مذكرة : تأثير المعادن الثقيلة على انبات ونمو نباتات العائلة القرعية (Cucurbitaceae) - دراسة نظرية -

6:10 ص Thameur

 

مذكرة : تأثير المعادن الثقيلة على انبات ونمو نباتات العائلة القرعية (Cucurbitaceae) - دراسة نظرية -

تعد القرعيات (Cucurbitaceae) من اهم الفصائل النباتية التي تزود الانسان بالمنتجات الصالحة للأكل والالياف المفيدة، حيث تزرع على نطاق واسع في دول المغرب العربي، الا ان تعرضها للإجهادات البيئية ومنها المعادن الثقيلة يتسبب في اثار ضارة على انتاج المحاصيل وجودتها.

حيث اهتمت دراستنا بالبحث في نتائج الدراسات السابقة لإبراز تأثير اجهاد المعادن الثقيلة على انبات ونمو نباتات العائلة القرعية (Cucurbitaceae) وتأثيرها الفسيولوجي والبيوكيميائي، ايضا التعرف على مختلف آليات تحمل النباتات للإجهاد.

تعتبر سمية المعادن الثقيلة من أكثر العوامل التي توثر على النبات، حيث يمكن ان تؤثر المعادن على آلية انبات البذور وتثبيطها، وحسب نتائج عديد الأبحاث فان التأثيرات السامة ترتبط بتراكم المعادن مما يتسبب في تثبيط عمل الانزيمات المشاركة في أيض انبات البذور، ويمنع كسر سكون الاجنة ويؤدي الى تراجع انقسام الخلايا الجنينية.

كما تحد المعادن الثقيلة من نمو النباتات اذ يسبب الاجهاد تغيرات شكلية للنبات مما ينتج عنها تقزم السيقان الرئيسية، وتقلل تكوين الفروع الجانبية وتؤدي الى موت الفروع الغضة حديثة التكوين وبالتالي انخفاض في النمو الخضري (طول والأوراق) بسبب تثبيط انقسام الخلايا واستطالة الأفرع وكبح نمو البراعم.

خلال المراحل الأولى من الاجهاد تنخفض قدرة النبات على الامتصاص، ويتسارع فقدان الماء من الأوراق بسبب الاجهاد الاسموزي، مما يؤدي الى تغيرات فسيولوجية مختلفة كتخريب الاغشية وانكماش الخلايا وعدم استطالتها وزيادة النتح واختلال توازن المغذيات.

كما أقرت نتائج الدراسات السابقة، أن المعادن ذات تأثيرات ضارة متعددة على عملية التركيب الضوئي والتي تشمل التغير في الصبغات الضوئية (الكلورفيلات والكاروتينويدات)، كفاءة الانظمة الضوئية، الفسفرة الضوئية، إعاقة النقل الالكتروني، الأنشطة المثبطة لانزيمات دورة كالفين وانخفاض في انفتاح والتبادلات الثغرية وبالتالي التأثير على امتصاص CO2 ومعدل التنفس. بخصوص النشاط الضوئي في ظروف الاجهاد، فان إتلاف بروتينات D1 و D2 في مركز تفاعل PS II وانخفاض في نشاط البروتياز يتسبب ذلك في تراكم أنواع الاكسجين التفاعلية ROS وبالتالي أكسدة البروتينات ضمن الأنظمة الضوئية وفقدانها خصائصها البيولوجية.

أيضا تثبيط تركيب السكريات في ظروف اجهاد المعادن عند العديد من الأنواع النباتية، حيث يعزى ذلك الى انهيار أغشية البلاستيدات الخضراء وتراجع حبوب النشاء المتضخمة مما يؤدي الى تثبيط نشاط التمثيل الغذائي. من جهة أخرى فان تحفيز تركيب السكريات يكون عن طريق منع تحلل السكر او عن طريق التحلل المائي للنشاء بتثبيط نشاط الانزيمات المحللة، حيث يفيد تراكم السكريات الى زيادة الضغط الاسموزي داخل الخلايا والانسجة لمعادلة ضغطها مع الضغط الخارجي الناتج عن الاجهاد.

من بين الآليات البيوكيميائية عند النباتات في ظروف الاجهاد، فان الزيادة في المحتوى من البرولين يلعب دورا مهما على المستوى الخلوي في الحفاظ على الضغط الاسموزي، كما يدعم وقائية خلايا أنسجة النبات حيث يقوم البرولين بتثبيط الجذور الحرة ويدعم سلامة الاغشية تحت ظروف الاجهاد.

من المعروف أيضا ان المعادن الثقيلة تحفز الاجهاد التأكسدي في أنسجة النبات على المستوى البنيوي والجزيئي للخلية، حيث ان الاجهاد يعمل على زيادة انتاج الجذور الحرة ROS التي تضر بالعديد من مكونات الخلية بما في ذلك الدهون الغشائية، وحدوث اضطرابات حيوية في الصانعات الخضراء والميتوكندريا.

عند ارتفاع تركيز المعادن الثقيلة في أنسجة بعض نباتات أصناف القرعيات المتحملة للإجهاد، تقوم هذه الأخيرة بتعزيز نشاطاتها الأنزيمية مثل نشاط كل من SOD ,POD CAT كنظام إنزيمي وقائي حيث تقوم بإزالة الجذور الحرة في الخلايا، وذلك لتثبيط آليات الأكسدة الخلوية والتخفيف من آثار الاجهاد المعدني.

-------------

تنزيل المذكرة

------------------

مشاركة