جلد 6، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1398 )                   سال1398، جلد6 شماره 1 صفحات 173-184 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Sayedena V, Pilehvar B, Abrari-Vajari K, Zarafshar M, Eisvand H R. Effects of TiO2 Nanoparticles on Germination and Primary Growth of Mountain Ash (Sorbus luristanica). Iranian J. Seed Res.. 2019; 6 (1) :173-184
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-336-fa.html
سیدنا وحید، پیله ور بابک، ابراری واجاری کامبیز، زرافشار مهرداد، عیسوند حمید رضا. اثر نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر جوانه‌زنی و رشد اولیه بارانک لرستانی (Sorbus luristanica). پژوهشهای بذر ایران. 1398; 6 (1) :173-184

URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-336-fa.html


دانشگاه لرستان ، pilehvar.b@lu.ac.ir
چکیده:   (49 مشاهده)
DOR: 98.1000/2383-1251.1398.6.173.11.1.1575.41

چکیده مبسوط
مقدمه: تولید نانوذرات و کاربرد آنها در جنبه‌های مختلف علوم گیاهی در حال افزایش است و علی‌رغم تولید روزافزون آنها، بررسی‌های محدودی در خصوص اثر مواد مختلف نانو بر زیست شناسی گیاه وجود داد. در این تحقیق سعی شد از پتانسیل نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم در ارتقاء صفات جوانه‌زنی گونه بارانک لرستانی استفاده گردد، لذا اثرات متعاقب آنها بر رشد و تولید زیست‌توده گیاهچه‌های تولیدی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: در ابتدا بذر گونه بارانک لرستانی از توده‌های طبیعی آن جمع‌آوری شد. در همین راستا بذرهای این گونه با غلظت‌های صفر، 75، 150، 250، 350 و 500 میلی‌گرم در لیتر دی‌اکسید تیتانیوم به مدت 24 ساعت پرایم شدند. سپس بذرها ابتدا به مدت 2 هفته در دمای اتاق و سپس به مدت 3 ماه در ماسه مرطوب و در سرما قرار گرفتند. آزمایش در قالب یک طرح آماری کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. بذرهای لایه‌گذاری شده بعد از گذشت سه ماه به درون ژرمیناتور منتقل و با شروع جوانه‌زنی، اطلاعات روزانه در یک دوره 22 روزه ثبت شد. در انتهای آزمایش صفات درصد، سرعت و میانگین زمان جوانه‌زنی محاسبه شد. همچنین در ادامه صفات رویشی گیاهچه‌ها از قبیل تعداد برگ، طول گیاهچه و زیست‌توده تر و خشک اندام‌های ساقه و برگ و ریشه نیز اندازه‌گیری گردید. همچنین از میکروسکوپ الکترونی نیز برای بررسی حضور و چسبندگی نانوذرات در سطح خارجی بذرها استفاده شد.
یافته‌ها: بر اساس نتایج، تمامی صفات جوانه‌زنی شامل درصد، سرعت و میانگین زمان جوانه‌زنی تحت تاثیر تیمارهای نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بهبود یافت، ولی در این میان تیمار 500 میلی‌گرم در لیتر بطور قابل ملاحظه‌ای صفات جوانه‌زنی را افزایش داد. عدم حضور و در مقابل حضور و چسبندگی نانوذرات روی پوسته بذر توسط میکروگراف‌های حاصل از میکروسکوپ الکترونی مشاهده و تایید شد. در ادامه نتایج آنالیز واریانس یکطرفه نشان داد که تیمار 75 میلی‌گرم در لیتر از بالاترین موفقیت و در مقابل تیمار 500 میلی‌گرم در لیتر از کم‌ترین درصد موفقیت در بهبود رشد (طول ساقه‌چه) و تولید زیست‌توده برخوردار بود.
 نتیجه‌گیری: درنهایت می‌توان اذعان داشت که تاثیر پرایمینگ بذر بارانک لرستانی سبب ارتقاء صفات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های این گونه شد ولی روند تاثیرات در دو مرحله متفاوت بود بطوریکه در مرحله جوانه‌زنی بالاترین غلظت و در مرحله رشد، تیمارهای کم تا متوسط موفق‌تر بودند. ضمناً با توجه به اینکه تیمار 150 میلی‌گرم در لیتر دی‌اکسید تیتانیوم هم در بهبود جوانه‌زنی و هم در ارتقاء صفات رشد گیاهچه‌ها موفقیت قابل قبولی کسب کرده و از سوی دیگر با توجه به غلظت متوسط آن از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می‌باشد، لذا به عنوان یک تیمار موفق در رفع خواب بذر و تولید نهال‌های بارانک لرستانی قابل توصیه می باشد.

