رابطه آلودگی هوا و ساختار تشریحی و تکوینی گیاه برگ بو ( .Laurus nobilis L) و دو آنزیم موثر بر این ارتباط

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی دانشگاه آزادواحد دامغان

2 گروه زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

3 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد دامغان، ایران

4 2 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، ایران

چکیده

چکیده
هدف از این پژوهش، بررسی اثر آلاینده های هوا که از عوامل تنش زا و با دخالت انسان می باشند، بر برخی ویژگی های تشریحی و تکوینی گیاه برگ بو و ارتباط آن با دو آنزیم پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز بود. بنابراین نمونه های کاملا همسان از نظر سن و شرایط نگهداری از دو منطقه پاک (بوستان جمشیدیه واقع در شمال تهران) و منطقه آلوده (بوستان بعثت واقع در جنوب شرقی تهران و مجاور ترمینال جنوب) انتخاب و در یک روز و در هر منطقه از 4 درختچه به عنوان 4 تکرار برداشت انجام شد. سطح برگی، نوع و تعداد روزنه، برشگیری از برگ، ساقه و ریشه انجام و میزان فعالیت آنزیم های پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز بررسی شد. فعالیت آنزیم ها، تعداد روزنه در هر میلیمترمربع برگ و سطح برگی در نمونه های منطقه آلوده افزایش قابل توجهی یافت (Pr< 0.01) و ساختار تشریحی و تکوینی تغییراتی را بروز داد، که نشان دهنده فعال شدن مکانیسم های حفاظتی در این گیاهان تحت تنش آلودگی هوا است و همچنین واکنش های مشاهده شده بعنوان واکنش های تطبیقی و جبرانی در برابر عوارض نامطلوب آلودگی هوا در نظر گرفته می شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Relationship Between Air Pollutionand Anatomical and Development of the Laurus nobilis L. Plant and Two Effective Enzymes on This Relationship

نویسندگان [English]

  • Hamideh Sanaeirad 1
  • Ahmad Majd 2
  • Hossein Abbaspour 3
  • Maryam Peyvandi 4
1 Department of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University , Damghan Branch , Damghan , Iran
2 Department of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University , North Tehran Branch , Tehran , Iran
3 Department of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University , Damghan Branch , Damghan , Iran.
4 Department of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University , North Tehran Branch , Tehran , Iran
چکیده [English]

Abstract
This study aimed to investigate the effect of air pollutants, which is the stressful factors and by human intervention, on some of anatomical and development of the Laurus nobilis L. plant and its relation with Peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PPO) enzymes. Therefore, perfectly similar samples in terms of age and storage conditions were chosen from two clean area (Jamshidieh Park in northern Tehran) and contaminated area (Besat Park located in southeast of Tehran and near to the South Terminal) and in one day and in every region 4 bushes were harvested as 4 repetitions. Leaf area, types and numbers of stomata, sectioning of leaf, stems and roots was done and the amount of activity of peroxidase and polyphenol oxidase enzymes was investigated. Enzymes'activity, the number of stomata per mm2 of leaf and leaf level in samples of contaminated area was increased significantly (pr<0.01) and anatomical and development revealed changes,suggesting the activation of protective mechanisms in these plants under air pollution stress, and also observed responses are regarded as adaptive and compensative to the adverse effects of air pollution .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Air pollution
  • Laurus nobilis L
  • Anatomical
  • development
  • Enzyme

[1] فیزیولوژی گیاهی، ترجمه م 13۷9  تایز و زایگر.  کافی، جهاد دانشگاهی مشهد. . آناتومی گیاهی، ترجمه آ جعفری، 1383 ] فان.

2[ انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. . تغییرات 1392 . ] قلیچ س، زرین کمر ف، لباسچی م

3[ Hypericum ساختار برگ گونه . تحت perforatum L تیمارسرب، مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست .12-15 :4 ،26 جلد،) شناسی ایران . کروموفیتهای ایران (سیستماتیک 13۷2 ] قهرمان ا.

4[ گیاهی). . ساختار و ردهبندی گیاهان 1385 ] گی دیسون.

5[ آوندی، ترجمه م صانعی شریعت پناهی، ح لسانی، مرکز نشر دانشگاهی تهران. . مطالعه 1391 رحمانی فرد ف. ، ] مجد ا، جنوبی

6[ خواص آللوپاتی برگهای گیاه کاج نهران بر جوانه زنی بذرها و دانههای گرده، Pinuseldarica رشد و تکوین دانه رستهای برخی گیاهان تک لپه و دولپه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خوارزمی، دانشکده علوم زیستی. . بررسی ساختار تشریحی 138۷ . ] میرزائی م، بابالو ف

۷[ Hedera ( عشقه . ) وتاثیر آلودگی هوا برآن helix.L .41-4۷ :1 فصلنامه زیستشناسی تکوینی سال اول،

[8] Apel K, Hirt H. 2004. Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annual Review of PlantBiology , 55: 373-399.

[9] Blokhinan O, Virolainen E, Fagestedt KV.  2003. Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: A review. Annuals of Botany, 91:179-194.

[10] Bogdanovic J, Dikanovic D, Maksimovic V, Tufegdzic S, Dokovic D, Isajev V, Radotic K. 2006. Phenolics, lignin content and peroxidase activity in Picea omorika lines. Biologia Plantarum, 50(3): 461-464.

[11] Breusegem FV, Vranova E, Dat JF,  Inze D. 2001. The role of active oxygen species in plant signal transduction. Plant Sci, 161: 405-414.

[12] Dirk I, Montago MV. 2002. Oxidative stress in plants. Journal of Research Science, 14:177186.

[13] Flottet BE, Moerschbacher BM, Resener H.1990. Peroxidase isoenzyme patterns of resistant and susceptible wheat leaves following stem rust infection. New Phytologist, 111: 413421.

