Plant Process and Function

fa اثر نانو‌ذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر تحمل تنش شوری در گیاه زنیان (Carum copticum L.) Impact of nano-TiO2 on salt stress tolerance of Carum copticum تنش شوري Salt Stress پژوهشي Research در مناطق خشـک و نیمـهخشـک ماننـد ایـران، شوری آب و خاک تهدیدی مهم برای رشد گیاهان و کشاورزی محسـوب میشود. ثابت شده است که نانوذرات دیاکسید تیتانیوم به رشد گیاهان کمک میکند و تحمل تنش در گیاهان را افزایش میدهد. بنابراین، در پژوهش حاضر، آزمایشی گلدانی بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه سطح شوری (صفر، 50، 100 میلیگرم در لیتر سدیمکلرید) و پنج سطح محلولپاشی نانوذرات دیاکسید تیتانیوم (صفر، 10، 20، 40، 80 میلیگرم در لیتر) انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نمک، وزن تر و خشک گیاه، میزان کلروفیل a, bو محتوای نسبی آب گیاه بطور معنیداری کاهش یافت، اما محتوای مالون دیآلدئید، کاروتنوئیدها، پرولین و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانیSOD  و  APXافزایش یافت. محلولپاشی نانوذرات دیاکسید تیتانیوم در غلظتهای مناسب (اغلب 20 و 40 میلیگرم در لیتر) رشد را بهبود داد و باعث افزایش میزان کلروفیل a, b، کاروتنوئید، محتوای نسبی آب، میزان پرولین و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانیSOD  و  APX شد و میزان پراکسیداسیون لیپیدی غشاها را کاهش داد. اثر کاربرد 80 میلیگرم در لیتر نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بر پارامترهای رشد و محتوای رنگیزههای فتوسنتزی کمتر از اثر غلظت 20 و 40 میلیگرم بر لیتر نانوذرات بود و میزان پراکسیداسیون لیپیدی غشاها را تحت هر دو شرایط شور و غیرشور افزایش داد. در مجموع می‌توان گفت که غلظت مناسب نانوذرات دیاکسید تیتانیوم از طریق افزایش پرولین و تحریک سیستم آنتیاکسیدانی باعث حفاظت گیاه در برابر تنش اسمزی و اکسیداتیو ناشی از تنش شوری شده است. Soil and water salinity in semi-arid regions such as Iran have been important threats for plant growth and agriculture. It has been demonstrated that TiO2 nanoparticles can improve plant growth and increase stress tolerance in plants. Therefore, in this study, a pot experiment was conducted as factorial with completely randomized design to evaluate the effect of 3 levels of salinity (0, 50, 100 mg/L NaCl) and 5 levels nano- TiO2 (0, 10, 20, 40, 80 mg/L) on ajowan (Carum copticum). Results showed that with increasing salt concentration, fresh and dry weight of roots and shoots, content of chlorophyll a, b and relative water content (RWC) significantly reduced, but content of malon dialdehyde, carotenoids, proline content and the activities of SOD and APX increased in leaves. Foliar spray of nano- TiO2 concentrations influenced all the above mentioned parameters in a dose-dependent manner. Foliar spray with suitable nano- TiO2 concentrations (often 20 and 40 mg/L) improved plant growth, content of chlorophyll a, b and carotenoids, RWC, proline accumulation as well as the activities of SOD and APX whereas it reduced lipid peroxidation level. Impact of 80 mg/L nano- TiO2 on growth parameters and photosynthetic pigments contents was less than 20 and 40 mg/L and significantly increased lipid peroxidation under both normal and salinity stress conditions. In conclusion, it can said that appropriate nano-TiO2 concentrations protected ajowan against salt –induced osmotic- and oxidative stresses through increasing proline accumulation and enhancing the activities of antioxidant enzymes آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی, پرولین, تنش شوری, کلروفیل, محتوای نسبی آب Antioxidant enzymes, Proline, Salinity stress, Chlorophyll, Relative water content 19 34 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-33-3&slc_lang=fa&sid=1 R Amooaghaie ریحانه عمواقایی rayhanehamooaghaie@yahoo.com Yes Biology Department, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه زیست‌شناسی دانشگاه شهرکرد M Majidi مینا مجیدی Minamajidi317@gmail.com No Biology Department, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه زیست‌شناسی دانشگاه شهرکرد S Farhadian صادق فرهادیان sadeghfarhadian@gmail.com No Biology Department, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه زیست‌شناسی دانشگاه شهرکرد