نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، عضو هیئت علمی مؤسسه آموزش عالی غیرانتفاعی سنا، ساری، ایران

2 استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران

3 دانش آموخته دکتری، گروه زیست شناسی، دانشگاه خوارزمی، تهران

4 فارغ‌التحصیل ارشد، مؤسسه آموزش عالی غیرانتفاعی سنا، ساری، ایران

چکیده

استفاده از فناوری نانو جهت افزایش تولید گیاهان دارویی یکی از اهداف مهم بهره‌وری گیاهان می‌باشد که در فرآیندهای رشد گیاهان موثر است. به کارگیری نانو ذره دی اکسید تیتانیوم در صنایع کشاورزی و غذایی به دلیل داشتن نقش محافظتی، افزایش دادن مقدار فتوسنتز در گیاه و نقش مقاومتی گیاهان در تحمل به تنش‌ها می‌تواند مفید باشد. در این پژوهش به منظور بررسی اثر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر برخی از خصوصیات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی به‌لیمو در سطوح مختلف شوری آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. فاکتور اول شامل نانو ذره دی اکسید تیتانیوم در پنج سطح (صفر، 50، 100، 200 و 400 پی‌پی‌ام) و فاکتور دوم شامل شوری در سه سطح (صفر، 75 و 150 میلی‌مولار) اعمال گردید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل همبستگی و رگرسیونی صفات مورد مطالعه نشان داد که عملکرد وزن خشک اندام هوایی بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد وزن خشک اندام هوایی با ضریب تبیین (0.82) داشت. نتایج نشان داد که تنش شوری باعث کاهش وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه گردید ولی اثر ساده نانو ذره دی اکسید تیتانیوم روند افزایشی را نشان داد. مقایسه میانگین صفت مقدار کلروفیل (a،b و کل) حاکی از آن بود که با افزایش غلظت نانو ذره دی اکسید تیتانیوم صفات مورد نظر روند افزایشی معنی‌داری را نشان داد اما با افزایش سطوح شوری محتوای کلروفیل کاهش یافت. اثر برهمکنش این دو فاکتور حاکی از آن بود که در غلظت‌های 75 و 150 میلی‌مولار شوری با افزایش غلظت نانو ذره دی اکسید تیتانیوم مقدار کاروتنوئید و آنتوسیانین روند مطلوبی را نشان داد که بیشترین تأثیر مربوط به غلظت 400 پی‌پی‌ام الیستور بود.

