تأثیر نانو اکسید روی بر مراحل ضدعفونی، استقرار و پرآوری درون شیشه‌ای گیاه بادرنجبویه (Melissa officinalis L.)

فیزیولوژی محیطی گیاهی

مقاله 4، دوره 15، شماره 60، دی 1399، صفحه 48-60   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

احسان ثریا¹؛ غلامرضا گوهری^{* 2}؛ علیرضا مطلبی آذر¹؛ سعیده علیزاده سالطه¹

¹گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

²گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

چکیده

کشت بافت گیاهی یکی از مهم­ترین تکنیک­ها در راستای تولید صنعتی متابولیت­های ثانویه می‌باشد. سلول‌های گیاهی یک منبع مناسب و مهم برای تولید انواع متابولیت­های ثانویه با ارزش است. بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) یکی از گیاهان دارویی مهم بوده و با داشتن  متابولیت­های ثانویه متنوع در درمان و تسکین ناراحتی­های قلبی، عصبی و گوارشی و بویژه تقویت حافظه و درمان آلزایمر کاربرد دارد. در پژوهش حاضر تاثیر غلظت­های مختلف نانواکسید روی (0، 50، 100، 150 و 200 میلی‌گرم در لیتر) بر مراحل ضدعفونی و زنده­مانی گیاهچه­های بادرنجبویه بررسی گردید. همچنین به منظور بررسی اثر نانوذرات اکسید روی بر مراحل استقرار و پرآوری، گیاهچه‌های بادرنجبویه در محیط­های کشت موراشیک اسکوگ­ حاوی نانوذرات اکسید روی در چهار غلظت­ مختلف (صفر، 25، 50 و 75 میلی­گرم در لیتر) کشت شدند. بر اساس نتایج بدست آمده از این پژوهش کاربرد 200 میلی­گرم در لیتر باعث کاهش معنی­دار آلودگی­های باکتریایی و قارچی شد و تعداد گیاهچه­های سالم در مقایسه با سایر تیمار­ها بیشتر بود. همچنین بر اساس نتایج آزمایش دوم، با افزایش غلظت نانو ذرات اکسید روی میزان رشد و پرآوری کاهش پیدا کرد. از میان غلظت­های مختلف نانوذرات، غلظت­های 25 میلی­گرم بر لیتر نانو اکسید روی بیشترین تأثیر در افزایش معنی­دار میزان کلروفیل و غلظت­های 25 و50 میلی­گرم بر لیتر بیشترین تاثیر را در افزایش کاروتنوئیدها داشت. طبق نتایج بدست آمده در این تحقیق کاربرد نانوذرات اکسید روی با کمترین غلظت (25 میلی­گرم بر لیتر)­، باعث افزایش جذب آب و املاح معدنی شده و در نهایت منجر به افزایش رشد و پرآوری گیاهچه­های بادرنجبویه گردید.

کلیدواژه‌ها

آلودگی؛ بادرنجبویه؛ نانوذره؛ کلروفیل؛ عنصر روی

مراجع

Amini, M., Seifi, M., Akbari, A. and Hosseinifard, M. (2020). Polyamide-zinc oxide-based thin film nanocomposite membranes: Towards improved performance for forward osmosis. Polyhedron. 179: 114362.

Aslani, F., Bagheri, S., Julkapli, N.M., Juraimi, AS., Golestan Hashemi, F.S. and Baghdadi, A. (2014). Effects of engineered nanomaterials on plants growth. Scientific World Journal. 12: 1-28.

Avinash, C., Pandey, S. and Raghvendra, S. (2010). Application of ZnO nanoparticles in influencing the growth rate of Cicer arietinum. Journal of Experimental Nanoscience. 5(6): 488–497.

Bourgaud, F., Gravot, A. and Goniter, E. (2002). Production of plant secondary metabolites. Plant Science. 161: 839-851.

Burman, U., Saini, M. and Kumar, P. (2013). Effect of zinc oxide nanoparticles on growth and antioxidant system of chickpea seedlings. Toxicological and Environmental Chemistry. 95(4): 605-612.

Cakmak, I., Kalaycı, M., Ekiz, H., Braun, H.J., Kılınç, Y. and Yılmaz, A. (1999). Zinc deficiency as a practical problem in plant and human nutrition in Turkey: a NATO-science for stability project. Field and Crops Research. 60(2): 175-188.

Cakmak, I., Pfeiffer, W.H. and McClafferty, B. (2010). Biofortification of durum wheat with zinc and iron. Cereal Chemistry, 87(1): 10-20.

Dong, J. Wu, F. and Zhang, G. (2006). Influence of cadmium on antioxidant capacity and four microelement concentrations in tomato seedlings (Lycopersicon esculentum L.). Chemosphere. 64: 1659-1666.

Falkiner, F.R. (1990). The criteria for choosing an antibiotic for control of bacteria in plant tissue culture. IAPTC Newsletter. 60: 13-22.

Gamborg, O. and Phillips, G.C. (2013). Plant cell, tissue and organ culture: fundamental methods. Springer Science and Business Media.

