بخشی از مقاله
چکیده:
نانو ذرات، ذرات جامد کلوئیدی با ابعاد 1-100 نانومتر هستند.در این بین، نانو ذرات نقره به علت خواص ضد باکتریایی خود کاربرد گسترده پیدا کردند. شرایط نامناسب محیطی زنده و غیر زنده که زندگی موجودات را تحت تاثیر قرار می دهند، اصطلاحا تنش گفته می شود. تنش های محیطی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد و نمو در گیاهان می باشند. در این تحقیق گیاه بامیه تحت تاثیر تنش شوری با غلظت های 100ppm و نانو ذره نقره با غلظت های 20 و ppm 50 در 6 ساعت تاریکی و 18 ساعت روشنایی به مدت 22 روز قرار داده شد.
نتایج نشان داد که طول ریشه و ساقه در گیاه تحت شوری نسبت به گروه شاهد کاهش معنی داری یافته است. ولی تنش نانو ذره 20 باعث بهبود شرایط رشدی شده به طوری که طول ریشه و ساقه نسبت به گروه تنش شوری افزایش یافته است. به طور شگفت انگیزی وزن تر برگ در گیاهان تحت تنش شوری بیش ترین میزان را در میان گروه ها داشت، در حالیکه بیشترین وزن ریشه و ساقهدر گروه شاهد مشاهده گردید. همچنین میزان فنیل آلانین آمونیالیاز - PAL - در گیاهان تحت تنش شوری افزایش یافته است. گروه های نانو20 و نانو50 بیشترین میزان فنول را نشان دادند.
مقدمه:
بامیه گیاهی است گرمسیری از خانواده پنیرک - - Malvaceae که موطن اصلی آن را شمال آفریقا، مصر و نواحی مدیترانه ای دانسته اند و در چندین کشور از جمله کنیا، زیمباوه و زامبیا - Chweya & Eyzaguirre, 1999 - کشت می شود.[6] گیاه دارای ساقه راست، پوشیده از تار و ارتفاع ./5 تا 1 متر - گاهی 2 متر - است. برگهائی به شکل قلب تخم فرعی مرکب از 3–5 لوب و گلهایی منفرد درکناره برگها دارد. رنگ گلبرگهای آن زرد ولی در قسمت وسط قرمز رنگ است. میوه هرمی شکل، دراز و محتوی دانههای پوشیده از تار دارد.
این گیاه سرشار از اسید فولیک، ویتامین های A و C است. همچنین منبع خوبی از ویتامین های گروه B ، منیزیوم ، پتاسیم و فیبر غذایی می باشد. دمای مناسب برای رشد بوته بامیه بین 21 تا 30 درجه سانتی گراد است. در طول مدت رشد دما نباید از 18 درجه سانتی گراد کمتر و از 35 درجه سانتی گراد بیشتر باشد. که این امر در اتاقک کشت به طور صحیح رعایت شده است. بهترین PH مناسب خاک برای رشد بامیه بین 6 تا 7 می باشد. شوری نیز عبارت از حضور بیش از اندازه نمک های قابل حل و عناصر معدنی در محلول آب و خاک است که منجر به تجمّع نمک در ناحیه ریشه شده و گیاه در جذب آب کافی از محلول خاک با اشکال روبه رو میشود.
مطالعات بسیاری به منظور کاهش تنشهای محیطی به واسطه ترکیبات مختلف صورت گرفته است و کاربرد نانو ذرات در بین این ترکیبات جایگاه ویژه ای دارد. نانو ذرات مجموعه های اتمی یا مولکولی با حداقل ابعاد بین 1-100 نانومتر هستند که خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی در مقابله با توده مواد خود دارند.
ساخت و تجمع ذرات نانو با استفاده از روش های شیمی سبز - شیمی بدون آلودگی - ، از سال 1990 مورد توجه واقع شد. باکتری ها و گیاهان، نخستین موجوداتی بودند که در این مسیر به کار رفتند
اخیراً. فنآوری نانو در سطح گسترده مورد توجه بیشتر پژوهشگران علوم مختلف قرار گرفته است. امروزه افزودن نانوذرات به محلول غذایی گیاهان بهعنوان کود به دلیل داشتن اثرهای بینظیر آنها مانند نفوذ سریع تر و راحت تر به درون غشای سلولی، توجه زیادی را در بین تولید کنندگان به خود جلب کرده است گزارش شده است. ترکیبات فنلی به عنوان یکی از مهمترین ترکیبات پاداکساینده شناخته شدهاند که سازو کارهای متعددی مثل جاروب کردن رادیکال-های آزاد و قطع کردن واکنشهای زنجیرهوار اکسیداسیون، اهدای هیدروژن، حذف اکسیژن یکتایی، کلات کردن یونهای فلزی و یا قرار گرفتن به عنوان سوبسترای آنزیمهای پراکسیداز نقش پاداکسایندگی خود را ایفا میکنند.
این ترکیبات همچنین با اهدای سریع هیدروژن به رادیکالهای لیپید از ادامه زنجیره پراکسیداسیون ممانعت میکنند و قادرند محصولاتی با قدرت اکسیدکنندگی کمتر از ترکیبهای اولیه به وجود آورند. هدف از این مطالعه اعمال تنش شوری و نانو ذرات نقره بر روی گیاه بامیه و بررسی تغییرات ایجاد شد در فرآیندهای رشدی این گیاه می باشد.