[14] Furlan CM, SalatinoA, Domingos M. 2004. Influence of air pollution on leaf chemistry,herbivore feeding and gall frequency on Tibouchina  pulchra  leaves in Cubatao (Brazil). Biochemical Systematics and Ecology, 32: 253-263.

[15] Gielwanowska I, Szczuka  E, Bednara  J, Gorecki  R. 2005. Anatomical features and ultra-structure of Deschampsiaantarctica (Poaceae) leaves from different growing habitats. Ann. Bot., 96: 1109-1119.

[16] Hammerschmidt R, Kuc J.1995. Induced resistance to disease in plants. Kluwer Academic Publishers, American, 183 Pp.

[17] Hiraga S, Sasaki K, Ito H, Ohashi Y, Matsui H. 2001. A large family of class III plant peroxidases. Plant Cell Physiol  42: 462–468.

[18] Joshi PC, Swami  A. 2009. Air pollution induced changes in the photosynthetic pigments of selected plant species. J. Environ. Boil, 30: 295-298.

[19] Kar M, Mishra D. 1976. Catalase, peroxidase, and polyphenoloxidaseactivities during rice leaf senescence. Plant Physiology, 57: 315-319.

[20] Keskin1 N, Ili P. 2012. Investigation of particular matters on the leaves of Pinus nigra arn. Subsp. Pallasiana (Lamb.) Holmboe In Denizli (Turkey), Pak. J. Bot, 44: 1369-1374.

[21] Li MH. 2003. Peroxidase and superoxide dismutase activities in fig leaves in response to ambient air pollution in a subtropical city. Arch. Environ. Contam. Toxicol, 45: 168-176.

[22] Li Q, Yu L, Deng Y, Li W, Li M, CaoJ. 2007. Leafepidermal characters of Lonicerajaponica and Lonicera confuse and their ecologyadaptation. J. For. Res, 18: 103–108.

[23] Marschner H.1995. Mineralnutrition of higher plants (2nd Ed.). Academic Press Inc,London, UK.

[24] Mittler R. 2002. Oxidative stress, antioxidant and stress tolerance. Trends in Plant Science, 7 (9): 405-415.

[25] Noctor G, Foyer C H. 1998. Ascorbate and glutathione: Keeping active oxygen under control, Annual Review of Plant Physiology and Plant MolecularBiolology, 49: 249-276.

[26] Parida AK, Das AB. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants a review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60 (11): 324-349.

[27] Robb J, Powell DA, Street PFS . 1988. Time course of wall- coating secretion in Verticillium –infected tomatoes. Physiology and Plant Pathology, 31: 217-226.

[28] Ruuhola T, Rantala LM, Neuvonen S, Yang S, Rantala MJ. 2009. Effects of long-term simulated acid rain on a plant-herbivore interaction. Basic and Applied Ecology, 10: 589-596.

[29] Schloss P, Walter C, Mader, M. 1987. Basic peroxidases in isolated vacuoles of Nicotiana tabacum L. Planta, 170: 225-229.

[30] Sukumaran D. 2014. Effect of air pollution on the anatomy some tropical plants, Applied Ecology and Environmental Sciences , 2:32-36.

[31] Tiwari Sh. 2013. Air pollution induced changes in foliar morphology of two shrub species at Indore city , India,Research Journal of Recent Sciences , 2: 195-199.

[32] Tomas F, Kuijpers M, Renske H, Deborah L,Willem J, Van Berkel H. 2015. Potato and mushroom polyphenol oxidase activities are differently modulated by natural plant extracts. J. Agric. Food Chem, 62 (1): 214–221.

[33] Tripathi AK, Gautam M. 2007. Biochemical parameters of plants as indicators of air pollution. J. Environ. Biol, 28: 127-132.

[34] Vollenweider MA. 2006. Structuralchanges and permeability of ivy (Hederahelix) leaf cuticles in relation to leafdevelopment and after selective chemicaltreatments, 12: 337-348.

[35] Wang F, Zeng B, Sun Z, Zhu C. 2009. Relationship between proline and Hg2+induced oxidative stress in a tolerant rice mutant. Arch Environ Contam Toxicol, 56: 723-731.

[36] Woo SY, Je SM. 2006. Photosynthetic rates and antioxidant enzyme activity of Platanus occidentalis growing under two levels of air pollution along the streets of Seoul. J. Plant Biol, 49: 315-319.

[37] Woo S.Y, Lee DK, Lee YK. 2007. Net photosynthetic rate, ascorbate peroxidase and glutathione reductase activities of Erythrina orientalis in polluted and non-polluted areas. Photosynthetica, 45: 293-295.

[38] YamazakiJ, Ohashi A, Hashimoto Y, Negishi E, Kumagai S, KuboT, OikawaT, Maruta, E, KamimuraY. 2003. Effects of high light and lowtemperature during harsh winter on needle photodamage of Adies mariesiigrowing at the forest limit on Mt. Norikura in Central Japan. Plant Sci, 165:257-264.

[39] Yannarelli GG, Gallego SM, TomaroML. 2006. Effect of UV-B radiation on the activity and isoforms of enzymes with peroxidase activity in sunflower cotyledons. Environmental and Experimental Botany, 56: 174-181.

[40] Zacheo G, Bleve-Zacheo T, Pacoda D, Orlando C DurbinRD.1995. The assocation between heatinduced susceptiblity of tomatos to Meloidogyne incognita and peroxidase activity.Physiological and Molecular Plant Pathology, 46: 491-50.

[41] Zhang LZ, WeiN, Wu QX, Ping ML. 2007. Anti-oxidant response of Cucumis sativus L. to fungicide carbendazim. Pesticide Biochemistry and Physiology, 89: 54-59.