۱۹۹۴۱پ
per
بررسی پاسخ های سلول شناختی و ریخت شناختی گیاه فلفل سبز (.Capsicum annum L) تحت تاثیر نانوذرات مغناطیسیFe۳O۴
Evaluation of cytological and morphological indices of Capsicum annuum under treatment of Fe۳O۴ magnetic-nano particle
/محمد کاظم بهرامی
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۷
۱۰۰ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
زیست شناسی گرایش سلولی تکوینی گیاهی
۱۳۹۷/۰۶/۲۰
تبریز
آهن به عنوان یک ماده مغذی ضروری، بخش عمده محتوای کل ریز مغذی های فلزی را در سلول های گیاهی تشکیل می‌صدهد .از آنجایی که این عنصر نقش مهمی در تشکیل کلروپلاست و تیلاکوئیدها ایفا می‌صکند، در عملکرد گیاه، کیفیت و میزان محصول تاثیر گذار می‌صباشد .جذب آهن توسط گیاه، به عوامل مختلفی از جمله pH خاک وابسته است و میزان جذب در خاک های قلیایی محدود می‌صباشد .در بین فرم های مختلف آهن، اکسید آهن مغناطیسی Fe۳O۴ کمترین اثر سمی را بر رشد و نمو گیاهان دارد .امروزه استفاده از نانو کودصهای آهن در غنی سازی زیستی محصولات کشاورزی مورد توجه قرار گرفته است .ویژگی‌صهای فیزیکی و شیمیایی منحصر بفرد نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی Fe۳O۴ مثل، اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم و واکنش پذیری بالا، تلفیق خواص الکتریکی و مغناطیسی و مهمتر از همه سمیت کم این ذرات، استفاده از این شکل آهن را در تغذیه گیاهان مورد توجه قرار داده است .پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی بر ویژگی‌صهای فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گیاه فلفل شیرین انجام شد .در ابتدا نانوذرات مغناطیسی Fe۳O۴ در آزمایشگاه ساخته شد و از طریق بررسی‌صهای مربوط، از مطلوب بودن کیفیت ساختاری، اندازه ای و مغناطیسی ذرات، اطمینان حاصل شد .سپس، مطالعه در دو فاز جوانه‌صزنی) با استفاده از غلظت‌صهای۰ ،۲۰۰ ،۴۰۰ ، ۸۰۰ و ۱۶۰۰ میلی گرم در لیتر از نانوذرات (در محیط آزمایشگاه و پرورش گیاه در شرایط آب کشت) با استفاده از غلظت‌صهای۰ ،۱۲۵ ،۲۵۰ ، ۵۰۰ و ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر از نانوذرات(، در گلخانه تحقیقاتی انجام شد .غلظت‌صهای کم نانوذرات، بر شاخص‌صهای مختلف جوانه‌صزنی و رویش گیاهچه فلفل اثرات مثبت داشتند .در غلظت‌صهای بالا، کاهش نرخ جوانه زنی و شاخص‌صهای مختلف رشدی گیاهچه ها، به همراه مشاهدات ریخت شناختی، بروز سمیت آهن را نشان داد .در ارتباط با مطالعات گلخانه‌صای، بررسی ریشه گیاهان توسط میکروسکوپ فلورسانس، جذب نانوذرات آهن و تجمع آنها در این اندام را تایید کرد .چنین تجمعاتی در ریشه گیاهان شاهد و گیاهان تیمار شده با ترکیبEDTA - Feدیده نشد .در بررسی صفات رشدی مختلف، نتایج نشان داد که کاربرد غلظت‌صهای ۱۲۵ و ۲۵۰ میلی گرم در لیتر نانوذرات Fe۳O۴ بر اکثر صفات رشدی گیاه شامل وزن تر و خشک، ارتفاع بوته، سطح برگ، تعداد برگ، تعداد گره، قطر ساقه و حجم ریشه اثر مثبت داد .در مقابل، کاربرد غلظت‌صهای ۵۰۰ و ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر نانوذرات، باعث کاهش پارامتر-های رشدی گردید .بررسی های آنزیم‌صهای آنتی اکسیدانتی بیانگر افزایش فعالیت کاتالاز و پراکسیداز در گیاهان تغذیه شده با غلظت بالای نانوذرات بود .بیشترین فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در گیاهان شاهد و تغذیه شده با غلظت بالای نانوذرات Fe۳O۴ تشخیص داده شد .نتایج سنجش آنتی اکسیدانت‌صهای غیر آنزیمی نشان داد که کمترین میزان فنول و فلاونوئید در برگ گیاهان گروه کنترل دیده شد و علیرغم افزایش محتوای این ترکیبات در برگ گیاهان گروه-های تیماری دیگر، تفاوت معنی‌صداری بین محتوای این ترکیبات آنتی اکسیدانتی در این گیاهان مشاهده نشد .همچنین، با افزایش غلظت نانوذرات در محلول غذایی، محتوای فنول و فلاونوئید میوه افزایش نشان داد بگونه‌صای که میوه گیاهان تغذیه شده با غلظت‌صهای بالای نانوذرات، دارای بیشترین میزان ترکیبات فنولی بودند .از طریق اندازه گیری محتوای آهن گیاه مشخص شد که بین غلظت نانوذرات مغناطیسی Fe۳O۴ در محلول غذایی و میزان جذب و انباشت آن در بخش‌صهای مختلف گیاه ارتباط معنی داری وجود دارد .در بین اندام‌صهای مختلف، ریشه ها بیشترین میزان انباشت آهن را نشان دادند .علاوه بر این، مشخص شد که در شرایط بیشبود آهن در محیط گیاه، بین جذب و تجمع آهن و روی، یک رابطه‌صی آنتاگونیستی وجود دارد .