جنبه‌های نوآوری:
  1. مطالعه جوانه‌زنی بذر گونه بارانک لرستانی برای اولین بار
  2. استفاده از فناوری نانو مواد و پتانسیل قابل توجه این مواد در شکست خواب و بهبود صفات جوانه‌زنی بارانک لرستانی
  3. استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM) به منظور مطالعه حضور و چسبندگی نانوذرات در سطح پوسته بذر
متن کامل [PDF 1026 kb]   (13 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: سایر موضوعات
دریافت: ۱۳۹۷/۳/۲ | پذیرش: ۱۳۹۷/۹/۱۳

فهرست منابع
1. Ahmadloo, F., Tabari, M., Rahmani, A., and Yousefzadeh, H, 2011. Effect of cattle manure and decomposed litter to improve germination and survival of Cupressus arizonica and C. sempervirens var. horizontalis in nursery. Journal of Forest and Wood Products (JFWP) (Iranian Journal of Natural Resources), 63(4): 317-330. [In Persian with English Summary].
2. Esmaeili Sharif, M., Hosseini Nasr, S.M., Ghamari Zare, A., and Talebi, M. 2016. Appropriate methods for breaking seed dormancy of Iranian mountain ash (Sorbus persica Hedl.). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 23(4): 694-706. [In Persian with English Summary].
3. Fan, R., Huang, Y.C., Grusak, M.A., Huang, C.P., and Sherrier, D.J. 2014. Effects of nano-TiO2 on the agronomically-relevant Rhizobium-legume symbiosis. Science of the Total Environment, 466-467: 503-512. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2013.07.032] [PMID]
4. Fathi, Z., Khavari Nejad, R.A., Mahmoodzadeh, H., and Nejad Satari, T. 2017. Investigating of a wide range of concentrations of multi-walled carbon nanotubes on germination and growth of castor seeds (Ricinus communis L.). Journal of Plant Production Research, 57(3): 228-236. [DOI:10.1515/jppr-2017-0032]
5. Feizi, H., Kamali, M., Jafari, L., and Rezvani Moghaddam, P. 2013. Phytotoxicity and stimulatory impacts of nanosized and bulk titanium dioxide on fennel (Foeniculum vulgare Mill). Chemosphere, 91: 506-511. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2012.12.012] [PMID]
6. Feizi, H., Rezvani Moghaddam, P., Shahtahmassebi, N., and Fotovat, A. 2012. Impact of bulk and nanosized titanium dioxide (TiO2) on wheat seed germination and seedling growth. Biological Trace Element Research, 146(1): 101-106. [DOI:10.1007/s12011-011-9222-7] [PMID]
7. Gao, F., Liu, C., Qu, C., Zheng, L., Yang, F., Su, M., and Hong, F. 2008. Was improvement of spinach growth by nano-TiO2 treatment related to the changes of Rubisco activase? Biometals, 21(2): 211-217. [DOI:10.1007/s10534-007-9110-y] [PMID]
8. Gao, J., Xu, G., Qian, H., Liu, P., Zhao, P., and Hu, Y. 2013. Effects of nano-TiO2 on photosynthetic characteristics of Ulmus elongata seedlings. Environmental Pollution, 176: 63-70. [DOI:10.1016/j.envpol.2013.01.027] [PMID]
9. Haghighi, M., Afifipour, Z., and Mozafarian, M. 2012. The effect of N-Si on tomato seed germination under salinity levels. Journal of Biological and Environmental Sciences, 6(16): 87-90.
10. Haghighi, M., and Pessarakli, M. 2013, Influence of silicon and nano-silicon on salinity tolerance of cherry tomatoes (Solanum lycopersicum L.) at early growth stage. Scientia Horticulturae, 161: 111-117. [DOI:10.1016/j.scienta.2013.06.034]
11. Hatami, M., Ghorbanpour, M., and Salehiarjomand, H. 2014. Nano-anatase TiO2 modulates the germination behavior and seedling vigority of some commercially important medicinal andaromaticplants. Journal of Biological and Environmental Sciences, 8(22): 53-59.
12. Huang, Z., Zhang, X., Zheng, G., and Gutterman, Y. 2003. Influence of light, temperature, salinity and storage on seed germination of Haloxylon ammodendron. Journal of Arid Environments, 55(3): 453-464. [DOI:10.1016/S0140-1963(02)00294-X]
