از آن برای درمان زخم ها و بیماری های مختلف پوستی و برای جلوگیری از سرطان خون استفاده می شود. کادمیوم به دلیل نیمه عمر زیستی طولانی، تحرک قابل توجه در خاک و ظرفیت جذب توسط گیاهان، یکی از سمی ترین فلزات سنگین است. اثرهای منفی کادمیوم بر رشد، فعالیت های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان، باعث کاهش کیفیت و عملکرد گیاهان می شود. سدیم نیتروپروساید با آزاد کردن نیتریک اکسید (NO)، در فرایندهای زیستی و پاسخ به تنش های مختلف دخالت دارد.
با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف سدیم نیتروپروساید در بهبود پاسخ گیاه مریم گلی ترکه ای (Salvia virgata) به تنش کادمیوم تحت شرایط درون شیشه ای، آزمایشی با طراحی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سطوح مختلف کادمیوم (0 (شاهد)، 25، 50 و 100 میکرومولار) و سدیم نیتروپروساید (0 (شاهد)، 15 و 30 میکرومولار) بودند. از محیط کشت موراشیگ و اسکوگ برای کشت بذر ها استفاده شد. در این آزمایش مقادیر مختلف نیترات کادمیوم قبل از تنظیم pH به محیط کشت اضافه گردید. سدیم نیتروپروساید به دلیل حساسیت به دمای بالا بعد از اتوکلاو و با فیلتر زیر لامینار به محیط اضافه گردید. در ابتدا، بذرها با استفاده از الکل 70% و هیپوکلریت سدیم 2% استریل شدند؛ سپس در محیط کشت کاشته شدند. پس از سه ماه رشد، گیاهچه ها از محیط کشت برداشته شدند. صفات رشدی شامل وزن تر و خشک بخش هوایی، ریشه و کل گیاهچه و صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی شامل رنگیزه های فتوسنتزی (اندازه گیری کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، کلروفیل کل و رنگیزه فتوسنتزی کل)، فلاونوئید، فنول کل، کربوهیدرات، پرولین، پروتئین و فعالیت آنتی اکسیدانی اندازه گیری شدند. تجزیه وتحلیل داده های بدست آمده از این پژوهش با استفاده از نرم افزار Minitab انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون Bonferroni در سطح احتمال 5% انجام شد.
طبق نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها، اثر متقابل کادمیوم و نیتروپروساید بر وزن تر گیاهچه، طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، رنگیزه های فتوسنتزی کل، فنل کل، کربوهیدرات و پرولین در سطح احتمال 1% و وزن خشک گیاهچه، کلروفیل کل، فلاونوئید و پروتئین در سطح احتمال 5% معنی دار شد. اثر متقابل تیمارها بر فعالیت آنتی اکسیدانی معنی دار نشد؛ ولی اثرهای ساده آنها معنی دار شد. نتایج مقایسه میانگین داده ها نشان داد که تنش کادمیوم باعث کاهش وزن تر و خشک گیاهچه، طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و رنگیزه های فتوسنتزی کل در گیاه مریم گلی ترکه ای شد و استفاده از سدیم نیتروپروساید منجر به بهبود این صفات گردید؛ به طوری که استفاده از 30 میکرومولار سدیم نیتروپروساید تحت تنش کادمیوم با غلظت 50 میکرومولار، بیشترین وزن تر و خشک گیاهچه و میزان پرولین را نشان داد و استفاده از 15 میکرومولار سدیم نیتروپروساید تحت تنش کادمیوم با غلظت 25 میکرومولار، بیشترین میزان طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و رنگیزه های فتوسنتزی کل را نشان داد. همچنین، نتایج دیگر این پژوهش بیانگر آن بود که تنش کادمیوم منجر به افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان فلاونوئید کل، فنل کل، کربوهیدرات محلول، پرولین و پروتئین در گیاه مریم گلی ترکه ای شد؛ اما استفاده از سدیم نیتروپروساید باعث بهبود تاثیرات منفی تنش کادمیوم می گردید؛ به طوری که استفاده از 30 میکرومولار سدیم نیتروپروساید منجر به افزایش فلاونوئید کل، فنل کل، کربوهیدرات محلول و پروتئین در شرایط تنش کادمیوم با غلظت 25 میکرومولار شد.
نتایج نشان دادند که تنش کادمیوم باعث کاهش رشد و عملکردهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان می شود، اما استفاده از سدیم نیتروپروساید توانست تاثیرات منفی کادمیوم را بهبود بدهد. این یافته ها نشان می دهد که سدیم نیتروپروساید می تواند به عنوان یک ابزار موثر در مدیریت تنش های کادمیومی در گیاهان دارویی مورد استفاده قرار گیرد و به بهبود رشد و کیفیت این گیاهان کمک کند. این تحقیق علاوه بر افزایش اطلاعات ما درباره سازوکار های پاسخ گیاهان به تنش کادمیومی، به تحلیل تاثیر سدیم نیتروپروساید در مواجهه با آلاینده های زیست محیطی کمک می کند.