بررسی تأثیر نانوذره سلنیوم و سلنات سدیم بر ویژگی‎های مورفولوژیک و ریزمورفولوژیک آویشن فالاکس Thymus fallax Fisch.&C.A.Mey.

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

3 عضو هیئت علمی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

4 دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان

5 دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار

10.22092/ijrfpbgr.2024.364278.1452

چکیده

سابقه و هدف:
آویشن فالاکس (Thymus fallax) از جنس Thymus و خانواده نعناعیان، حاوی مقادیر بالایی تیمول و کارواکرول است. این گونه به‌دلیل داشتن خواص ضدعفونی‌کنندگی، ضدباکتریایی و آنتی‌اکسیدانی کاربردهای فراوانی در صنایع دارویی و بهداشتی دارد. گستره پراکندگی گونه آویشن فالاکس در ایران بیشتر در استان‌های شمالی، غرب و رشته کوه‌ البرز است. در فرایند اهلی‎سازی گونه‎های آویشن استفاده از برخی از عناصر کم‎مصرف، مانند سلنیوم، به‌عنوان مکمل کود شیمیایی می‎تواند نقش تعیین‎کننده‎ای در افزایش عملکرد این گونه‌ها داشته باشد. سلنیوم عنصری غیر فلزی و کمیاب است که به‌دلیل داشتن خواص آنتی‌اکسیدانی، ضد ویروسی و ضد سرطانی در انسان و افزایش تحمل گیاهان به تنش‌های غیرزیستی، به‌تازه‌گی مورد توجه قرار گرفته است. این عنصر را امروزه در برخی محافل علمی به‌عنوان کود برای افزایش تولید در گیاهان زراعی توصیه کرده‎اند. در گیاهانی مانند آویشن، تعداد و ابعاد روزنه و نیز تعداد ویژگی‎های کرک‎های پوششی اثر تعیین‌کننده‎ای بر میزان مواد مؤثره و اسانس گیاه دارند. از این‌رو در این تحقیق، به منظور بررسی اثر غلظت‎های مختلف سلنیوم به‎ دو صورت نانو ذرات و بالک (سلنات سدیم) بر ویژگی‎های مورفولوژیک و ریزمورفولوژیک گیاه آویشن فالاکس در شرایط گلخانه اجرا شد.
مواد و روش‌ها:
اثرهای احتمالی سه غلظت سلنیوم (2، 4 و 8 پی‌پی‌ام) به دو فرم‎ بالک و نانوذره به‎همراه شاهد، در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بررسی شد. بذر آویشن فالاکس از منطقه صاحب واقع در شهرستان سقز استان کردستان در غرب ایران، با ارتفاع 1750 متری از سطح دریا جمع‌آوری شد، بذرها بوجاری شده و در سینی کاشت حاوی ترکیب پیت‌ماس و پرلیت در شرایط گلخانه کشت شدند. سپس گیاهچه‌های رشد کرده به گلدان منتقل گردیدند و زمانی ‌که گیاهچه‌ها به مرحله چهار برگی رسیدند هر دو هفته یکبار، در مجموع شش بار توسط تیمارهای مختلف سلنیوم بر روی شاخ و برگ گیاهان اسپری شدند. همچنین به‌منظور تأمین عناصر مغذی و ریزمغذی مورد نیاز گیاهان، هر دو هفته یکبار گلدان‌ها با محلول هوگلند آبیاری شدند. سه روز پس از آخرین تیماردهی، ویژگی‎های مورفولوژیک و ریزمورفولوژیک گیاهان اندازه‎گیری شد. داده‎ها تجزیه واریانس شدند و مقایسه میانگین تیمارها با استفاده از روش دانکن انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که اثر تیمارهای مختلف سلنیوم بر روی بیشتر صفات مورفولوژیک معنی‎دار بود. استفاده از فرم‌های بالک و نانوذره با غلظت 4پی‌پی‌ام، طول ساقه را به‎ترتیب 31 و 16 درصد نسبت به شاهد افزایش دادند، در مقابل، با افزایش غلظت نانوذره سلنیوم تا 8 پی‌پی‌ام موجب کاهش 22 درصدی طول ساقه نسبت به شاهد شد. بیشترین تعداد ساقه در غلظت پایین نانوذره  (2 پی‌پی‌ام) حاصل شد که نسبت به شاهد افزایش 37 درصدی داشت. ولی غلظت بالای فرم‌های بالک و نانوذره سلنیوم اثر منفی بر این صفت گذاشتند و به‌ترتیب موجب کاهش 37 و 12 درصدی را در مقایسه با شاهد شدند. اثر سلنیوم بر ویژگی‎های ریزمورفولوژیک مانند تعداد کرک سطوح فوقانی و تحتانی برگ در سطح احتمال 1 درصد معنی‎دار بود. غلظت 8 پی‌پی‌ام نانوذره بیشترین تعداد کرک در هر دو سطح فوقانی (70/61) و تحتانی (20/33) برگ را سبب گردید که به ترتیب 158 و 296 درصد نسبت به شاهد افزایش داشتند.
نتیجه ‏گیری :
غلظت‎های پائین سلنیوم موجب افزایش رشد اندام هوایی این گونه از آویشن شد، ولی غلظت‎های بالا در بیشتر موارد سبب توقف یا اختلال در رشد رویشی این گیاه گردید. به‌جز تعداد کرک‌های سطوح فوقانی و تحتانی برگ‎ها، سایر ویژگی‎های ریزمورفولوژیک کمتر تحت تأثیر منفی غلظت‎های بالای سلنیوم قرار گرفتند. به‎نظر می‌رسد استفاده از غلظت‎های پائین سلنیوم به‌عنوان کود مکمل در کشت و اهلی‎سازی این گونه آویشن می‌تواند نقش مؤثری در افزایش رشد و تولید آن داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Abbasi, S., Houshmand S., Mirakhorli, N., and Rawesh, R., 2017. Evaluation of morphological characteristics, trichom structure and their relationship with essential oil content of four species of thyme (Thymus sp). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 34 (5): 869-859. (In Persian).
