اثر نانو ذرات سیلیس بر خصوصیات فیزیولوژیک نهال بنه (Pistacia atlantica subsp. mutica) تحت تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایران

2 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایران.

3 انیستیتو تحقیقات جنگل و فرآورده های چوب گرمسیری

4 عضو هیات علمی گروه علوم جنگل، دانشگاه ایلام

چکیده

سابقه و هدف: یافتن گونه های مقاوم به خشکی با هدف احیای جنگل‌های زاگرس از اهمیت زیادی برخوردار است. مطالعات چندانی درباره تاثیر نانوذرات بر روی گیاهان چوبی به خصوص تغییر در خصوصیات فیزیولوژیک آنها صورت نگرفته و بیشتر تحقیقات در این زمینه به گیاهان علفی و زراعی معطوف می شود. بنابراین در پژوهش حاضر، اثر نانوذرات سیلیس بر نهال‌های بنه (Pistacia atlantica subsp. mutica) به منظور شناخت واکنش گیاه به تنش وارده جهت دستیابی احتمالی به گونه ای مقاوم به خشکی با هدف احیای جنگل های زاگرس پرداخته شد.
مواد و روش ها: پژوهش حاضر با تعداد 126 اصله نهال در قالب فاکتوریل و بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار، شش سطح نانوذرات سیلیس (صفر، 100، 300، 700، 1500 و 3000 میلی‌گرم بر لیتر) به مدت 30 روز و سه سطح تنش خشکی (شاهد، آبیاری یک روز در میان؛ متوسط، آبیاری چهار روز در میان؛ و شدید، قطع کامل آبیاری) انجام شد. در پایان آزمایش، صفات فیزیولوژیک (کلروفیلa، b، کلروفیل کل، کاروتنوئید، هیدرات‌های کربن، محتوای پرولین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی پراکسیداز گایاکول و کاتالاز در برگ نهال‌ها مورد اندازه گیری قرار گرفت.
یافته ها: نتایج آزمایش نشان داد که استفاده از نانوذرات سیلیس سبب افزایش انواع کلروفیل و کاروتنوئید، افزایش پرولین، کربوهیدرات و آنتی اکسیدان‌ها تحت تنش خشکی گردید. نهال‌ها به تیمارهای نانوذرات واکنش‌های متفاوتی نشان دادند، به طوری که بیشترین مقدار کربوهیدرات و کاتالاز درغلظت 700، کلروفیلa، b، کل و کاروتنوئید درغلظت 3000 و پرولین و پراکسیداز نیز در غلظت 300 مشاهده شد. همچنین، سطوح تنش خشکی سبب کاهش انواع کلروفیل، کاروتنوئید و افزایش کربوهیدرات محلول، پرولین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان شد.
نتیجه گیری: در مجموع می‌توان نتیجه گرفت که بسیاری از صفات فیزیولوژیک تحت تاثیر تنش خشکی افزایش یافتند و نانوذرات سیلیس اثر مثبتی بر صفات انواع کلروفیل و کاروتنوئید داشتند. غلظت‌های 300، 700 و 3000 میلی‌گرم بر لیتر نسبت به سایر غلظت‌ها روی بسیاری از صفات فیزیولوژیک مذکور موثر بودند. کاهش انواع کلروفیل و کاروتنوئید و افزایش کربوهیدرات، پرولین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان از روشهای مقابله گیاهان به تنش خشکی اعمال شده می باشد. با توجه به فقدان اطلاعات پایه‌ای درباره مکانیسم‌های مقاومتی در گونه‌های بومی جنگلی زاگرس در پاسخ به نانو ذرات، این تحقیق کمک فراوانی به توسعه دانش نانو تکنولوژی در گیاهان چوبی خواهد نمود. مطالعات در مورد تاثیر نانو ذرات سیلیس برای دوره‌های آزمایش طولانی‌تر و نیز گونه‌های مختلف می‌تواند راه مناسبی برای یافتن نتایج بهتر و مستدل‌تر باشد شاید در نهایت منجر به تولید اقتصادی نهال‌های مقاوم به خشکی شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Nano Sio2 on Physiological Features of Pistacia atlantica subsp. mutica under Drought Stress

نویسندگان [English]

  • Kolsum Mahmoodi 1
  • Yaser Alizadeh 2
  • Hazandy Abdul-Hamid 3
  • HamidReza Naji 4
1 Dep. of Forest Sciences, Faculty of Agriculture, Ilam, Iran.
2 Dep. of Agronomy, Faculty of Agriculture, University of Ilam, Iran.
3 Institute of Tropical Forestry and Forest Research
4 Ilam University
چکیده [English]

Background and objectives: It is a strategic need to find drought-resistant tree species with the aim of reviving Zagros forests. There are no enough researches about the effect of nano particls on the woody plants especially on their physiological features, while most of recordes have focused on crops. Therefore, in the current research, we investigated the effect of Nano Sio2 on Wild Pistachio (Pistacia atlantica subsp. mutica) seedlings in order to finding a resistant plant for rehabilitation of Zagros forest.
Materials and methods: The experiment was based on a completely randomized design with 126 seedlings, six treatments of Nano Sio2 (control, 100, 300, 700, 1500, and 3000 mg. l-1) for 30 days and three replicates at three levels of drought stresses (control, every other day of irrigation; moderate, every four days of irrigation; and severe drought, with no irrigation). At the end, the physiological characteristics such as chlorophyll a, b, total, caratoneid, carbohydrate, proline content, enzyme peroxidase of guaiacol and catalase were analysed in treated leaves seedlings.
Results: The results showed that levels of drought stress decreased the chlorophyll, caratoneid contents and increased the soluble carbohydrates, proline, and antioxidant enzymes. In the other words, the seedlings reacted differently to nano Sio2 treatments that the highest amount of carbohydrates and catalase were observed in 700 mg.l-1; chlorophyll a, b, total and caratoneid in 3000 mg.l-1, and proline and peroxidase in 300 mg.l-1. Furthermore, the different levels of drought stresses made a reduction in the types of chlorophylls and caratoneid; increase in carbohydrates, proline, and antioxidant enzymes.
Conclusion: It can be concluded that the most physiological traits were increased under drought stress and the Sio2 nanoparticles mitigated some traits like types of chlorophyll and carotenoids. Concentrations of 300, 700 and 3000 mg. l-1 had a better effect on many of the physiological traits than the others. Reducing the types of chlorophyll and carotenoids and increasing carbohydrate, proline and antioxidant enzymes are occurred in plants to tolerate the drought stress. Due to the lack of basic information about the resistant mechanism in the endemic tree species from Zagros forest in response to nanoparticles, this study will be a great assistance to develop nano technology in wooden plants. It is suggested to study the effect of Sio2 nano particles for longer periods or on some more species that could be a considerable way to find reliable results. These results may lead into economical production of drought resistant seedlings in large scales.
Keywords: Drought resistant; leaf physiological features; Sio2 Nano-particles; Chlorophyll; Pistachio.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought resistant
  • leaf physiological features
  • Sio2 Nano-particles
  • chlorophyll
  • Pistachio