در سال‌های اخیر عصاره‌های گیاهی به‌عنوان عوامل ضدمیکروبی و انتی اکسیدانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یکی از این عصاره‌ها، عصاره برگ زیتون بوده که به‌دلیل وجود ترکیب‌های فنولی برابر نتایج برخی پژوهش ها دارای اثرات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی می باشد. در این تحقیق خاصیت ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی عصاره برگ زیتون و امکان کاربرد آن در سس مایونز به عنوان یک ماده نگهدارنده طبیعی بجای نگهدارنده های شیمیایی سنتزی مورد بررسی قرار گرفت. عصاره به روش مایکرویو استخراج با امواج مایكروویو از پودر برگ زیتون پس از حل شدن در حلال (متانول) استخراج و با دستگاه روتاری خالص سازی شد و با سه نسبت 20 ، 30 و 40 درصد صمغ عربی اینکپسوله گردید و در سه غلظت صفر، ppm750 و ppm1500 به سس مایونز فرموله شده بصورت اینکپسوله اضافه و سس های مایونز در سه دمای 5 ، 24 و 44 درجه سانتیگراد نگهداری شد. در پایان هر هفته آزمایشات شیمیایی اسیدیته و pH ، و میزان درصد نابودگری رادیکال DPPH ، میزان محتوی ترکیبات فنولی کل و آزمایشات میکروبی شامل شمارش سالمونلا، اشرشیاکلی، باکتری های اسید لاکتیک، کپک و مخمر روی هر نمونه با سه تکرار صورت گرفت. آزمایشات نشان داد بیشترین تغییرات اسیدیته و pH مربوط به نمونه های فاقد عصاره برگ زیتون (نمونه 13) بوده و در بین این نمونه ها نمونه های نگهداری در دمای های بالاتر (44 درجه سانتیگراد) بوده است و نمونه های حاوی عصاره تغییرات تغییرات اسیدیته و pH محسوسی نداشته اند. در خصوص میزان ترکیبات فنولی کل و درصد نابودگری رادیکال DPPH، نمونه های اینکپسوله شده با غلظت کمتر صمغ و نگهداری شده در دماهای کمتر دارای بیشترین میزان ترکیبات فنولی کل و درصد نابودگری رادیکال DPPH بودند. نمونه شماره 11 بعلت استفاده از بیشترین درصد عصاره برگ زیتون (ppm1500)، کمترین درصد صمغ بکار رفته در اینکپسوله کردن (20 درصد) و نگهداری در دمای 5 درجه سانتیگراد بیشترین میزان را در این خصوص به خود اختصاص داده است.نتایج آنالیز های میکروبی نشان می دهد بیشترین آلودگی میکروبی در طول مدت نگهداری مربوط به باکتری های سالمونلا و اشرشیا کلی و کمترین مربوط به باکتری های اسید لاکتیک و کپک و مخمر بوده است و بیشترین الودگی میکروبی در نمونه های فاقد عصاره برگ زیتون بویژه نمونه های نگهداری شده در دمای 44 درجه سانتیگراد بوده که این موضوع بعلت افزایش pH و آماده شدن شرایط رشد میکروارگانیسم ها در دماهای بالاتر می باشد.

کلید واژه: عصاره برگ زیتون، سس مایونز، ترکیبات فنولی، آلودگی میکروبی.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                          صفحه5

فصل اول مقدمه و کلیات ……………………………………………………………………………………………………….1

1- 1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………..2

1- 2- تاریخچه سس سازی در جهان ……………………………………………………………………………………….2

1- 3- تاریخچه سس سازی در ایران………………………………………………………………………………………..3

1- 4- طبقه بندی و تعریف انواع سس ……………………………………………………………………………………..3

1- 4-1- تعریف سس مایونز از نظر استاندارد ایران ……………………………………………………………………4

1-4–2- تعریف سس مایونز از نظر سازمان غذا و داروی آمریکا ………………………………………………….5

1-5- انواع فساد در سس مایونز……………………………………………………………………………………………….5          

1-5-1-فساد فیزیکی در سس مایونز…………………………………………………………………………………………5

1-5-2-فساد شیمیایی سس مایونز…………………………………………………………………………………………….6

1-5-3-فساد میکروبی در سس مایونز……………………………………………………………………………………….6

1-6- اجزاء تشکیل دهنده سس های مایونز………………………………………………………………………………..7

1-6-1-روغن ها…………………………………………………………………………………………………………………….7

1-6-2-سرکه………………………………………………………………………………………………………………………….8

1-6-3-تخم مرغ…………………………………………………………………………………………………………………….8

1-6-4-پایدارکننده ها و قوام دهنده ها………………………………………………………………………………………9

1-6-5-نگهدارنده ها………………………………………………………………………………………………………………9

1-6-6- ادویه ها……………………………………………………………………………………………………………………10

1-6-7- آب…………………………………………………………………………………………………………………………..11

1-7- فرایند تولید سس مایونز………………………………………………………………………………………………….11

1-8- ویژگی های فیزیکی مایونز………………………………………………………………………………………………11

1-8-1-رنگ………………………………………………………………………………………………………………………….11

1-8-2-طعم و بو……………………………………………………………………………………………………………………11

1-8-3- مواد خارجی……………………………………………………………………………………………………………..11

1-8-4-غیریکنواختی………………………………………………………………………………………………………………11

1-9- ویژگی های شیمیایی مایونز…………………………………………………………………………………………….12

1-9-1چربی…………………………………………………………………………………………………………………………..12

1-9-2-PH…………………………………………………………………………………………………………………………..12

1-9-3- اسیدیته کل……………………………………………………………………………………………………………….12

1-9-4- آلاینده های فلزی………………………………………………………………………………………………………12

1-10- ضرورت استفاده از نگهدارنده های طبیعی………………………………………………………………………13

1-11- اهداف ……………………………………………………………………………………………………………………….15

1-12- فرضیه ها…………………………………………………………………………………………………………………….15

فصل دوم : (ی بر سوابق گذشته)……………………………………………………………………………………….16

2-1-انواع نگهدارنده های طبیعی………………………………………………………………………………………………17

2-2- ویژگی های نگهدارندگی عصاره برگ زیتون……………………………………………………………………..18

2-3- استفاده از نگهدارنده های طبیعی در محصولات غذایی……………………………………………………….20

2-4- کاربرد نگهدارنده ها وافزودنی های طبیعی در سس مایونز………………………………………………….22

 

 

فصل سوم(مواد و روش‌ها)………………………………………………………………………………………………………24

3-1- تهیه و آماده سازی پودر از برگ های زیتون………………………………………………………………………25

3-2- استخراج عصاره …………………………………………………………………………………………………………..25

3-3- تغلیظ عصاره برگ زیتون ………………………………………………………………………………………………26

3-4- هیدراتاسیون مواد دیواره ای …………………………………………………………………………………………..26

3-5- ریزپوشانی عصاره برگ زیتون…………………………………………………………………………………………27

3-6- اندازه گیری ترکیبات فنلی عصاره……………………………………………………………………………………27

3-7- آماده سازی نمونه ها و فرمولاسیون سس مایونز با عصاره برگ زیتون………………………………….28

3-7-1-آماده سازی و فرموله کردن سس مایونز…………………………………………………………………………28

3-8- آزمون های شیمیایی………………………………………………………………………………………………………29

3-8-1- تعیین pH ……………………………………………………………………………………………………………….29

3-8-1-1-روش اجرایی آزمون ………………………………………………………………………………………………29

3-8-2- اسیدیته کل ……………………………………………………………………………………………………………..29

3-8-2-1- روش اجرایی آزمون …………………………………………………………………………………………….29

3-9-آزمون های میکروبی ……………………………………………………………………………………………………..30

3-9-1- روش کار ………………………………………………………………………………………………………………..30

3-9-2- شمارش کپک و مخمر ……………………………………………………………………………………………..31

3-9-3- شمارش باکتری های اسید لاکتیک هترو فرمنتیتیو …………………………………………………………31

3-9-4- شمارش اشر شیاکلی ………………………………………………………………………………………………..31

3-9-5- شمارش سالمونلا …………………………………………………………………………………………………….32

3-10- تجزیه و تحلیل آماری …………………………………………………………………………………………………33

فصل چهارم نتایج و بحث……………………………………………………………………………………………………….34

4-1- تغییرات pH در نمونه های سس مایونز در طی دوره نگهداری………………………………………….35

4-2- تغییرات اسیدیته در نمونه های سس مایونز در طی دوره نگهداری …………………………………..37

4-3- تغییرات ترکیبات فنولی کل عصاره برگ زیتون در نمونه های سس مایونز در طی زمان نگهداری……………..39