  2. Ahmad, P., Abdel Latef, A A., Hashem, A., Abd Allah, E F., Gucel, S. and L S P, Tran. 2016. Nitric oxide mitigates salt stress by regulating levels of osmolytes and antioxidant enzymes in chickpea. Frontiers in Plant Science 7: 347.
  3. Babajani, A., Iranbakhsh, A., Ardebili, Z. O. and B. Eslami. 2019a. Differential growth, nutrition, physiology, and gene expression in Melissa officinalis mediated by zinc oxide and elemental selenium nanoparticles. Sci. Poll. Res., 26(24): 24430-24444.
  4. Babajani, A., Iranbakhsh, A., Ardebili, Z. O. and B. Eslami. 2019b. Seed priming with non-thermal plasma modified plant reactions to selenium or zinc oxide nanoparticles: cold plasma as a novel emerging tool for plant science. Plasma Chem. Plasma Process, 39(1): 21-34.
  5. de los Ángeles Sariñana-Navarrete, M., Benavides-Mendoza, A., González-Morales, S., Juárez-Maldonado, A., Preciado-Rangel, P., Sánchez-Chávez, E., Cadenas-Pliego, G., Antonio-Bautista, A. and Morelos-Moreno, Á. 2024. Selenium Seed Priming and Biostimulation Influence the Seed Germination and Seedling Morphology of Jalapeño (Capsicum annuum). Horticulturae, 10(2), 119.
  6. Han-Wens S., Jing H., Shu-Xuan L., and Wei-Jun K. 2010. Protective role of selenium on garlic growth under cadmium stress. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 41: 11951204.
  7. Handa, N., Kohli, S.K., Sharma, A., Thukral, A.K., Bhardwaj, R. and E.F. Abd_Allah. 2019. Selenium modulates the dynamics of antioxidative defense expression, photosynthetic attributes and secondary metabolites to mitigate chromium toxicity in Brassica juncea L plants. Exp. Bot., 161: 180–192. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.11.009.
  8. Hasanuzzaman, M., Hossain, M.A. and M. Fujita. 2010. Selenium in higher plants: physiological role, antioxidant metabolism and abiotic stress tolerance. Journal of Plant Sciences, 5 (4): 354-375.
  9. Homaie, M., Mirzaie-Nodoushan, H., Asadicorom, F., Bakhshi-Khaniki, Gh.R., and Calagari, M. 2014. Evaluation of half-sib progenies and their parents of Populus euphratica based on their morphologic and micro-morphologic traits. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 21 (4): 768-779. (In Persian).
  10. Hu, T., Li, H., Li, J., Zhao, G., Wu, W., Liu, L., Wang, Q. and Y. Guo. 2018. Absorption and bio-transformation of Selenium nanoparticles by wheat seedlings (Triticum aestivum L). Frontiers in Plant Science 9: 597.
  11. Jahid A.M., Kumar S., Thakur P., Sharma S., Kau Raman Preet N., Kaur D.P., Bhandhari K., Kaushal N., Singh , Srivastav A., and Nayyar H. 2010. Promotion of growth in mungbean (Phaseolus aureus Roxb.) by selenium isassociated with stimulation of carbohydrate metabolism. Biological Trace Element Research, 143: 530–539. DOI10.1007/s12011-010-8872-1.
  12. Jamzad, Z. 2009: Thymus and Satureja species of Iran. Research Institute of Forest and Rangelands, Tehran, Iran. 171 pp. (n Persian).
  13. Jamzad, Z. (2012). Flora of Iran. No. 76: Lamiaceae. Research Institute of Forests and Rangelands. 455-608 (In persian).
  14. Khavarinejad R., Goshegir Z., and Sadatmand S. 2010. Interaction effect of selenium and molybedon on pigment photosyhthesis of tomato. Journal of Plant Science, 17: 14-23. (In persian).