مواد و روش ها:
کشت و تیمار گیاه: بذرهای گیاه بامیه - Hibiscus esculentus L. - رقم - Clemson spineless - از شرکت هلندی - Bakker brother - با قدرت جوانه زنی 85 تا 99 درصد تهیه شدند. پس از ضدعفونی کردن بذرهای سالم و هم اندازه با محلول هیپوکلریت سدیم 5 درصد، جوانه زنی آن ها در پتری دیش های حاوی دو لایه کاغذ صافی مرطوب به مدت سه روز انجام شد. سپس به این گلدان های حاوی دانه رست موجود در پرلیت در هفته اول محلول هوگلند یک چهارم قدرت و در هفته های بعد به صورت هوگلند یک دوم قدرت داده شد. گلدان ها در اتاق کشت در دمای27 - 2 درجه سانتی گراد با شرایط نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی و شدت نور 150 mol.m-2.s و رطوبت %65 قرار داده شد
Hosseini Sarghein پس از 12 روز کشت، تیمارها به صورت شوری با غلظت 100ppm و نانو ذره نقره با غلظت های 20 ppm و 50 ppm و همچنین شوری + 100 ppm نانو نقره 50 و شوری + ppm نانو ذره 20 ppm به مدت 22 روز اعمال شدند. در زمان برداشت اندام هوایی و ریشه جدا شده و یک سری از این اندام ها برای انجام آزمایشات بعدی در دمای -80 درجه سانتی گراد نگه داری شدند و سری دیگر گیاهان جهت اندازه گیری وزن خشک و تر مورد استفاده قرار گرفتند.
اندازه گیری طول ریشه و ساقه: پس از برداشت نمونه های شاهد و تیمار طول بلندترین ریشه از ناحیه یقه تا نوک ریشه و طول بلندترین ساقه از ناحیه یقه تا نوک مریستم انتهایی با استفاده از خط کش اندازه گیری شد.
اندازه گیری وزن خشک و تر اندام هوایی و ریشه: پس از برداشت، وزن تر نمونه های ریشه و اندام هوایی با استفاده از ترازوی دیجیتال - Citizen made in Poland - با حساسیت 0/001 گرم اندازه گیری شد. برای تعیین وزن خشک، نمونه ها به مدت 72 ساعت در آون 70 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. پس از مدت زمان ذکر شده، وزن خشک نمونه ها با استفاده از ترازوی دیجیتال اندازه گیری شدند.
اندازه گیری میزان فنل کل: برای استخراج فنل، 0/5 گرم از بافت تر برگ به همراه 10 میلی لیتر متانول 80 درصد در هاون ساییده شد. مخلوط حاصل به مدت 15 دقیقه در g10000 در 4 درجه سانتی گراد سانتریفوژ شد
برای تعیین میزان فنل کل از روش Marinova و همکاران - 2005 - استفاده گردید.[13] به 1 میلی لیتر از عصاره استخراجی 9 میلی لیتر آب مقطر و سپس در ادامه 1 میلی لیتر معرف فولین سیوکالتئو اضافه شد. بعد از 5 دقیقه 10 میلی لیتر کربنات سدیم 7 درصد اضافه و به مدت 90 دقیقه در دمای آزمایشگاه آنکوبه گردید. بعد از مدت زمان یاد شده جذب هریک از نمونه ها توسط اسپکتروفتومتر در طول موج 750 نانومتر خوانده شد. جهت تعیین میزان فنل کل، منحنی استاندارد با استفاده از غلظت های معلوم گالیک اسید تهیه گردید.
سنجش فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز - : - PAL, EC 4.3.1.5 سنجش فعالیت آنزیم PAL با استفاده از روش KE و - 1986 - Saltveit با اندکی تغییرات انجام شد2 .[11] گرم از نمونه های برگی به همراه 8 میلی لیتر بافر بورات 50 میلی مولار - P = 8/5 - محتوی 5 میلی مولار -2مرکاپتو اتانول و پلی وینیل پیرولیدون 2 درصد در هاون سرد ساییده شد. هموژنات حاصل با استفاده از پارچه تنظیف 4 لایه، به مدت 20 دقیقه در دمای 4 درجه سانتی گراد و در 10000g سانتریفوژ شد. سپس عصاره استخراج شده برای سنجش مورد استفاده قرار گرفت. به 5 میلی لیتر از محلول رویی 0/55 میلی لیتر -Lفنیل آلانین 100 میلی مولار اضافه و به مدت 60 دقیقه در دمای 40 درجه سانتی گراد قرار گرفت. پس از مدت زمان یاد شده جذب نمونه ها در طول موج 290 نانومتر خوانده شد. منحنی استاندارد با استفاده از غلظت های معلوم اسید سینامیک برای محاسبه فعالیت PAL تهیه گردید.
آنالیز آماری: آنالیز داده ها با استفاده از برنامه - Anova و آزمون دانکن در سطح احتمال آماری رایانه ای Excel سری 2016 ترسیم شدند.
نتایج:
رایانه ای SPSS، طی مسیر تجزیه ی واریانس یک طرفه - One way p < 0.05 انجام گرفت.
طول ریشه و ساقه:
بررسی نتایج حاصل از اندازه گیری های طول ریشه نشان داد که تنش شوری باعث کاهش معنی دار طول ریشه در گروه تنش تحت شوری نسبت به گروه شاهد شده که این کاهش به اندازه 21/83 درصد بوده است. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری طول ساقه کاهش معنی داری را در گروه های تحت تنش شوری + نانو 20 و تنش شوری + نانو 50 نسبت به گروهای شاهد نشان می دهد که این کاهش به ترتیب به اندازه 22/86 و 21 درصد بود.
اندازه طول ریشه و ساقه در نمونه های شاهد و تیمارهای مختلف شوری و نانو ذرات نقره. مقادیر، میانگین 3 تکرار - SE است. حروف یکسان بیانگر عدم اختلاف معنی دار در سطح p <0.05 با استفاده از آزمون دانکن است.