کلیدواژه‌ها

 
Ahmad, B., Shabbir, A., Jaleel, H., Khan, M.M.A., Sadiq, Y., 2018. Efficacy of titanium dioxide nanoparticles in modulating photosynthesis, peltate glandular trichomes and essential oil production and quality in Mentha piperita L. Current Plant Biology. 13, 6-1.
Amini, F., Asghari, G.R., Talebi, S.M., Askary, M., Shahbazi, M., 2016. Effect of environmental factors on the compounds of the essential oil of Lippia citriodora. Biologija, 62. 
Bolat, I., Kaya, C., Almaca, A., Timucin, S., 2006. Calcium sulfate improve salinity tolerance in rootstock of plum. Journal of Plant Nutrition. 29, 553-564.
Bybordi, A., 2012. Study effect of salinity on some physiologic and morphologic properties of two grape cultivars. Life Science Journal. 9, 1092-101.
Chaparzadeh, N., Hosseinzad-Behboud, E., 2015. Evidence for enhancement of salinity induced oxidative damages by salicylic acid in radish (Raphanus sativus L.). Journal of Plant Physiology and Breeding. 5, 23-33.
Dianat, M., Saharkhiz, M.J., Tavassolian, I., 2016. Salicylic acid mitigates drought stress in Lippia citriodora L.: Effects on biochemical traits and essential oil yield. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 8, 286-293.
Doganlar, Z.B., Demir, K., Basak, H., Gul, I., 2010. Effects of salt stress on pigment and total soluble protein contents of three different tomato cultivars. African Journal of Agricultural Research. 5, 2056-2065.
Elghniji, K., Sabrine, S., Ben Mosbah, M., Elimame, E., Moussaoui, Y., 2014. Detoxification of 4-chlorophenol in TiO2 sunlight system: effect of raw and treated solution on seed germination and plants growth of various sensitive vegetables. Toxicological and Environmental Chemistry. 96, 869-879.
Fazeli-Nasab, B., Sirousmehr, A.R., Azad, H., 2018. Effect of titanium dioxide nanoparticles on essential oil quantity and quality in Thymus vulgaris under water deficit. Journal of Medicinal plants and By-product. 7, 125-133.
Feizi, H., Razavi, P., Shahtahmasebi, N., Fotovat, A., 2005. Impact of bulk and nanosized titanium dioxide (TiO2) on wheat seed germination and seedling growth. Biological Trace Element Research. 146, 101-106.
Gao, F., Chao, l., Zheng, L., Mingyu, S., Xiao, W., Yang, F., Cheng, W., Ping, Y., 2006. Mechanism of nano anatase TiO2 on promoting photosynthetic carbon reaction of spinach. Biological Trace Element Research, 111, 239-245.
Ghormade, V., Deshpande, M.V., Paknikar, K.M., 2011. Perspectives for nano-biotechnology enabled protection and nutrition of plants. Biotechnology Advances. 29, 792-803.
Grzeszczuk, M., Salachna, P., Meller, E., 2018. Changes in photosynthetic pigments, total phenolic content, and antioxidant activity of Salvia coccinea Buc’hoz Ex Etl. induced by exogenous salicylic acid and soil salinity. Molecules. 23, 1296.
Haghighi, M., Daneshmand, B., 2013. Comparison of titanium and nano-titanium effect on growth and photosynthetic changes of tomato in hydroponic system, Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture. 4, 73-80.
Hasni, I., Ben Ahmed, H., Bizid, E., Raies, A., Samson, G., Zid, E., 2009. Physiological characteristics of salt tolerance in fenugreek (Trigonella foenum graecum L.). The Proceedings of the International Plant Nutrition Colloquium XVI.
Heydari, R.R., Moaveni, P., Hoseinpour, D.H., Arefrad, M., 2017. Response of some morpho-physiological characteristics of Borago (Borago officinalis) to nano particles of titanium spraying. 10, 875-890. Journal of Crop Ecophysiology. [In Persian with English summary].
Huang, C., Wei, G., Jie, Y., Wang, L., Zhou, H., Ran, C., Huang, Z., Jia, H., Anjum, S.A., 2014. Effects of concentrations of sodium chloride on photosynthesis, antioxidative enzymes, growth and fiber yield of hybrid ramie. Plant Physiology and Biochemistry. 76, 86-93.
Kennedy, B.F., De Filippis, L.F., 1999. Physiological and oxidative response to NaCl of the salt tolerant Grevillea ilicifolia and the salt sensitive Grevillea arenaria. Journal of Plant Physiology. 155, 746-754.
Khan, M.N., 2016. Nano-titanium Dioxide (Nano-TiO2) mitigates NaCl stress by enhancing antioxidative enzymes and accumulation of compatible solutes in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Journal of Plant Sciences. 11, 1-11.
Kishore, N., Mishra, B.B., Tiwari, V.K., Tripathi, V., 2011. A review on natural products with mosquitosidal potentials. Environmental International. 31, 1149-1166.
Kiss, F., Deak, G., Feher, M., Balogh, A., Szabolsci, L., Pais, I., 1985. The effect of titanium and gallium in photosyntetic rate of algae. Journal of Plant Nutrition. 8, 825-832.
Lichtenthaler, H.K., 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology. 148, 350-382.
Lira, P.D.L., Van Baren, C.M., Retta, D., Bandoni, A.L., Gil, A., Gattuso, M., Gattuso, S., 2008. Characterization of lemon verbena (Aloysia citriodora Palau) from Argentina by the essential oil. Journal of Essential Oil Research. 20, 350-353.
Lyu, S., Wei, X., Chen, J., Wang, C., Wang, X., Pan, D., 2017. Titanium as a beneficial element for crop production. Frontiers in Plant Science. 8, 597.
Manivannan, P., Jaleel, C.A., Zhao, C.X., Somasundaram, R., Azooz, M.M., Panneerselvam, R., 2008. Variations in growth and pigment compositon of sunflower varieties under early season drought stress. Journal of Molecular Sciences. 3, 50-56.
Mazarie, A., Mousavi-nik, S.M., Ghanbari, A., Fahmideh, L., 2019. Effect of titanium dioxide spraying on physiological characteristics of sage (Salvia officinalis L.) under water stress, 12, 539-553. Environmental Stresses in Crop Sciences. [In Persian with English summary].
Mita, S., Hirano, H., Nakamura, K., 1997. Negative regulation in the expression of a sugar-inducible gene in Arabidopsis thaliana (a recessive mutation causing enhanced expression of a gene for [beta]-amylase). Plant Physiology. 114, 575-582.
Mohammadi, R., Maali-Amiri, R., Mantri, N.L., 2014. Effect of TiO2 nanoparticles on oxidative damage and antioxidant defense systems in chickpea seedlings during cold stress. Russian Journal of Plant Physiology. 61, 768-775.
Nourafcan, H., 2018. Effect of salicylic acid on morpho-physiological characteristics of lemon verbena (Lippia citriodora) in in vitro and field conditions. 12, 303-316. Journal of Crop Ecophysiology. [In Persian with English summary].
Qasim, M., Ashraf, M., Ashraf, M.Y., Rehman, S.U., Rha, E.S., 2003. Salt–induced changes in two canola cultivars differing in salt tolerance. Biologia of Plantarum. 46, 692-632.
Qi, M., Liu, Y., Li, T., 2013. Nano-TiO2 improves the photosynthesis of tomato leaves under mild heat stress. Biological Trace Element Research. 156, 323-328.
Yang, F., Hong, F.S., You, W.J., 2006. Influences of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach. Biological Trace Element Research. 110, 179–190.
Zhao, G.Q., Ma, B.L., Ren, C. Z., 2007. Growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence and ion content of naked oat in response to salinity. Crop Science. 41, 123-131.
Zhang, J., Zhang, Y., Du, Y., Chen, S., Tang, H., 2011. Dynamic metabonomic responses of tobacco (Nicotiana tabacum) plants to salt stress. Journal of Proteome Research. 10(4), 1904-1914.
Zheng, L., Mingyu, S., Chao, L., Liang, C., Huang, H., Xiao, W., Xiaoqing, L., Yang, F., Gao, F. Hong, F., 2007. Effects of nanoanatase TiO2 on photosynthesis of spinach chloroplasts under different light illumination. Biological Trace Element Research. 119, 68–76.
Zheng, l., Mingyu, S., Xiao, W., Chao, L., Chunxiang, Q., Liang, C., Huang, H., Xiaoqing, L. Hong, F., 2005. Effect of nano anatase on spectral characteristics and distribution of LHCLL on the thylakoid memberance of spinach. Biological Trace Element Research. 120, 273-283.