اندازه‌صگیری محتوای کلروفیل گیاه نشان داد که گیاهان کنترل که آهن دریافت نکرده بودند، کمترین میزان کلروفیل را نشان دادند و تغذیه گیاهان با غلظت‌صهای کم (۱۲۵ و ۲۵۰ میلی گرم در لیتر (و زیاد (۵۰۰ و ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر (نانوذرات Fe۳O۴ به ترتیب به افزایش و کاهش محتوای کلروفیل منجر شد .بررسی نتایج حاصل از رشد، صفات ریخت شناختی و فعالیت آنتی اکسیدانتی گیاهان نشان دهنده بروز علائم سمیت آهن در گیاهان تغذیه شده با غلظت‌صهای بالای نانوذرات Fe۳O۴ بود .همچنین مشخص گردید که استفاده از غلظت ۲۵۰ میلی گرم در لیتر نانوذرات Fe۳O۴ دارای اثرات مطلوب بر رشد گیاه فلفل می باشد و اینکه نانوذرات Fe۳O۴ می تواند به جای کودصهای سنتی برای بهبود پارامترصهای رشد فلفل و بهره‌صوری آن مورد استفاده قرار گیرد
Application of iron nano-fertilizers, as a new technology, is considered in the bio-fortification of agricultural products for the compensation of iron deficiency in diet. The objective of this study was to measure the effects of Fe3O4 magnetic nanoparticles (MNPs) on the germination and seedling growth of Capsicum annuum L in various concentrations (0, 200, 400, 800, and 1600 mg/kg) in plate and towel paper media and study of various concentrations of Fe3O4 MNPs (0, 125, 250, 500, and 1000 mg/kg) on the growth and cytological responses of bell pepper plant under hydroponic conditions. Fe3O4 MNPs were synthesized by co-precipitation method and characterized by SEM, FT-IR, XRD, TEM, DLS, and EDX. The synthesized MNPs have relative spherical-shapes with sizes in the range of 3-22 nm. By the application of Fe3O4 MNPs in seed germination and seedling growth of pepper plants, various experimental parameters such as rate and speed germination, rootlet and shootlet length, and their fresh and dry weights were investigated. It was found that Fe3O4 MNPs had significant effects on seed germination and seedling growth with 200 and 400 mg/kg concentrations. In addition, the higher concentrations of MNPs (800 and 1600 mg/kg) showed toxical effects. Under hydroponic conditions, microscopic observations confirmed the absorption and accumulation of iron nanoparticles in the plant roots. The results demonstrated that there was an incremental relation between the Fe3O4 MNPs concentrations in the nutritional solution and their absorption and accumulation rates in different parts of the plants. Application of 125 and 250 mg/kg Fe3O4 MNPs had a positive effect on plant growth; while 500 and 1000 mg/kgof MNPs significantly increased the activity of catalase (CAT) as well as peroxidase (POD) and decreased the growth parameters. The highest superoxide dismutase (SOD) activity was detected in the non-treated plants (control) and plants fed with high concentrations of Fe3O4 MNPs. The latter plants showed symptoms of tiny, rosette and malformed leaves with interveinal chlorosis and necrosis. Non-enzymatic antioxidant defense was also intensified at high concentrations of MNPs in the leaves. Under Fe-excess condition, the absorption and accumulation of iron and zinc showed an antagonistic behavior. Lower concentrations of Fe3O4 MNPs significantly increased the chlorophyll content. The results showed that the application of 200 and 400 mg/kg Fe3O4 MNPs were optimal for seed germination and growth of the seedlings. Also, under hydroponic conditions, 250 mg/kg of Fe3O4 MNPs was the optimal concentration. Finally, we suggest that Fe3O4 MNPs can be utilized instead of traditional Fe-fertilizers to improve the pepper growth parameters and yield
Evaluation of cytological and morphological indices of Capsicum annuum under treatment of Fe۳O۴ magnetic-nano particle
بهرامی، محمد کاظم
Bahrami, Mohammad Kazem
موافقی، علی، استاد راهنما
مهدوی نیا، غلامرضا، استاد راهنما
حسن پوراقدم، محمدباقر، استاد مشاور
گوهری، غلامرضا، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
