ارزیابی تغییرات فعالیت آنزیمهای ضد اکسیدانی در گیاهچه های زعفران تحت تنش کادمیوم

غلبه گیاهان درمحیط رویش نسبت به تنشهای فلزات سنگین، توسط راهکارهای دفاعی متعددی انجام میشود. در این راستا محتوای پرولین، فعالیت آنزیمهای ضداکسیدان وترکیبات فنلی دربنه زعفران تحت تنش کادمیوم در غلظتهای مختلف بررسی شد. بنه های زعفران در غلظتهای مختلف 0،25/0،5/0،1،2،5،10و 20 میلی مول کادمیوم، کشت و عصاره گیری ازبنه ها در روزهای 0،5،10،20و 30 پس از کشت انجام شد و فعالیت آنزیمهای ضداکسیدان، میزان پرولین ومحتوای فنلی اندازه گیری شد. آنالیز داده ها در سطح (05/0P≤) با نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج نشان دادند فعالیت سوپر اکسید دیسموتاز (SOD)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، کاتالاز (CAT)، پلی فنل اکسیداز (PPO)، گایاکل پراکسیداز (GPX) و فنیل آلانین آمونیالیاز(PAL)، محتوای پرولین و فنلی در نتیجه تیمار با کادمیوم به طور معنی داری افزایش یافت. پاسخ فعالیت PPO،CAT،APX،PALوGPX به سطوح مختلف کادمیوم از یک تابع دو تکه ای تبعیت نمود، درحالیکه پاسخ تجمع ترکیبات فنلی از تابع رگرسیون خطی و پاسخ SOD و تجمع پرولین به صورت تابع نمائی مسطح بود. بیشینه فعالیت آنزیمهای PPO،CAT،APX،PAL در بنه های30 روز تحت تنش10میلی مولار کادمیوم به دست آمد. حداکثر فعالیت آنزیمSOD و تجمع پرولین بر اساس تابع نمائی مسطح در بنه های30روز در معرض تنش مشاهده شد و با افزایش غلظت کادمیوم در محیط، تجمع ترکیبات فنلی نیز با شیبهای معنی دار و البته متفاوت به تناسب زمانهای مختلف افزایش یافت. با توجه به نتایج، تغییرات فعالیت آنزیمها در طول رشد، نشان دهنده وجود راهکارهای تنظیمی آنزیمی در زعفران در برابر تنش کادمیوم است.از آنجایی که غلظتهای زیاد کادمیوم با تولید ترکیبات سمی ROS همراه است، بنابراین گیاه زعفران تولید هرچه بیشتر آنزیمهای ضداکسیدانی رادر جهت حذف رادیکالهای تخریب گر ومقابله با آن در پیش می گیرد.

Plants employ various defensive strategies to cope with heavy metal stress in their growing environment. In this study, proline content, antioxidant enzyme activities, and phenolic compound levels were analyzed in saffron corms exposed to varying concentrations of cadmium stress. Saffron corms were cultivated under cadmium stress at concentrations of 0, 0.25, 0.5, 1, 2, 5, 10, and 20 mM, and samples were collected on days 0, 5, 10, 20, and 30 after cultivation. Antioxidant enzyme activities, proline levels, and phenolic content were measured. Statistical analysis was performed at a significance level of P < 0.05 using SPSS software. The results revealed significant increases in the activities of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), polyphenol oxidase (PPO), guaiacol peroxidase (GPX), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), as well as in proline content and phenolic compound accumulation, in response to cadmium treatments. The activity responses of PPO, CAT, APX, PAL, and GPX enzymes followed a biphasic pattern, while phenolic compound accumulation exhibited a linear regression trend. In contrast, the activities of SOD and proline accumulation conformed to a flattened exponential function. Maximum activities of PPO, CAT, APX, and PAL enzymes were observed at a cadmium concentration of 10 mM in corms harvested after 30 days of stress exposure. Similarly, the highest SOD activity and proline accumulation were recorded in 30-day-old corms, with phenolic compound accumulation significantly increasing with higher cadmium concentrations, albeit with varying rates depending on the duration of exposure. The observed changes in enzyme activities during growth suggest activating regulatory mechanisms in saffron to mitigate cadmium stress. The antioxidant roles of enzymes, proline, and phenolic compounds are critical in Safran’s response to cadmium-induced stress. Given that high cadmium levels induce the production of reactive oxygen species (ROS), the saffron plant enhances the synthesis of antioxidant enzymes to neutralize destructive radicals effectively