Plant Process and Function

fa بررسی اثر اسید فولیک و نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر ویژگی‌های فیتوشیمیایی سیاه‌دانه (Nigella sativa L.) در شرایط تنش کم آبی Investigating of the effect of folic acid and titanium dioxide nanoparticles on phytochemical characteristics of Black cumin (Nigella sativa L.) under water stress conditions تنش خشكي Droughts Stress پژوهشي Research سیاهدانه (Nigella sativa L.) با داشتن ترکیباتی از جمله آلکالوئیدها، فلاونوئیدها و تانن یکی از بهترین منابع آنتیاکسیدان‌های طبیعی به شمار می‌رود. دانه گیاه سیاهدانه در طب سنتی بسیاری از کشورها جهت پیشگیری و درمان اختلالات و بیماری‌ها مصرف می‌شود. از آنجایی که تولید گیاهان دارویی می‌تواند تحت تأثیر عوامل محیطی مانند محدودیت آب قرار گیرد آزمایشی به منظور بررسی تأثیر اسید فولیک و نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم در شرایط تنش خشکی بر ویژگی‌های فیتوشیمیای از جمله درصد اسانس، میزان روغن، پروتئین برگ، گلوکز، فروکتوز، ساکاروز، پرولین، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز گیاه دارویی سیاهدانه، طی دو سال زراعی 1400 و 1401 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی شاهرود انجام شد. این آزمایش به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کاملاً تصادفی با سه تیمار در سه تکرار صورت گرفت. کرت اصلی شامل سه سطح آبیاری (۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ درصد آب قابل دسترس) و فاکتورهای فرعی شامل اسید فولیک (صفر، ۲۵۰ و ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم (صفر، ۱ و ۲ میلی‌گرم در لیتر) بود. نتایج نشان داد که اثر تیمارهای آبیاری، اسید فولیک و نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم بر محتوای کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، گلوکز و پراکسیداز، اثر تیمارهای آبیاری بر محتوای پرولین و اثر تیمارهای آبیاری و اسید فولیک بر محتوای ساکاروز و فروکتوز معنیدار بود. در تیمار ۵۰٪ تنش خشکی، میزان کاتالاز (84/4 واحد میلی‌گرم بر پروتئین)، پراکسیداز (61/2 واحد میلی‌گرم بر پروتئین)، سوپراکسید دیسموتاز (61/3 واحد میلی‌گرم بر پروتئین)، پرولین (85/16میلی‌گرم بر گرم)، گلوکز (61/52 میلی‌گرم بر گرم)، فروکتوز (08/31 میلی‌گرم بر گرم) و ساکارز (80/9 میلی‌گرم بر گرم) بالا رفت. در تیمار تنش خشکی۵۰%، ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر اسید فولیک و ۲ میلی‌گرم در لیتر نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم‌، بیشترین میزان گلوکز (26/58 میلی‌گرم بر گرم)، فروکتوز (09/36 میلی‌گرم بر گرم) و ساکارز (11/12 میلی‌گرم بر گرم) بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که تنش خشکی منجر به کاهش میزان اسانس، درصد روغن و پروتین برگ گردید. بیشترین درصد اسانس، درصد روغن و پروتئین برگ با کاربرد 500 میلی‌گرم در لیتر اسید فولیک و 2 میلی‌گرم در لیتر نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم با 100 درصد آب قابل استفاده مشاهده گردید. بطورکلی براساس نتایج این آزمایش استفاده از کود اسید فولیک (۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم (۲ میلی‌گرم در لیتر) به منظور کاهش اثرات تنش خشکی بر گیاه سیاهدانه پیشنهاد می‌گردد. Black seed (Nigella sativa L.) is one of the best sources of natural antioxidants with compounds such as alkaloids, flavonoids and tannin. Black seed plant seeds are used in traditional medicine of many countries to prevent and treat disorders and diseases. Since the production of medicinal plants can be affected by environmental factors such as water limitation, an experiment was conducted to investigate the effect of folic acid and titanium dioxide nanoparticles under drought stress conditions on phytochemical characteristics including the percentage of essential oil, oil content, leaf protein, glucose, fructose, sucrose, proline, superoxide dismutase, catalase and peroxidase of black seed medicinal plants. It was carried out during two crop years of 2018 and 2019 in the research farm of Shahrood University of Technology. This experiment was conducted as a split factorial in the form of a randomized complete block design with three treatments in three replications. The main plot consisted of three levels of irrigation (50, 75, and 100% of available water) and sub-plots included folic acid (0, 250 and 500 mg/l) and titanium dioxide nanoparticles (0, 1, and 2 mg/l). The results showed that the effect of irrigation treatments, folic acid and titanium dioxide nanoparticles on the content of catalase, superoxide dismutase, glucose and peroxidase, the effect of irrigation treatments on proline content and the effect of irrigation treatments and folic acid on the content of sucrose and fructose were significant. In the treatment of 50% drought stress, the amount of catalase (4.84 Unit/mg pro), peroxidase (61.2 Unit/mg pro), superoxide dismutase (61.3 Unit/mg pro), proline (16.85 mg/gr), glucose (52.61 mg/gr), fructose (31.08 mg/gr) and sucrose (9.80 mg/gr) went up. In the treatment of 50% drought stress with 500 mg per liter of folic acid and 2 mg per liter of titanium dioxide nanoparticles, the highest amounts of glucose (58.26 mg/gr), fructose (36.09 mg/gr) and sucrose (12.11 mg/gr) were obtained. Also, the results showed that drought stress led to a decrease in essential oil, oil percentage and leaf protein. The highest percentage of essential oil, percentage of leaf oil, and protein was observed with the use of 500 mg/L of folic acid and 2 mg/l of titanium dioxide nanoparticles with 100% water. Overall, based on the results of this experiment, it is recommended to use folic acid fertilizer (500 mg/l) and titanium dioxide nanoparticles (2 mg/l) in order to reduce the effects of drought stress on black cumin. اسانس, اسید فولیک, پراکسیداز, پرولین, فروکتوز, کاتالاز Catalase, Peroxidase, Proline, Folic acid, Fructose 1 16 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1937-1&slc_lang=fa&sid=1 Saedeh Rashidi سعیده رشیدی rashidi_saedeh@yahoo.com Yes Department of Agriculture, Payam Noor University, Tehran, Iran گروه کشاورزی، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران