قسم علوم الحياة يناقش رسالة ماجستير  تبحث في التغيرات  الفسيولوجية  والكيموحيوية لنبات الطماطة

ناقش قسم علوم الحياة في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة ( دور أوكسيد النتريك والسليكون في حث التغيرات  الفسيولوجية  والكيموحيوية لنبات الطماطة المعرض لاجهاد الكادميوم ) للطالب (صباح فرحان عبد خضير ) التي انجزها تحت اشراف التدريسي في القسم م.د. (اسعد كاظم عبدالله ) .

ونوقشت الرسالة من قبل اعضاء لجنة المناقشة المدرجة اسمائهم فيما يلي :  

• أ.م.د. ماهر زكي فيصل (رئيسا)

• أ.م.د. عباس علي حسين (عضوا)

• أ.م. عبير محمد يوسف (عضوا)

• م.د. اسعد كاظم عبدالله الغزي (عضوا)

ويهدف البحث الى :

1. دراسة تأثيرالتراكيزالمختلفة من الكادميوم المضاف الى المحلول المغذي في المزرعة المائية في بعض الصفات المظهرية وتراكيز بعض العناصرالكبرى والصغرى وصبغات التمثيل الضوئي وفعالية مضادات الاكسدة الانزيمية وغير الانزيمية في نبات الطماطة .

2. معالجة اجهاد الكادميوم والحد من اثاره السلبية باستعمال أوكسيد النتريك والسليكون رشاً على المجموع الخضري لنبات الطماطة .

3. تحديد نوع التركيزالافضل من أوكسيد النتريك والسليكون في تحمل النبات للاجهاد والاستجابة للكادميوم .

 وتم في هذا البحث اختيار البيت الزجاجي الخاص بقسم علوم الحياة في كلية التربية للعلوم الصرفة /ابن الهيثم جامعة بغداد للموسم 2018-2019كموقع لاجراء دراسة على نبات الطماطة Lycopersicon esculentum Mill  من خلال استعمال المزارع المائية لبيان تأثير تداخل أوكسيد النتريك(N0)  والسليكون(Si ) و اجهاد الكادميوم(Cd ) في نمو النبات ، إذ تم تعريض النبات الى (  0 و50 و100 و200 مايكروغرام.لتر-1)من الكادميوم من خلال اضافته الى المحلول المغذي بعد كل عملية تبديل ومن ثم معالجة النبات رشا على الجزء الخضري باوكسيد النتريك بالتراكيز ( 0 و 100 و200 ملليمولر.لتر-1) وبالسليكون بالتركيزين( 0 و 5 ملليمولر.لتر-1)  ونفذت باستعمال تجربة عاملية وفق التصميم العشوائي الكامل وبثلاثة مكررات وبهذا تكون التجربة (4×3×2×3) إذ تضمنت 72 وحدة تجريبية .

1-إنَّ زيادة تركيز الكادميوم من الصفر الى 200 مايكروغرام.لتر-1 سبب انخفاضاً معنوياً في صفة ارتفاع النبات وقطر الساق والمساحة الورقية والوزن الجاف للمجموعين الخضري والجذري وطول وحجم الجذر وكذلك أدى الى انخفاض معنوي في تراكيز العناصر( N و P و K  و   Mn  و   Cu و Fe  و Zn و Si )   ومحتوى النبات من كلوروفيل a وكلوروفيل b والكلوروفيل الكلي في حين ازدادت فعالية مضادات الاكسدة الانزيمية ( Superoxide dismutase      و   Peroxidase  و  Catalase     ) وفعالية مضادات الاكسدة غير الانزيمية ( التوكوفيرول والبرولين والاسكوربيت والليكوبين ) .

2- إنَّ رش النبات باوكسيد النتريك بتركيز )100 مليمولر.لتر-1  ( أدَّى الى زيادة معنوية في جميع الصفات المظهرية والكيموحيوية وانخفاض في فعالية مضادات الاكسدة الانزيمية ( SOD و POD وCAT  ) ومضادات الاكسدة غير الانزيمية ( التوكوفيرول والبرولين والاسكوربيت والليكوبين) .

3- رش النبات بالسليكون وبتركيز) 5مليمولر.لتر-1( أدى الى زيادة معنوية في الصفات المظهرية المذكورة وانخفاض في فعالية مضادات الاكسدة الانزيمية وغير الانزيمية .

أظهرت الدراسة ان معاملة التداخل الثنائي أوكسيد النتريك 100 مليمولر.لتر-1 والسليكون 5 مليمولر.لتر-1 دورا مهما في الحد من الاثار السلبية للكادميوم.

وتوصل الطالب في ختام رسالته الى التوصيات الاتية :   

1. معالجة اجهاد الكادميوم باستعمال كل من أوكسيد النتريك والسليكون وبتراكيز مختلفة وتطبيق التجربة على اجهادات بيئية أخرى مع محاصيل أخرى.

2. رش النبات باوكسيد النتريك بتركيز 100 مليمولر.لتر-1 لاعطائه افضل القيم للصفات المدروسة واختزال التاثيرات السلبية لاجهاد الكادميوم.

3. الزيادة من مستويات السليكون الى اكثر من مستوى لدوره الإيجابي في تحسين الصفات المدروسة تحت اجهاد الكادميوم .

4. تطبيق تجارب ودراسة وراثية محثة من قبل أوكسيد النتريك والسليكون والمسؤولة عن تحمل النبات لاجهاد الكادميوم وتحسين نمو واستدامة النبات.

5. اعتماد طريقة المزارع المائية لدراسة التاثيرات السلبية للعناصر الثقيلة والبديلة عن الزراعة في التربة واختزال التكاليف في الإنتاج .

Summary

The green house of the Department of Life Sciences at the College of Education for Pure Sciences / Ibn Al-Haytham University of Baghdad for the season 2018-2019 was selected as a site for a study on tomato plant( Lycopersicum esculentum Mill )through the use of Hydroponhc  to demonstrate the effect of interference of nitric oxide and silicon and cadmium stress on plant growth. Exposing the plant to (0, 50, 100 and 200 mmg.L^-1 )

of cadmium by adding it to the nutrient solution after each substitution and then treating the plant sprayed on the vegetative part with nitric oxide in concentrations (0, 100 and 200 mmol. L^-1) and silicon in concentrations (0 and 5 mmol. L^-1), carried out using a drag According to its global full random design with three replicates this be the experiment (4 × 3 × 2 × 3) It included 72 experimental units.

1-Increasing the concentration of cadmium from( zero to 200  mmg.L^-1 ) caused a significant decrease in the character of plant height, stem diameter, leaf area, dry weight of the vegetative and root groups, root length and volume as well as a significant decrease in the concentrations of elements (N, P, K, Mn,Cu ,Fe ,Zn ,Si) and Plant content of chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll, while the effectiveness of the enzymatic antioxidants (Superoxide dismutase, Peroxidase and Catalase) and the activity of non-enzymatic antioxidants (tocopherol, proline, ascorbate and lycopene) increased  .

2- Spraying the plant with nitric oxide at a concentration of( 100 mmol. L^-1) led to a significant increase in all phenotypic and biochemical traits and a decrease in the effectiveness of enzymatic antioxidants (SOD, POD and CAT) and non-enzymatic antioxidants (tocopherol, proline, ascorbate and lycopene ).

3- Spraying the plant with silicon at a concentration of( 5 mmol. L^-1 )resulted in a significant increase in the phenotypic characteristics and a decrease in the effectiveness of the enzymatic and non-enzymatic antioxidants .

4-The study showed that the Bilateral interference treatment of nitric oxide (100 mmol .L ^-1)and silicon( 5 mmol.L ^–1)played an important role in reducing the negative effects of cadmium.

Conclusion

1 -We conclude from this study that a plant that grows in an environment contaminated with heavy metals, including cadmium in particular, gets a clear reduction in many phenotypic characteristics, such as plant height, stem diameter, leafy area, and dry weight of the vegetative and root group, as the cause of cadmium stress causes a decrease in concentrations of mineral elements and pigment photosynthesis of the plant .

2 – Exposure of the tomato plant to high levels of cadmium resulted in an increase in the activity of enzymatic antioxidants (SOD, POD and CAT) and non-enzymatic (tocopherol, proline, ascorbite and lycopene) as a defensive method to counteract stresses.

3 –  The nitric oxide spray treatment showed a positive effect on plant growth, as it improved the phenotypic properties and concentration of mineral elements and stimulated the enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems under study.

4 – Silicon spray has inhibited the negative effect of cadmium stress, increased concentrations of mineral elements, some studied phenotypic properties, and reduction in the effectiveness of enzymatic antioxidants (SOD, POD and CAT) and non-enzymatic antioxidants (tocopherol, proline, ascorbite and lycopene).

Recommandation

1 – Treating cadmium stress by using nitric oxide and silicon in different concentrations and applying the experiment to other environmental stresses with other crops.

2 – Spray the plant with nitric oxide at a concentration of 100 mmol. L^-1 to give it the best values ​​for the studied properties and reduce the negative effects of cadmium stress.

3 –  The increase from silicon levels to more than one level for its positive role in improving the characteristics studied under cadmium stress.

4 – Applying genetic experiments and studies induced by nitric oxide and silicon responsible for plant tolerance to cadmium stress and improving plant growth and sustainability.

5 – Adopting the method of hydroponic to study the negative effects of heavy and alternative elements on soil cultivation and reducing costs in production.