  15. Kong L., Wang M., and Dongling B. 2005. Selenium modulates the activities of antioxidant enzymes, osmotic homeostasis and promotes the growth of sorrel seedlings under salt stress. Plant Growth Regulation, 45: 155–163.
  16. Kuznetsov, V.V., Kholodova, V.P. and B.A. Yagodin. 2003. Selenium regulates the waterstatus of plants exposed to drought. Doklady Biolological Science, 390: 266-268.
  17. Naghdi Badi, H., & Makkizadeh, M. 2003. Review of common thyme. Journal of Medicinal Plants, 2(7): 1-12.
  18. Nazerieh, H., Ardebili, Z.O., and Iranbakhsh, A., 2018. Potential benefits and toxicity of nanoselenium and nitric oxide in peppermint. Acta Agric. Slov. 111: 357-368.
  19. Neysanian, M., Iranbakhsh, A., Ahmadvand, R., Oraghi Ardebili, Z., & Ebadi, M. (2020). Comparative efficacy of selenate and selenium nanoparticles for improving growth, productivity, fruit quality, and postharvest longevity through modifying nutrition, metabolism, and gene expression in tomato; potential benefits and risk assessment. PloS one, 15(12), e0244207.
  20. Neysanian, M., Iranbakhsh, A., Ahmadvand, R., Oraghi Ardebili, Z., & Ebadi, M. (2021). The effect of Selenium nanoparticles on some morphological and anatomical features of Cherry tomato plants (Solanum lycopersicum L.var. cerasiforme). Journal of Developmental Biology, 13(3): 39-54.
  21. Rajaee Behbahani, S., Iranbakhsh, A., Ebadi, M., Majd, A. and Ardebili, Z.O. 2020. Red elemental selenium nanoparticles mediated substantial variations in growth, tissue differentiation, metabolism, gene transcription, epigenetic cytosine DNA methylation, and callogenesis in bittermelon (Momordica charantia); an in vitro PloS one.; 15(7): 0235556.
  22. Rios J.J., Blasco B., Cervilla L.M., Rosales M.A., Sanchez-Rodriguez E., Romero L., and Ruiz J.M. 2009. Production and detoxification of H2O2 in lettuce plants exposed to selenium. Annals of Applied Biology, 154:107–116.
  23. Sairam R.K., and Srivastava G.C. 2002. Changes in antioxidant activity in sub-cellular fraction of tolerant and susceptible wheat genotypes to long term salt stress. Plant Science, 162: 897-904.
  24. SAS Institute., 1989. SAS user’s guide: statistics. 5th edition. Cary, NC, SAS Institute Inc., 956p.
  25. Safaryazdi, A., Lahoti, M., and Ganjali, A. 2012. Effect of different concentrations of selenium on plant physiological characteristics of spinach Spinacia oleraceae. Journal of Horticultural Science, 26: 292-300.
  26. Shekari, L., Kamel Manesh, M. M., Mozafarian Maimandi M., Sadeghi, F.2014. Investigation of the effect of selenium on some morphological and physiological traits of Capsicum annuum Journal of Horticultural Sciences, 29: 594-600.
  27. ​Sotoodehnia-Korani, S., Iranbakhsh, A., Ebadi, M., Majd, A. and Ardebili. Z.O. 2020. Selenium nanoparticles induced variations in growth, morphology, anatomy, biochemistry, gene expression, and epigenetic DNA methylation in Capsicum annuum; an in vitro Environmental Pollution, p114727.
  28. Tailin, X., Hartikainen, H., and Piironen, V. 2001. Antioxidative and growth-promoting effect of selenium on senescing Lettuce. Plant and Soil, 237: 55-61.
  29. Zahedi, S.M., Abdelrahman, M., Hosseini, M.S., Hoveizeh, N.F. and Tran, L.S.P. 2019. Alleviation of the effect of salinity on growth and yield of strawberry by foliar spray of selenium-nanoparticles. Environ. Poll. 2019; 253: 246–258. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.04.078
  30. Wang, Z., Xie, X., Zhao, J., Liu, X., Feng, W., White, J.C. and B. Xing. 2012. Xylem-and phloem-based transport of CuO nanoparticles in maize (Zea mays). Environmental Science & Technology, 46 (8): 4434-4441.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار