آلودگی منابع آبی به فلزات سنگین و هم‌چنین بالا بودن غلظت این ترکیبات علاوه بر ایجاد تنش در گیاهان، سرخس‌ها و تمام موجودات آبزی، می‌تواند تهدیدی برای سلامت انسان و زیست‌بوم باشد. در گیاه پالایی از گیاهان سبز و ارتباط آن¬ها با میکروارگانیسم‌های خاک برای کاهش آلودگی خاک و آب¬های زیرزمینی استفاده می‌شود. با توجه به کمبود اطلاعات موجود در زمینه عملکرد ژن¬ها و فعالیت آنزیم¬های آنتی¬اکسیدانی سرخس تالاب انزلی در شرایط تنش فلزات سنگین، هدف از این پژوهش، بررسی عملکرد سیستم دفاعی آنتی¬اکسیدانی آنزیمی و رنگیزه¬های آنتوسیانین این سرخس، در مقابل سمیت کادمیوم و سرب بود که در غلظت¬های مختلف کلریدکادمیوم (صفر، 200 ،400 و 600 میکرومولار) و استات سرب (صفر، 500، 750 و1000 میکرومولار) در زمان های 2، 4 و 6 روز پس از اعمال تیمار بررسی شد. در تنش زیاد کادمیوم (600 میکرومولار) رشد متوقف شد و منجر به مرگ سرخس گردید. با قرار گرفتن در معرض تنش کادمیوم و سرب، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (کاتالاز، آسکوربات پروکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز)، میزان آنتوسیانین کل، میزان کاروتنوئید و مالون دی آلدئید با افزایش غلظت عناصر و زمان اعمال تیمار افزایش یافت، در حالی که میزان کلروفیل و پروتئین کل گیاهی در تنش کادمیوم کاهش نشان داد. همچنین میزان بیان ژن‌های کدکننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شامل CAT، APX، SOD، PPO و GR، ژن‌های دخیل در بیوسنتز آنتوسیانین (CHS و C4H) و ژنPAP1 به علت وجود ترکیبات ROS افزایش یافت و منجر به القا سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدانی در سطح رونویسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که آزولا، سرخسی مناسب برای انجام گیاه پالایی و حذف آلاینده‌هایی نظیر سرب و کادمیوم است. این سرخس با تولید زیست توده فراوان و سیستم ریشه‌ای گسترده، توانایی تحمل تنش‌ فلزات سنگین را دارد. کلمات کلیدی: آزولا، گیاه پالایی، آنتی¬اکسیدان، آنتوسیانین، مالون¬دی¬آلدئید، پروتئین کل، رنگیزه های فتوسنتزی