4-4- تغییرات میزان درصد نابودگری رادیکال DPPH عصاره برگ زیتون موجود در نمونه های سس

مایونز درطی زمان نگهداری……………………………………………………………………………………………………41

4-5- تغییرات میکروبی در نمونه های سس مایونز در طی زمان نگهداری……………………………………43

فصل پنجم نتیجه گیری کلی و پیشنهادات ……………………………………………………………………………….45

5-1-نتیجه گیری کلی ……………………………………………………………………….. …………………….46

5-2-پیشنهادات ……………………………………………………………………………….. …………………….47

منابع وماخذ ……………………………………………………………………………………. ……………………48

مقدمه

تغییر روش زندگی شهروندان و گسترش روزافزون زندگی ماشینی موجب تغییر در عادات روزمره افراد جامعه و به ویژه عادات غذایی آنان شده است. از دیگر سو اشتغال بانوان در محیط خارج از خانه كه روند رو به رشدی را در بین بانوان جوان تجربه می كند، باعث رویكرد خانواده ها به استفاده از غذاهای آماده و حتی انواع غذاهای سرد گشته است. استفاده از غذاهای سرد و آماده مصرف، معمولا به همراه چاشنی های مختلف انجام می گیرد. كه انواع سس ها از مهم ترین این چاشنی ها محسوب می گردند. سسها شامل انواع مختلفی هستند كه سس های كچاپ، خردل و مایونز از اصلی ترین آنها به شمار می آیند. در این میان سس مایونز به عنوان سسی كه هم به صورت خالص مورد استفاده قرار می گیرد و هم به عنوان پایه ای برای تهیه سایر انواع سس، از جمله سس های سالاد، سس فرانسوی، سس ایتالیایی، سس هزارجزیره و … به شمار می آید از محبوبیت فراوانی برخوردار است. ضمن اینكه سس مایونز با دارا بودن حدود 66 درصد چربی، ٣ درصد كربوهیدرات و ٢ درصد پروتئین به عنوان یک ماده غذایی پر انرژی با حدود ٦٥٠ كیلوكالری انرژی در هر یكصد گرم محسوب می شود.

موارد استفاده سس مایونز در تهیه انواع ساندویچ، سالادهای فصل، سالاد الویه و … و نیز همراه با سایر غذاها، تقاضای مصرف این ماده غذایی را به سطح بالایی ارتقا داده است.

1-2-تاریخچه سس سازی در جهان

نظرات متعددی در مورد ساخت اولین سس مایونز وجود دارد ولی اکثریت قریب به اتفاق معتقدند که مایونز اولین بار در سال ۱۷۵۶ میلادی در جشن پیروزی جنگی به فرماندهی شاهزاده‌ای انگلیسی به‌نام فیلیپ کاستل که شهر بندری ماهان (شهری در جزیره مینورکا) را تسخیر کرده بود، ساخته شد. پس از آن این سس، به ماها نیز معروف شد. اساس و ریشه کلمه سس نیز از یک کلمه فرانسوی گرفته شده است و به معنی چاشنی است پس از سال‌ها اولین تولید صنعتی این فرآورده بدین گونه شکل گرفت که شخصی به‌نام ریچارد هلمنز (مهاجر آلمانی) در سال ۱۹۰۵ به آمریکا مهاجرت کرد و پس از چندی اقدام به تأسیس یک مغازه اغذیه فروشی کرد که طی فعالیتش همسر وی به‌نام (نینا هلمنز) اقدام به ساخت این سس کرد. پس از مدت کوتاهی به‌علت طعم و مزه بسیار خوب این سس، مردم شهر نیویورک از آن به شدت استقبال کردند. هلمنز در سال ۱۹۱۲ از حرفه اصلی خود کناره‌گیری کرد و اقدام به تولید انبوه سس مایونز در شیشه‌هایی با روبان آبی (به‌عنوان اتیکت) کرد. شرکت هلمنز اینک در آمریکا و در کل دنیا نیز جزو یکی از مهمترین و بزرگترین کارخانه‌های تولیدکننده انواع سس‌های سالاد است. (مقصودی، 1384)

1-3 -تاریخچه سس سازی درایران

بیژن مهاجرین بنیانگذار تولید سس مایونز در ایران (1348) راه اندازى كارخانه دیاموند، اولین تولیدكننده سس كچاپ وسس ماكارونی، پنیرپیتزا، اولین عرضه كننده خیارشور و رب گوجه فرنگى در ظروف شیشه اى می باشد. سس مایونز در ایران نیز در سال ۱۳۵۱ هجری شمسی به ‌طور همزمان توسط گروه تولیدی مهرام و یک کارخانه دیگر تولید و بسته‌بندی شد. مایونز در ایران نیز پس از طی یک دهه، در سبد کالای مصرفی مردم، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شد. (مقصودی، 1384)

 1-4-طبقه بندی و تعریف انواع سس

به طور کلی سس ها به دو گروه سس های دارای روغن و سس های فاقد روغن طبقه بندی می شوند. سس های بر پایه روغن با توجه به بافت شان به دو گروه زیر طبقه بندی می شوند:

1- سس های تزئینی غلیظ شامل مایونز، سس های سالاد غلیظ و فرآورده های کم کالری مشابه.

2- سس های تزئینی رقیق و سیال شامل سس های فرانسوی و سایر سس ها و فراورده های کم کالری مشابه.

سس های روغنی رقیق (یا سیال) مانند سس های فرانسوی به دو دسته سس های سیال امولسیونه یا تک فازی که فاقد فازهای جداگانه می باشد و سس های رقیق غیر امولسیونه یا دو فازی که دارای فازهای جداگانه می باشند، تقسیم می شوند. سس های بر پایه روغن در انواع معمولی و رژیمی (کم چربی، کم کالری و بدون چربی) تولید می گردند. سس های فاقد روغن نیز به دو گروه غلیظ و رقیق گروه بندی می شوند. سس های میوه نمونه ای از سس های رقیق به دو گروه شفاف و غیر شفاف تقسیم می شوند. سس های شفاف فاقد ذرات نامحلول و رسوب هستند و عملیات فیلتراسیون و صاف نمودن بر روی این فرآورده ها صورت پذیرفته است. از این فرآورده ها می توان چاشنی های شفاف و سرکه های طعم دار شفاف را نام برد. سس های غیر شفاف دارای ذرات نامحلول و رسوب می باشند مانند سس های ورسس تر، یورک شایر و کچاپ قارچ.

1-4-1- تعریف سس مایونز از نظر استاندارد ایران

چاشنی‌ است‌ كه‌ از امولسیون‌ شدن‌ روغنهای‌ گیاهی‌ خوراكی‌ در یك‌ فاز مایع‌ شامل‌ سركه‌ بوجودمی‌آید. امولسیون‌ روغن‌ در آب‌ توسط‌ زرده‌ تخم‌ مرغ‌ ایجاد می‌گردد.در واقع مایونز فراورده غذایی آماده ای است که بصورت امولسیون دائم روغن در آب بوده و دارای بو و مزه ملایم است.pH رنگ کرم تا زرد کمرنگ آن بین 6/3 تا 4 است که نباید از 1/4 تجاوز نماید. در ساخت آن روغن گیاهی خوراکی، سرکه، آب لیمو، تخم مرغ (زرده یا کامل )و نیز ممکن است افزودنی ها و طعم دهنده های مجاز دیگر از قبیل نمک، شکر، ادویه، صمغ خوراکی اسیدهای سیتریک، مالیک یا لاکتیک بکار رود. (مقصودی،1384 )

1- 4-2-تعریف سس مایونز از نظر سازمان غذا و داروی آمریکا

بنابر تعریف مایونز امولسیون غذایی نیمه جامدی است که با مشخصات زیر تولید می گردد:

1- حداقل روغن مصرفی در آن 65 درصد می باشد.