Helaly, M.N., El-Metwally, M.A., El-Hoseiny, H., Abdelaziz Omar, S. and El-Sheery, N.I. (2014). Effect of nanoparticles on biological contamination of in vitro cultures and organogenic regeneration of banana. Australian Journal of Crop Science. 8(4): 612-654.

Khodakovskaya, M.V., De Silva, K., Biris, A.S., Dervishi, E. and Villagarcia, H. (2012). Carbon nanotubes induce growth enhancement of tobacco cells. ACS Nano. 6(3): 2128-2135.

Khot, L.R., Sankaran, S., Maja, J.M., Ehsani, R. and Schuster, E.W. (2012). Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection. Crop Protection. 35: 64-70.

Lichtenthaler, H.K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology. 148: 350-382.

Liu, Q., Chen, B., Wang, Q., Shi, X., Xiao, Z., Lin, J. and Fang, X. (2009). Carbon nanotubes as molecular transporters for walled plant cells. Nano Letters. 9(3): 1007-1010.

Matinise, N., Fuku, X.G., Kaviyarasu, K., Mayedwa, N. and Maaza, M. (2017). ZnO nanoparticles via Moringa oleifera green synthesis: Physical properties & mechanism of formation. Applied Surface Science. 406: 339-347.

Parabia, F.M., Gami, B., Kothari, I.L., Mohan, J.S.S. and Parabia, M.H. (2007). Effect of plant growth regulators on in vitro morphogenesis of Leptadenia reticulate. Form nodal explants. Current Science. 92: 1290-1293.

Peralta-Videa, J., Gardea-Torresdey, E., Gomez, K.J. Tiemann, J.G., Parsons, and Carrillo, G. (2002). Effect of mixed cadmium, copper, nickel and zinc at different pHs upon alfalfa growth and heavy metal uptake. Environ. Pollution. 119(3): 291-301.

Prasad, T.N., Sudhakar, V.K.V., Sreenivasulu, P., Latha, Y., Munaswamy, P., Reddy, V. and Pradeep, T. (2012). Effect of nanoscale zinc oxide particles on the germination, growth and yield of peanut. Journal of Plant Nutrition. 35(6): 905-927.

Rehman, H.U., Aziz, T., Farooq, M., Wakeel, A. and Rengel, Z. (2012). Zinc nutrition in rice production systems: a review. Plant and Soil. 361(2): 203-226.

Saraswathi, R. and Srinivasan, C. (2010). Nano-agriculture-carbon nanotubes enhance tomato seed germination and plant growth. Current Science. 3: 99-274.

Sharafi, E., Khayam Nekoei, S.M., Fotokian, M.H., Davoodi, D., Hadavand Mirzaei, H. and Hasanloo, T. (2013). Improvement of hypericin and hyperforin production using zinc and iron nano-oxides as elicitors in cell suspension culture of St John’s wort (Hypericum perforatum L.). Journal of Medicinal Plants By-products. 2: 177-184.

Shakeri, A., Sahebkar, A. and Javadi, B. (2016). Melissa officinalis L.–A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology. Journal of Ethnopharmacology. 188: 204-228.

Singh, A., Singh, N.B., Hussain, I., Singh, H. and Singh, S.C. (2015). Plant-nanoparticle interaction: An approach to improve agricultural practices and plant productivity. International Journal of Pharmaceutical Science and Invention. 4(8): 25-40.

Taheri, M., Ataiei Qarache, H., Ataei Qarache, A., and Yoosefi, M. (2015). The effects of zinc-oxide nanoparticles on growth parameters of corn. Stem Fellowship Journal. 1(2): 17-20.

Taiz, L. and Zeiger, E. (2002). Plant Physiology, 3rd Edn. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc., Publishers. 690 pp.

Tiwari, D.K., Dasgupta-Schubert, N., Villasenor Cendejas, L.M., Villegas, J., Carreto Montoya, L. and Borjas Garcia, S.E. (2013). Interfacing carbon nanotubes (CNT) with plants: enhancement of growth, water and ionic nutrient uptake in maize (Zea mays) and implications for nanoagriculture. Applied Nanoscience. 4(5): 577-591.

Vankhadeh, S. (2002). Response of sunflower to applied Zn, Fe, P, N. Revista. Cientifica. UDO. Agricola. 1: 143-144

Velu, G., Ortiz-Monasterio, I., Cakmak, I., Hao, Y. and Singh, R.P. (2014). Biofortification strategies to increase grain zinc and iron concentrations in wheat. Journal of Cereal Science. 59(3): 365-372.

Wang, X.D., Sun, C., Gao, S.X., Wang, L.S. and Han, K. (2001). Validation of germination rate and root elongation as indicator to assess phytotoxicity with Cucmis sativus. Chemosphere. 44: 1711-1721.

Zeyaeyan, A. and Malakote, M.J. (2000). Effects of zinc application on growth and yield of wheat in Calcareous soils. Plant and Soil. 2: 99-110.

Zheng, L., Hong, F.S., Lu, S.P. and Liu, C. (2005). Effects of nano TiO₂ on strength of naturally aged seeds and growth of spinach. Biological Trace Elements Research. 104: 83-91.

Zwenger, S., Basu, C. (2008). Plant terpenoids: Applications and future potentials. Biotechnology and Molecular Biology Reviwe. 3: 1-7.