2- مواد اسیدی کننده (مانند سرکه و عصاره لیمو به مقدار حداقل 5/2 درصد وزنی بر حسب اسید استیک یا سیتریک)

3- ترکیبات حاوی زرده تخم مرغ

عنوان                                                                                                       صفحه

         چکیده………………………………………………………………………………………………………1

     فصل اول – مقدمه

• 1حبوبات………………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-2 اهمیت و جایگاه حبوبات در جهان ………………………………………………………………………………4

1-3 باقلا………………………………………………………………………………………………………………………..8

1-4 گیاهشناسی………………………………………………………………………………………………………………10

1-5 اهمیت باقلا……………………………………………………………………………………………………………..11

1-6 بیماری فاویسم…………………………………………………………………………………………………………12

1-7 آمار تولید باقلا………………………………………………………………………………………………………..12

1-8 بیماری های باقلا……………………………………………………………………………………………………. 13

1-9-1 لکه شکلاتی………………………………………………………………………………………………………..14

1-9-2 بیماری برق زدگی………………………………………………………………………………………………..17

1-9-3 بیماری سوختگی استمفیلیومی……………………………………………………………………………….19

1-9-4 بیماری زنگ………………………………………………………………………………………………………..20

1-9-5 بیماری لکه برگی سرکوسپورایی…………………………………………………………………………….23

1-9-6بیماری لکه برگی آلترناریایی…………………………………………………………………………………..24

1-10 بررسی منابع بیماری ها…………………………………………………………………………………………..25

1- 11رابطه شدت ووقوع بیماری……………………………………………………………………………………..29

1-12 هدف تحقیق…………………………………………………………………………………………………………31

فصل دوم – مواد و روش ها

     2-1زمان و موقعیت جغرافیایی مکان اجرای طرح ……………………………………………………………. 34

2-2 کاشت…………………………………………………………………………………………………………………….34

2-3 -1 مراقبت های دوره ی داشت………………………………………………………………………………….35

2-3-2 آفات باقلا……………………………………………………………………………………………………………35

و

2-3-3 علف های هرز باقلا……………………………………………………………………………………………..36

2-3-4 داشت………………………………………………………………………………………………………………..37

2-4 یادداشت برداری میزان بیماری ………………………………………………………………………………….37

2-5 محاسبات آماری ……………………………………………………………………………………………………..41

2-6 روش تجزیه و تحلیل اطلاعات …………………………………………………………………………………41

 فصل سوم– نتایج

3-1 خلاصه کلی نتایج صفات زراعی………………………………………………………………………………..43

3-2 نتایج کلی تجزیه وتحلیل داده ­های مربوط به شدت نهایی بیماری­ها………………………………. 46

3-3 نتایج کلی تجزیه وتحلیل داده ­های مربوط به دامنه­ تغییرات سطح زیر منحنی پیشرفت

بیماری­های باقلا (AUDPC) در ژنوتیپ­های مورد بررسی………………………………………………..48

3-4 مقدار سطح استاندارد شده­ی زیر منحنی پیشرفت بیماری­های باقلا (SAUDPC) در ژنوتیپ

­های مورد بررسی………………………………………………………………………………………………………….49

3-5 ضرایب همبستگی ………………………………………………………………………………………………..62

 فصل چهارم – بحث

    4-1 وضعیت بیماری ها………………………………………………………………………………………………..67

4-2 استفاده ازAUDPC بهتر است یاSAUDPC ؟………………………………………………………….74

4-3 نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………………………………………..75

منابع مورد استفاده

منابع فارسی……………………………………………………………………………………………………………… 78

منابع انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………………….79

چکیده

به منظور بررسی مقاومت مزرعه­ای گونه­ های باقلا مورد نظر دراین تحقیق شامل 13 ژنوتیپ به نام­هایLeofourtun ،Saraziri ،Aqoudulce ،Giza717 ،GizaBlanca ،ILB1814 ، ILB3626،ILB3621 ،ILB3545 ،ILB3640 ،ILB3554 ،Zereshki ، Borkot بوده این تحقیق در پاییز 1390 در ایستگاه تحقیقاتی گرگان در قالب طرح بلو ک­های کامل تصادفی در 3 تکرار انجام شد. برای ارزیابی مقاومت ژنوتیپ­ها، میزان وقوع و شدت بیماری­های برگی (لکه شکلاتی، لکه برگی آلترناریایی، سوختگی آسکوکیتایی و سوختگی استمفیلیومی) در فاصله زمانی مشخص از ظهور علایم تا زمان برداشت اندازه گیری و بر این اساس، منحنی پیشرفت بیماری برای میزان وقوع و شدت بیماری رسم و با بهره گرفتن از آن، متغیرهایAUDPC وSAUDPC محاسبه شدند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ­ها نشان داد که بین ژنوتیپ­ها بر اساس متغیرها اختلاف معنی داری وجود دارد. مقایسه میانگین داده ­ها نشان داد بالاترین شدت بیماری‌های لکه شکلاتی، لکه برگی آلترناریایی، برق‌زدگی و سوختگی استمفیلیومی

 در ژنوتیپ ILB3554 دیده شد. ژنوتیپ برکت مقاوم‌ترین واکنش را نسبت به بیماری لکه شکلاتی و لکه برگی آلترناریایی نشان داد. ژنوتیپ‌های Leofourtun و Aqoudulce هم مقاوم ترین واکنش را در برابر بیماری‌های برق‌زدگی و بیماری سوختگی استمفیلیومی نشان دادند.

ژنوتیپ Boroket نسبت به بیماری برق زدگی و سوختگی استمفیلیومی به ترتیب حساس و نسبتا حساس است ولی نسبت به بیماری­های لکه شکلاتی و آلترناریایی به ترتیب مقاوم ونسبتا مقاوم است. ژنوتیپBorkot مقاوم­ترین رقم نسبت به بیماری لکه شکلاتی بوده که مقدار آن 5/16 بوده و حساس ترین ژنوتیپ نسبت به بیماری لکه شکلاتی ژنوتیپ ILB3554 است که مقدار آن 12/34 بوده است.

ژنوتیپ zereshki و Borkot مقاوم ترین رقم نسبت به بیماری لکه برگی آلترناریایی بوده که مقدار آن 55/21 بوده و حساس­ترین ژنوتیپ نسبت به بیماری لکه برگی آلترناریایی ژنوتیپ ILB3554 است که مقدار آن 83/38 بوده است. ژنوتیپ Leofourtunمقاوم­ترین رقم نسبت به بیماری برق زدگی بوده که مقدار آن 11/11 بوده و حساس­ترین ژنوتیپ نسبت به بیماری برق زدگی ژنوتیپ ILB3554 است که مقدار آن 00/67 بوده است. ژنوتیپ Leofourtun مقاوم­ترین رقم نسبت به بیماری سوختگی استمفیلیومی بوده که مقدار آن 11/44 بوده و حساس­ترین ژنوتیپ نسبت به بیماری سوختگی استمفیلیومی ژنوتیپ ILB3554 و Borkot است که مقدار آن 62/61 بوده است.

واژه های کلیدی: ژنوتیپ های باقلا، بیماری­های لکه برگی، بیماری لکه شکلاتی، لکه برگی آلترناریایی، برق زدگی، سوختگی استمفیلیومی، واکنش ژنوتیپ ها

 1-1 حبوبات

حبوبات دانه­ های خشك خوراكی هستند كه به خانواده­ی بقولات تعلق دارند و پس از غلات، دومین منبع مهم غذایی می­باشند. بذر رسیده و خشك این گیاهان دارای ارزش غذایی زیادی بوده و به لحاظ قابلیت نگهداری آن از جمله مهم­ترین منابع غذایی سرشار از پروتئین به شمار می­روند (مجنون حسینی و همکاران، ۱۳۷۵). حبوبات به دلیل داشتن ویژگی­های غذایی و زراعی خاص، جایگاه ویژه­ای در نظام­های كشاورزی كشورهای در حال توسعه دارند. همچنین به دلیل توانایی تثبیت نیتروژن، افزایش باروری خاك و گسستن چرخه­ی زندگی بیماری­های گندمیان، برای قرارگیری در تناوب زراعی از ارزش زیادی برخوردار هستند و عامل مهمی در ثبات تولید غلات به شمار می­روند (1993 Doughton et al., 1993; Saxena , .(Whish et al., 2002;

حبوبات یکی از مهم­ترین غذاها در جهان است. نخود، عدس، باقلا و… در فصل سرد افزایش یافته در حالی­که لوبیا چشم­بلبلی، ماش و سویا، به­ عنوان حبوبات فصل گرم شناخته شده است. عملکرد این حبوبات در زمین­های کشاورزی باعث کاهش تنش­های زنده مانند بیماری­ها، حشرات و آفات، نماتد­ها و علف­های هرز شده، خسارت ناشی از آنها را به طور قابل ملاحظه­ای کاهش می­دهدpande et al., 2009)).

دانه حبوبات با داشتن حدود 32-18 درصد پروتئین نقش مهمی در تأمین مواد پروتئینی مورد نیاز انسان می ­تواند داشته باشد (مجنون حسینی، 1372). مقدار پروتئین موجود در دانه حبوبات 2 تا 3 برابر بیشتر از پروتئین موجود در دانه­ های غلات و 10 تا 20 برابر بیشتر از پروتئین موجود در گیاهان غده­ای و نشاسته­ای است. علوفه حبوبات نیز به واسطه داشتن درصد پروتئین بالا دارای ارزش غذایی بالایی می­باشد (Pala et al., 2000). ریشه حبوبات نیز به لحاظ همزیستی با ریزوبیوم و تثبیت ازت، جایگاه خاصی در تناوب زراعی با سایر محصولات زراعی از جمله غلات را دارا می­باشند. حبوبات شامل گیاهانی از جمله نخودCicer arietinum))، عدس (Lens culinaris Medikus)، لوبیا (Phaseolus vulgaris)، لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata)، باقلا (Vicia faba) و ماش (Vigna radiata) می­باشند (باقری و همکاران، 1376).

مطالعات نشان می­دهد که حبوبات بیشتر از گیاهان دیگر قادرند از فسفر غیر قابل دسترس در خاک استفاده کنند (کوچکی و بنایان اول، 1995؛ مجنون حسینی، 1977).

حبوبات از منابع مهم غذایی سرشار از پروتئین برای تغذیه­ی انسان به­ صورت مستقیم و غیرمستقیم، خصوصاً برای بخش عظیمی از جمعیت كم‌درآمد جهان محسوب می­ شود. میانگین سرانه­ی مصرف حبوبات در جهان در حدود 14 كیلوگرم و در برخی از كشورها به بیش از 40 كیلوگرم می‌رسد. این مقدار برای كشور ایران درحدود 8/7 كیلوگرم برآورد شده است كه نشان می‌­دهد مصرف این مواد خوراكی علی‌­رغم ارزش غذایی بالایی كه دارند و با توجه به كمبود پروتئین درجامعه ما سرانه مصرف بسیار كمتر از متوسط جهانی است. حبوبات از نظر كلسیم، فسفر، آهن، منگنز، روی و بسیاری دیگر از عناصر معدنی مورد نیاز بدن غنی هستند. علاوه بر آن حبوبات از منابع با ارزش تامین كننده پروتئین بدن به­شمار می‌­روند و جایگزین بسیار مناسبی برای انواع پروتئین­های حیوانی می‌­باشند. همچنین از آنجائیکه حبوبات حاوی مقادیری كاروتئین، ریبوفلاوین، اسید آسكوربیک و نیاسین و سایر ویتامین­ها می‌­باشد از لحاظ تامین ویتامین‌­ها و اسیدهای چرب ضروری بدن مورد توجه قرار می‌گیرند (باقری و همکاران، 1376).

1-2 اهمیت و جایگاه حبوبات در جهان

از آنجا که شرایط اقلیمی کشور ما بسیار متنوع است ، جایگاه مناسبی برای رشد و پرورش انواع گیاهان محسوب می شود. به همین خاطر می توان انواع مختلف گیاهان دارویی را به صورت خودرو و تحت کشت به مقدار فراوان تهیه نمود (قاسمی ،1384).

1-1خانواده (Lamiaceae)

   نعناع گیاهی است علفی و ساقه این گیاه چهار گوش می باشد از قاعده ساقه آن ها نیز غالبا ساقه های فرعی منشا می گیرد که حالت خزنده در سطح زمین پیدا می کند و یا درون خاک وارد گردیده به صورت ساقه های زیر زمینی در می آیند (زرگری ، 1379).

   تیره نعناع ، شامل حدود 160 جنس و بیش از 3000گونه است که در نقاط مختلف کره زمین پراکنده اند . بیشترین انتشار این تیره در نواحی معتدل کره زمین دیده می شود. (امید بیگی ، 1384) در ایران 49 جنس از تیره نعناع با چند صد گونه در مناطق مختلف پراکنده اند.از جنس های مهم این تیره می توان به نعناع ، آویشن کوهی، اسطوخودوس، اکلیل کوهی (رزماری) ، مرزنجوش ، زوفا و کاکوتی اشاره کرد (مهربان سنگ آتش و همکاران ، 1386).

   گیاهان تیره نعناع علفی ، خشبی ، یکساله ، دو ساله یا چند ساله اند که در موارد نادری به صورت درختچه های کوچک می رویند . این گیاهان از نظر نحوه زندگی و نیاز های اکولوژیكی بسیار متفاوتند. ماده موثره گیاهان این تیره عمدتا از نوع اسانس است که در کرک های ترشحی یا حجره های مخصوص در برگ ، ساقه و گل ها ساخته و ذخیره می شوند . در اندام های مختلف این گیاهان موسیلاژ ، تانن و مواد تلخ نیز وجود دارد . نعناعیان ، یکی از بزرگ ترین خانواده های گیاهی هستند که دارای پراکنش جهانی می باشند.   ( به غیر از مناطق قطب شمال و جنوب) این خانواده شامل سه تا چهار هزار گونه گیاهی است که این گونه ها در 200 جنس قرار گرفته اند. (زرگری ،1379؛واترمن ، 1379).

   خانواده نعناع دارای گیاهان عموما علفی ، یکساله و دارای ساقه های راست یا خزنده و چهار گوش هستند. برگ های این گیاهان ساده متقابل و یک در میان و متناوب است . گل های آن ها کامل ، نامنظم ، دو جنسی و مجتمع به صورت دسته هایی واقع در محور ساقه یا در قسمت انتهایی آن است.گل ها دارای کاسبرگ 5 قسمتی و دو یا چهار پرچم هستند . مادگی بزرگ با 2 برچه که هر یک 4 تخمک دارد که بعدا تبدیل به میوه های فندقه می شود که هر یک حاوی چهار بذر منفرد است. بذر این گیاهان نیز کوچک بوده و دارای آندوسپرم ناچیزی است (زرگری ، 1379 ؛ واترمن ،1379).

   اغلب نعناعیان تولید کننده ترپن ها و انواع ترکیبات دیگر هستند که این ترکیبات (عمدتا) در کرک های ترشحی غده ای برگ ها ، ساقه ها و اندام های زایشی ذخیره می شوند. در بین گیاهان خانواده نعناع ، گونه های مفید فراوانی وجود دارد که عده زیادی از آن ها در مصارف پزشکی و صنایع غذایی استفاده می شوند تعداد زیادی از این گونه ها نیز به علت داشتن گل های زیبا و معطر ، دارای ارزش زینتی بوده و در باغبانی مورد استفاده قرار می گیرند (زرگری ، 1379 ؛ واترمن ، 1379).

-2-1جنس Mentha

   پونه یا پودنه با نام علمی Menthe از خانواده نعناعیان یا لبیدسانانLamiaceae است . پونه و نعناع هر دو تحت یک نام علمی می باشند و شباهت های فراوانی به هم دارند . نعناع برگ های لطیف تر و ظریف تری دارد ولی پونه از بوته های خشن تر و مقاوم تری برخوردار است.پونه به صورت طبیعی و خودرو در حاشیه باغچه ها و کنار جویبار ها نیز به صورت وحشی به خصوص درنواحی سرد و کوهستانی می روید . پونه و نعناع هر دو ساقه های رونده دارند و از طریق آن زیاد می شوند . برگ ها و ساقه های نازک تر و همچنین ساقه های سنبله دار پونه رامی توان خشک کرد

 وهنگام مصرف آن ها راجوشانده ویا دم کرد (کیانمهر،1386).

1-2-1گونه های موجود جنس Mentha

در جهان 25 گونه و هیبرید های زیادی برای جنس منتا معرفی شده است. این جنس در ایران 6 گونه علفی ، چند ساله و معطر دارد . گونه Menthe mazaffarianii انحصاری ایران است .

Menthe piperata L.نعناع فلفلی (pepper mint) از گونه هایی است که در بیشتر فارماکوپه ها از آن یاد شده است و هیبریدی است که به صورت طبیعی از تلاقی M.spicata*M.aquatica حاصل شده است و به طور گسترده به عنوان طعم دهنده استفاده می شود.

M.arvensis L. ( field mint و corn mint ) گونه ای ارزشمند با گل های صورتی یا شفید كه منتول لازم برای سیگار ضد آسم از آن تهیه می­ شود.

(water mint) M.aquatica L. نوعی علف هرز در مناطق غرقابی بوده که دارای ساقه ای به طور معمول قرمز رنگ و گل های بنفش است.

(Ginger mint , Scoth mint)M.gracilis هیبریدی از گونه های M.spicata*M.aquatica است که برای تهیه روغن Spearmint کشت می شود.

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: ی 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 مزیت تجمع فلزات سنگین در بافت‌های گیاهان………………………………………………………. 28

2-5-1 جذب غیرانتخابی…………………………………………………………………………………………… 29

2-5-2 مقاومت به خشكی…………………………………………………………………………………………. 29

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

2-5-4 فرضیه دیسپوزال……………………………………………………………………………………………. 29

2- 5-5 تاثیر بر رشد سایر گیاهان……………………………………………………………………………….. 29

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

2-6 ظرفیت تجمع فلز سنگین در بخش هوایی گیاه…………………………………………………………. 29

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

2-8 كاربرد گیاهان بیش‌تجمع‌دهنده……………………………………………………………………………… 32

2-8-1 به كار بردن سیستم‌های متعددی كارائی فیتوریمیدیشن را افزایش می‌دهد…………………….. 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 اثرکادمیوم بررشدومورفولوژی گیاه……………………………………………………………………….. 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 ضدعفونی مواد گیاهی………………………………………………………………………………………… 46

3-6 ضدعفونی وسایل 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

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

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

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

3-9 برداشت گیاهان………………………………………………………………………………………………… 49

3-10 شاخص ­های (صفات) مورفولوژیكی ……………………………………………………………………. 49

3-10-1 تعیین طول ریشه………………………………………………………………………………………….. 49

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

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

3-11-1 سنجش میزان رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیل و کاروتنوئیدها) ………………………………. 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 یک بعدی پروتئینها…………………………………………………………………………………………………… 53

3- 14- 1 روش تهیه محلولها و بافرهای مورد نیاز در الکتروفورز…………………………………… 53

3-14- 1- 1 تهیه بافر استخراج تریس-ساکارز(pH=7.5) ………………………………………………………… 53

3-14- 1-2 محلول پایه آکریلامید-بیس آکریلامید(30 درصد آکریلامید +8/0 درصد بیس آکریلامید) ………………….. 53

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

3- 14- 1- 4 محلول پایه بافر ژل تفکیک کننده (Tris-Hcl pH=8.8)………………………………………………………… 54

3-14- 1- 5 بافر الکترود یا بافر تانک (1000 میلی لیتر) ……………………………………. 54

3-14- 1- 6 محلول پایه بافر نمونه(2X) ……………………………………………………………………………… 54

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

3-14- 1- 8 محلول آمونیوم پرسولفات…………………………………………………… 55

3- 14-2 روش تهیه ژلهای فوقانی و تحتانی……………………………………………………….. 55

3- 14- 2- 1 روش تهیه ژل تحتانی…………………………………………………………………. 55

3- 14-2-2 روش تهیه ژل فوقانی………………………………………………………………………… 55

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

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

3- 14- 3- 2 تثبیت پروتئینها………………………………………………………………………… 58

3- 14- 4 رنگ آمیزی ژل پلی اکریلامید……………………………………………………………… 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 بهره گرفتن از الکتروفورز……………………………………………. 59

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

3- 14- 5- 2 رسم منحنی استاندارد و تعیین وزن مولکولی پروتئینها…………………….. 59

3-15 تعیین میزان یون کادمیوم در اندام هوایی و ریشه به روش جذب اتمی……………….. 60

3-16 طرح آماری وآنالیز داده ­ها ………………………………………. 60

 فصل چهارم:نتایج و بحث

4-2 نتایج حاصل از داده ­های بخش فیزیولوژی گیاهی………………………………………………………. 62

4-2-1 طول اندام زمینی …………………………………………………………………………………………… 62

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

4-2-3 كلروفیل a,b وکلروفیل کل…………………………………………………………………………….. 64

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

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

4-3 جذب کادمیوم 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 كادمیوم درگیاه………………………………………………………………………………. 74

5-2 اثر كادمیوم بر رشد طولی ریشه و اندام هوایی…………………………………………………………… 76

5-3 اثر كادمیوم برمحتوای كلروفیل وكاروتنوئیدها ………………………………………………………….. 77

5-4 بررسی اثر كادمیوم بر محتوای قند در گیاه ………………………………………………………………. 78

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

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

5-7 نتیجه کلی……………………………………………………………………………………………………….. 82

5-8 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………. 83

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

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………… 95

چکیده

پاكسازی مواد آلاینده از خاك،آب و هوا از طریق گیاهان،گیاه­پالایی گفته می­ شود.از این تكنولوژی و علم جدید امروزه جهت پاكسازی اكوسیستم­ها از موادآلاینده از جمله فلزات سنگین،شبه فلزات،مواد رادیواكتیو، علف­كش­ها و ئیدروكربن­های نفتی حلال­های كلره استفاده می شود.گیاهان مختلفی كه دارای توانایی جذب این آلاینده­ها هستند،اغلب از خانواده­هایAsteraceae ,Brassicaceae, Fabaceae Poaceaeو Amaranthaceae و گونه ­هایی از خانواده Solnaceae

هستند.در این تحقیق با توجه به پدیده گیاه­پالایی و توانایی تاجریزی که گونه­ای از خانواده سولاناسه است در این زمینه،سعی شد تا علاوه برمطالعه برخی اثرات منفی کادمیوم به عنوان فلز سنگین غیر ضروری برای رشد گیاه، برکروموزوم­های متافازی میتوزو میزان پروتئین کل گیاه نیز تحقیق شود.از این رو هدف این تحقیق بررسی اثر کادمیوم بر رفتار کروموزوم در تقسیم میتوز و الگوی الکتروفورتیک پروتئین­ها در گیاه تاجریزی است.

آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی با 6 سطح تیمار کادمیوم]صفر(شاهد)،1000،500،250،125،62.5 میلی مولار[ با چهار تکرار در گلخانه تحقیقاتی وآزمایشگاه­های ماهان کرمان انجام شد.مطالعه کروموزوم ­­های متافاز میتوزی از آنجا که بطور طبیعی اندازه کروموزوم­های این گونه کوچک است بررسی­ها نشان داد که کادمیوم اثری بر تعداد کروموزوم­ها نداشته و 2x=2n=24 می باشد واز طرفی مطالعه ژل پروتئین نیز مشخص کرد که کادمیوم نتوانسته برمیزان پروتئین­ها اثرمنفی بگذارد و مشخص شد که در غلظت­های 500و1000 میلی مولار نسبت به شاهد افزایش بیان پروتئین دیده شده است که این افزایش سطح پروتئین نقش حفاظتی برای سلول در حال تنش کادمیوم دارد.دراثبات توانایی جذب این گیاه بررسی جذب اتمی نیز مشخص کرد که میزان جذب کادمیوم در تاجریزی با افزایش غلظت تیمار­ها بصورت قابل توجهی افزایش داشته است.تنش کادمیوم به طور چشمگیری از میزان قندها گیاه کاسته است که این کاهش با توجه به بیش تجمع­دهنده بودن تاجریزی یک مکانیسم سازشی برای حفظ متابولیسم پایه سلول در برابر تنش کادمیوم بوده است.نتایج بررسی­های مورفولوژیکی نشان داد که کادمیوم بر طول ریشه و اندام هوایی این گیاه بی اثر بوده است(به دلیل عدم تاثیر بر کروموزوم های میتوزی در سلول هاس مریستمی انتها ی ریشه).اندازه ­گیری سطوح کلروفیل a,b، کلروفیل کل،کاروتنوئید نشان داد که تیمارها اثر معنی داری بر روی رنگریزه­ها نداشته اند،که این یافته­ ها همگی حاکی از این است که تاج­ریزی با دارا بودن توانایی جذب و تجمع فلز سنگین کادمیوم در خود می تواند گیاه مناسبی برای مطالعات گیاه­پالایی محسوب گردد.از جمله اهداف عملی و کاربردی این تحقیق می توان به بررسی میزان ظرفیت جذب کادمیوم توسط گیاه تاجریزی،تغییر احتمالی رفتار کروموزوم­ها در تقسیم میتوز تحت استرس،مطالعه و بررسی تغییرات احتمالی الگوی الکتروفورتیک پروتئین­های تحت تنش بیان شده درتاجریزی،بررسی توانایی رفع آلودگی­های عناصر سنگین از آب و خاک­های آلوده و احتمالا هوای آلوده، به علت جذب و تجمع آسان کادمیوم و پتانسیل بالای کادمیوم در آلودگی محیط زیست اشاره کرد.

کلمات کلیدی:تاج­ریزی،گیاه­پالایی،کادمیوم،تقسیم میتوز،میزان­پروتئین

 1-1 تعریف فلزات سنگین

فلزات سنگین[1] به عناصر فلزی با وزن مخصوص بالاتر از 5 گرم بر سانتی‌متر مکعب گفته می‌شود. این فلزات در طبیعت به صورت کاتیون‌ها و آنیون‌های اکسید شده وجود دارند. عناصری نظیر نیکل، کروم، کبالت، جیوه، روی، کادمیوم، مس و منگنز به صورت کاتیون در خاک می‌باشند، در حالی که عناصری نظیر مولیبدن، سلنیوم،آرسنیک و بور به صورت ترکیب با اکسیژن در خاک بوده و دارای بار منفی می‌باشند (شاو،1995؛گاد2،1993).هم‌چنین فلزات سنگین به عنوان عناصری با خصوصیات فلزی (انعطاف‌ پذیری، رسانائی، پایداری مانند كاتیون‌ها، لیگاند اختصاصی و غیره) و عدد اتمی بزرگ‌تر از 20 تعریف می‌شوند (پندیاس3،1992)به طور كلی یون‌های فلزات سنگین را بر اساس اسیدیته‌ی لوئیس4 و تمایل آن‌ ها به لیگاندهای مختلف در دو گروه مجزا قرار می‌دهند. گروه اول شامل یون‌های فلزی نرم از قبیل جیوه، کادمیوم، نقره، مس و پلاتینیوم است كه ترجیحاً از طریق پیوندهای كوالانسی با لیگاندهای قطبی پیوند می‌شوند. گروه دوم شامل یون‌های فلزی اهن، روی، نیکل،کبالت ، سرب می‌باشد كه بیشتر تمایل دارند با لیگاندهای واسطه از قبیل آمین‌ها، آمید‌ها و ایمین‌ها پیوند شوند (نایبروهمکاران5، 1980). همه یون‌های فلزی صرف نظر از این‌كه در كدام گروه قرار می‌گیرند در غلظت‌های بالاتر از حد بحرانی خود در خاك برای گیاهان سمی می‌باشند.

امروزه در اکثر کشور های صنعتی برای غلظت عناصر سنگین حد مجاز تعیین شده است. ولی به علت این که غلظت مجاز این عناصر در کشور های مختلف یکسان نبوده و دامنه تغییرات بین حداقل و حداکثر غلظت گاهی به 100 برابر هم می رسد، این مساله قابل تعمیم نیست. عناصر سنگین در رفتار بیوشیمیایی خود معمولاً از عناصر ضروری تقلید می کنند. مثلاً نیکل از کبالت، کادمیوم از روی، سرب از کلسیم و سلنیم از گوگرد تقلید می کنند.

1-2 منابع فلزات سنگین

این عناصر از دو راه کلی زیر به خاک وارد می شوند:

الف)هوادیدگی سنگ های معدنی

ب)فعالیت های انسانی

منایع آلاینده ناشی از فعالیت های انسان شامل موارد زیر است:

الف) ذوب و استخراج فلزات

ب) فعالیت های صنعتی

ج) رسوبات اتمسفری

د) فاضلاب ها

ه) فعالیت های کشاورزی مثل استفاده از آفت کش های حاوی فلزات سنگین، کود و مواد بهساز خاک و حشره کش ها

1-3 فلزات سنگین در خاك

فلزات سنگین در خاك تركیباتی طبیعی یا نتیجه‌ای از فعالیت انسان می‌باشند. مناطق معدنی غنی از فلزات، گداختن فلزات، آب فلز دادن، گاز حاصل از اگزوز، استفاده از سوخت‌های فسیلی، به كار بردن كودها و حشره‌كش ها و تولید فاضلاب شهری از مهم‌ترین فعالیت‌های انسان است كه خاك را با مقادیر زیادی از فلزات سمی آلوده می‌كند (براد [2]و همکاران، 1978 ؛ریچاردسون2، 1990).

مقادیر بیش از حد طبیعی فلزات در خاک به دلیل جذب توسط گیاهان و ورود به زنجیره‌های غذائی به عنوان منابع آلاینده محیط محسوب می‌شوند و می‌توانند باعث نابودی گیاهان شوند (شاو3، 1989).

1-3-1 فرم های فلزات در خاک (تسیر4 وهمکاران ، 1979)

الف) یون‌های فلزی آزاد و کمپلکس‌های فلزی محلول در محلول خاک.

ب) پیوند شده با بارهای منفی ترکیبات غیرآلی خاک در محل‌های تبادل یونی.

پ) باند شده به موادآلی خاک.

ت) رسوب با اکسیدها، هیدروکسیدها و کربنات‌ها.

ث) حضور در ساختمان کانی‌های سیلیکاتی.

فلزات فقط در حالت‌های الف و ب سریعاً توسط ریشه گیاهان جذب می‌شوند(لاسات5 2000).

1-4 فلزات سنگین وگیاهان

به طور كلی در بین عناصر تشكیل دهنده یک گیاه فقط1% یا كمتر از آن را فلزات سنگین تشكیل می‌دهند. برخی از این فلزات از قبیل آهن، روی، مس، منگنز و نیكل برای رشد و متابولیسم گیاهان مورد نیاز هستند، در حالی كه تاكنون برای برخی دیگر از فلزات نظیر كادمیوم، سرب، آرسنیک و جیوه نقش زیستی شناسائی نشده است (ممون وهمکاران [3]،2001). بر اساس نقش فلزات در گیاهان می‌توان آن‌ ها را در یک یا تعدادی از گروه‌های زیر قرار‌داد (الووی[4]،1995):

1- فلزاتی كه در تركیب و ساختار گیاه وارد می‌شوند مانند كلسیم در پكتات كلسیم تیغه میانی.

2- فلزاتی كه برای فعالیت آنزیم‌ها مورد نیاز هستند مانند روی در فعالیت آنزیم آلدولاز.

3- فلزاتی كه جزء تركیب اساسی آنزیم‌ها و پروتئین‌های خاص هستند مانند مس در سیتوكروم اكسیداز و روی در الكل دهیدر‍وژناز.

1-5 سمیت فلزات سنگین در گیاهان

در حالی كه برخی از فلزات سنگین برای حیات ضروری هستند، معمولاً تجمع زیاد آن‌ ها در ارگانیسم‌‌های زنده سمی می‌باشد. غلظت‌های افزایش‌ یافته از فلزات سنگین ضروری و غیر ضروری در خاك معمولاً منجر به ایجاد علائم مسمومیت و ممانعت از رشد بیشتر گیاهان می‌گردد. به نظر می‌رسد كه علائم سمیت بواسطه گستره‌ای از روابط متقابل در سطح سلولی/ملكولی باشد (اسچه وهمکاران[5]، 1990). به طور كلی اثرات سمی فلزات سنگین بر گیاهان می‌تواند ناشی از دلایل زیر باشد (الووی، 1995):

الف- فلزات سنگینی از قبیل كادمیوم، سرب، مس، نقره و طلا باعث تغییر در نفوذ‌پذیری غشاء سلولی می‌شوند كه در نتیجه جذب و هموستازی یونی را برهم می‌زنند.

ب- برخی از كاتیون‌های فلزات سنگین مانند سرب، نقره و روی با گروه‌های سولفیدریل پروتئین‌ها (و از جمله آنزیم‌ها) پیوند ایجاد می‌كنند كه در نتیجه ساختار و عمل آن‌ ها را تخریب می‌نمایند.

ج- بعضی از فلزات سنگین به دلیل شباهت با یون‌های ضروری و به ویژه كاتیون‌ها برای اشغال محل‌های جذب با آن‌ ها به رقابت می‌پردازند بنابر‌این باعث كاهش جذب كاتیون‌های ضروری می‌شوند.

د- برخی از فلزات سنگینی مانند مولیبدن، سلنیم، آرسنیک و بور كه به صورت آنیون در خاك یافت می‌شوند جایگاه‌های گروه‌های ضروری نظیر گروه‌های فسفات و نیترات را اشغال نموده و بدین ترتیب به گیاه آسیب می‌رسانند.

ه- واكنش با فلزاتی از قبیل روی و بریلیم از طریق پیوند با گروه‌های فسفات و گروه‌های فعال ادنوزین تری فسفات(ATP) و ادنوزین دی فسفات(ADP) باعث ایجاد اختلال در گیاه می‌شوند.

اساس سمیت این فلزات اصولاً به علت توانائی یون‌های فلزی برای اتصال محكم به اتم‌های اكسیژن، ازت و سولفور است. این اتم‌ها به ویژه در ساختار پروتئین‌ها به فراوانی وجود داشته و عموماً تاثیر این فلزات بر روی ساختارهای پروتئینی به ویژه آنزیم‌ها است (شاو، 1989 ). به علاوه غلظت زیاد فلزات سنگین باعث تحریک تشكیل رادیكال‌های آزاد و گونه‌های اكسیژن فعال[6] می‌شود(دایتز و همکاران[7]،1999).

اثرات سمیت فلزات سنگین به طور كلی شامل: ممانعت از جوانه‌زدن بذر، ممانعت از جوانه‌زدن دانه گرده و رشد لوله‌گرده، ممانعت از رشد و نمو گیاهان، ایجاد ناهنجاری‌های سیتوژنتیک در گیاهان، تخریب بسیاری از پروسه‌های بیوشیمیائی و فیزیولوژیكی شامل آسیب به غشاء‌های سلولی، كاهش تنفس، تجزیه پروتئین‌ها، آسیب به دستگاه فتوسنتزی و ممانعت از سرعت فتوسنتز، اثر بر فعالیت برخی از آنزیم‌ها و ایجاد پراُكسیداسیون لیپید می‌باشد (لونت وهمکاران، 2005 اردی وهمکاران 2002)[8].

1-6 عوامل موثر بر جذب فلزات سنگین

فلزات سنگین موجود در خاك عمدتاً از طریق جذب توسط ریشه به داخل گیاه وارد می‌شوند.گزارش شده است كه عوامل متعددی در جذب عناصر از طریق ریشه موثر م

سیر(Allium sativum L.) یکی از مهم ترین گیاهان دارویی و صنعتی خانواده Alliaceae می باشد. پیاز سیر مانع از تکثیر سلول‌های سرطانی می شود و دارای قدرت ضدعفونی كنندگی، حشره كشی، ضدقارچ و باکتری ، کاهش دهنده فشار و قند خون، ضد اسهال، تقویت کننده سیستم گوارش و همچنین به عنوان عطر و طعم دهنده مورد استفاده صنایع دارویی و غذایی قرار می‌گیرد تاریخ کاشت و تراکم بوته دو مولفه اصلی و اولیه در زراعت گیاهان محسوب می شوند. تاریخ کاشت یکی از عوامل مهمی است که بر طول دوره رشد رویشی و زایشی و توازن بین آنها و همچنین سایر عوامل تولید، کیفیت برداشت و در نهایت عملکرد تأثیر می گذارد. علاوه بر تاریخ کاشت ، تراکم گیاهی نیز از عوامل مهم تعیین کننده تولید محسوب می شود. یکی از پیش شرط های لازم برای دستیابی به عملکرد بالا، تأمین شرایط مطلوب جهت استفاده از تابش خورشیدی به منظور تولید مواد فتوسنتزی در بالاترین حد کارایی آن است. دست یابی به این هدف با تغییر تراکم بوته و توزیع بوته ها در واحد سطح زمین میسر است لذا یکی از نخستین گام های زراعی کردن یک گیاه، شناخت مطلوب ترین تراکم جهت بهترین استفاده از نهاده ها و عوامل محیطی است.با توجه به اینکه در رابطه با تاریخ کاشت و تراکم مطلوب اکوتیپ های گیاه سیر در منطقه سمنان اطلاعات چندانی وجود ندارد لذا به نظر می رسد انجام تحقیقات در این زمینه می تواند سبب افزایش کمی و کیفی محصول در منطقه گردد. لذا هدف از این مطالعه بررسی اثرات تاریخ کاشت و تراکم بوته بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه سیر می باشد. این آزمایش بصورت کرت های دو بار خرد شده درقالب بلوکهای کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد در پایان طرح علاوه بر عملکرد، اجزای عملکرد که شامل تعداد سیرچه در سیر، وزن سیر ، وزن تر و خشک بوته و غده و اندازه سطح برگ و وزن خشک گیاه نیز مورد ارزیابی قرارخواهند گرفت همچنین خصوصیات کیفی گیاه شامل اسانس گیری سیر نیز در این آزمایش مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت. در یک نتیجه گیری کلی کشت‌های پاییزه مخصوصاً تاریخ کاشت 25 مهر ماه از نظر بسیاری از صفات مثل عملکرد نسبت به کشت بهاره برتری داشتند که طولانی‌تر بودن دوره رشد و نمو و انتقال مواد فتوسنتزی بیشتر به سیر از دلایل عمده آن است، همچنین با افزایش تراکم با وجود کاهش در بسیاری از صفات، عملکرد در واحد سطح افزایش معنی دار نشان داد. در کشت‌های پاییزه بین دو اکوتیپ مورد مطالعه خیلی اختلاف معنی دار مشاهده نشد اما در کشت بهاره اکوتیپ سفید همدان در اکثر صفات بهتر از اکوتیپ کویر دامغان بود.

1-1مقدمه

گیاهان دارویی یكی از منابع بسیار ارزشمند در گستره وسیع منابع طبیعی ایران هستند كه در صورت شناخت علمی، كشت، توسعه و بهره برداری صحیح می توانند نقش مهمی در سلامت جامعه، اشتغالزایی و صادرات غیر نفتی داشته باشند. رویكرد جهانی به استفاده از گیاهان دارویی و تركیبهای طبیعی در صنایع دارویی، آرایشی _ بهداشتی و غذایی و بدنبال آن توجه مردم، مسئولین و صنایع داخلی به استفاده از گیاهان دارویی و معطر نیاز مبرم به تحقیقات پایه ای و كاربردی وسیعی را در این زمینه نمایان می سازد. (امیدبیگی،1376)

سیر[1] در میان آلیوم های خوراكی دومین محصول مهم بعد از پیاز می باشد و به عنوان سبزی، ادویه و دارو مورد استفاده قرار می گیرد . تولید جهانی سیر 12 میلیون تن می باشد كه از سال 1986 تا سال 2006 افزایش دو برابری داشته است . بیشترین سطح زیر كشت و تولید به كشور چین با 489200 هکتار و 6/6 میلیون تن تعلق دارد .(Anon, 2007)سیر دارای خواصی همچون قدرت ضدعفونی كنندگی، حشره كشی،ضدباكتریایی، ضدقارچی، ضدسرطانی و پایین آورنده قند و چربی خون می باشد كه ناشی از وجود موادی مانند سینسیترین، پروتئین، فیبر، چربی، ویتامین های C ،B ،A و قندهای طبیعی مقدار زیادی از ریز مغذی ها (مس، آهن، قلع، كلسیم) می باشد .(Bayat and Nosrati, 2001)

سطح زیر كشت سیر در ایران متغیر بوده و در سالهای اخیر حدود 18000-14700 هکتار با میانگین تولید 8-6 تن در هكتار گزارش شده است. استان همدان از جمله مناطق مستعد كشت سیر در ایران است كه تاریخ كاشت مرسوم ان در منطقه همدان بین 15 الی 30 آبان ماه می باشد كه با توجه به تاریخ برداشت سیر در منطقه كه بین 20 الی 30 تیر ماه می باشد امكان كشت دوم نیز مهیا می باشد. سطح زیر كشت سیراستان همدان در سال زراعی 86-1385 حدود 2852 هکتار و میزان تولید استان 24319 تن و میانگین عملكرد آن 9 تن در هكتار بود . علت عملكرد بالاتر سیر در این استان نسبت به میانگین كشور پوشش مناسب برف بر روی محصول در زمستان می باشد. از سوی دیگر بارندگی كافی در بهار و دمای مطلوب روز و شبهای خنك در تابستان كه موجب رشد مطلوب سیر در همدان می گردد از عوامل این برتری می باشد .(Nosrati, 2004) سیر سفید همدان دارای ده توده محلی می باشد كه در بین این توده ها بر اساس سلكسیون منفی شدید و گزینش تك بوته های برتر، توده علی آباد برتری نسبی از خود نشان داد

.(Abadi et at., 2009)

یكی از مهمترین عوامل مدیریت زراعی موثر بر عملكرد و دیگر خصوصیات زراعی تاریخ كاشت می باشد .(Sarmadnia and Koucheki, 2001)

آزمایشات انجام گرفته در خصوص زمان كاشت حاكی از آن است كه در تاریخ كاشت های مناسب حداكثر عملكرد به دست می آید، زیرا با توجه به رطوبت مناسب خاك و درجه حرارت مطلوب گیاه از رشد بهتری برخوردار می گردد (.(Khajehpour, 1992

تاریخ كاشت سیر در یک منطقه بایستی طوری تنظیم شود كه حداقل شیوع آفات مكنده را در مرحله رشد گیاه که در حال سیر بندی است داشته باشیم .

 بهترین روش مبارزه با آفات سیراجرای اصول بهزراعی مانند كشت به موقع وكاشت ارقام مقاوم و زودرس می باشد.(Khajehpour, 1992)

با تأخیر در كاشت و كوتاه شدن دوره رشد در نهایت عملكرد به طورمعنی داری كاهش یابد.

تاریخ كاشت مطلو ب بستگی به رقم، منطقه، تراكم و شرایط محیطی دارد. برخی محققین معتقدند در تاریخهای مختلف كاشت شرایط محیطی مانند طول دوره رشد، طول روز، دما وعواملی مانند رطوبت قابل دسترس با یكدیگرتفاوت دارند، به علاوه كاهش رشد رویشی باعث كاهش عملكرد در كشت دیر هنگام

می شود . تاریخ كاشت بر تمام شاخص ها از جمله عملكرد سیر، شاخص برداشت، ارتفاع گیاه و تعداد برگ تأثیر معن ی داری می گذارد .

تأخیر در كاشت موجب كاهش دوره رشد و كاهش شاخص سطح برگ، كاهش وزن خشك و سرعت رشد محصول می گردد.

كاشت به هنگام، موجب افزایش ماده خشك می شود زیرا تکمیل پوشش گیاهی و جذب نور بیشتر و روند تجمع مواد فتوسنتزی تسریع می گردد و گیاه بهتر می تواند از منابع محیطی موجود بهره ببرد .(Sarmadnia and Koucheki, 2001)

به عقیده پولر و سایمون (Pooler and Simon, 1998) در كشت پائیزه تجمع ماده خشك افزایش می یابد و در كشت بهاره تجمع ماده خشك كاهش می یابد . در گزارش واترر(Waterer, 2001) مقایسه كاشت پائیزه و بهاره ازنظر رشد گیاه و كارائی مصرف آب نشان داد كارائی مصرف آب در كشت پائیزه نسبت به بهاره افزایش داشته است . كاشت سیر در فصل بهار در مقایسه با كاشت پائیز 16% كاهش عملكرد داشت و عملكرد كل و قابل فروش در كشت پائیزه دو برابر كشت بهاره بود و بر این اساس كشت پائیزه سیر توصیه می شود .

در آزمایشی كه در منطقه بیانكو پیشاور پاكستان توسط جمروز و همكاران (Jamroz et al, 2002) انجام شد چهار تاریخ كاشت اول نوامبر (11 آبان) ، 15 نوامبر (25 آبان) ، 30 نوامبر (10 آذر) و 15 دسامبر (25 آذر) مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج نشان داد بیشترین عملكرد از تاریخ كاشت 15 نوامبر (25 آبان) حاصل گردید . در ایالت كالیفرنیای آمریكا سیر در اوایل پائیز (سپتامبر یا اوایل اكتبر ) كاشته می شود و نتایج بدست آمده از این منطقه نشان می دهد كه عملكرد بالا با كشت زود هنگام پائیزی ارتباط دارد.

كاشت سیر در اواخر زمستان (فوریه یا مارس) می تواند تحت شرایط ویژه ای در مناطق سردسیر انجام گیرد . در این نوع كشت رشد و تحریک سرمایی باید به اندازه كافی باشد و گرنه این كاشت دیر هنگام سبب تولید سیر به نحو مناسب نمی شود چون كه ممكن است بوته ها سرمای مورد نیاز زمستانه جهت سیربندی را دریافت ننمایند ( .(Rabinowitch, 1999

در آزمایشی كه در كشور استونی توسط مادیسا و مایدمور ((Madisa and Midmore, 2002انجام شد دو واریته سیر در شش تاریخ كاشت با فاصله ده روز در پائیز از اول سپتامبر تا اواخر نوامبر كشت شدند . در طول دوره رشد، میزان خسارت زمستانه، صفات رویشی گیاه (تعداد برگها، ارتفاع گیاه و قطر ساقه گیاه) عملكرد و كیفیت آن اندازه گیری شد . نتایج نشان داد كه تاریخ كاشت 15 سپتامبر تا 15 اكتبر در صورتی كه میانگین دمای روزانه بطور ثابت زیر صفر درجه باقی بماند بالاترین عملكرد را خواهد داشت.