13. Jaberzadeh, A., Moaveni, P., Tohidi Moghadam, H.R., and Modari, A. 2010. Effects of TiO2 NPs foliar spraying on the weat under drought stress. Iranian Journal of plant Eco- Physiology, 4(2): 295-301. [In Persian with English Summary].
14. Kamali, N., and Sadeghipoor, A. 2015. Effects of different concentrations of nano TiO2 on germination and early growth of five range plant species. Journal of Rangeland, 9(2): 170-181. [In Persian with English Summary].
15. Khot, L.R., Sankaran, S., Maja, J.M., Ehsani, R., and Schuster, E.W. 2012. Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection a review. Crop Protection, 35: 64-70. [DOI:10.1016/j.cropro.2012.01.007]
16. Kulkarni, M.G., Street, R.A., and Staden, J.V. 2007. Germination and seedling growth requirements for propagation of Diosscorea dregeana (Kunth) Dur.and Schinz-A tuberous medicinal plant. South African Journal of Botany, 73(1): 131-137. [DOI:10.1016/j.sajb.2006.09.002]
17. Kurepa, J., Paunesku, T., Vogt, S., Arora, H., Rabatic, B.M., Lu, J., Wanzer, M.B., Woloschak, G.E., and Smalle, J.A. 2010. Uptake and distribution of ultra-small anatase TiO2 Alizarin red S nanoconjugates in Arabidopsis thaliana. Nano letters, 10(7): 2296-2302. [DOI:10.1021/nl903518f] [PMID] [PMCID]
18. Lafond, G.P., and Baker, R.J. 1986. Effects of temperature, moisture stress, and seed size on germination of nine spring wheat cultivars. Crop Science, 26(3): 563-567. [DOI:10.2135/cropsci1986.0011183X002600030028x]
19. Laware, S.L. and Raskar, S.V. 2014. Effect of titanium dioxide nanoparticles on hydrolytic and antioxidant enzymes during seed germination in onion. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(7): 749-760.
20. Li, B., Xie, Y., Zhang, Q., Zhang, C., Lu, K. and Tao, G. 2011. Effects of nano-TiO2 on photosynthetic characteristics of Indocalamus barbatus. Journal of Northeast Forestry University, 39: 22-25.
21. Mohammadi, R., Maali Amiri, R., and Abbasi, A. 2013. Effect of TiO2 Nanoparticles on Chickpea Response to Cold Stress. Biological Trace Element Research, 152: 403-410. [DOI:10.1007/s12011-013-9631-x] [PMID]
22. Monica, R.C., and Cremonini, R. 2009. Nanoparticles and higher plants. Caryologia, 62(2): 161-165. [DOI:10.1080/00087114.2004.10589681]
23. Moore, M.N. 2006. Do nanoparticles present ecotoxicological risks for the health of the aquatic environment? Environment International, 32(8): 967-976. [DOI:10.1016/j.envint.2006.06.014] [PMID]
24. Naseri, B., and Tabari, M. 2015. Effects of GA3 and stratification on seed germination of field maple (Acer campestre L.). Forest and Wood Products, 68(2): 419-428. [In Persian with English Summary].
25. Owolade, O.F., Ogunleti, D.O., and Adenekan, M.O. 2008. Titanium dioxide affects diseases, development and yield of edible cowpea. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 7(5): 2942-2947.
26. Pais, I. 1983. The biological importance of titanium. Journal of Plant Nutrition, 6(1): 3-131. [DOI:10.1080/01904168309363075]
27. Panwar, P., and Bhardwaj, S.D. 2005. Handbook of practical forestry. Agrobios (India), 191p.
28. Pazhouhan, I., Jalali, S.Gh.A., Atabati, H., Zarafshar, M., and Sattarian, A. 2016. Comparison of carbon nanotubes with chemical and physical treatments to break seed dormancy of Myrtus communis.L. Journal of Botany Research, 29(2): 300-308. [In Persian with English Summary].
29. Qi, M., Liu, Y. and Li, T. 2013. Nano-TiO2 improve the photosynthesis of tomato leaves under mild heat stress. Biological Trace Element Research, 156(1-3): 323-328. [DOI:10.1007/s12011-013-9833-2] [PMID]
30. Seeger, E.M., Baun, A., Kästner, M., and Trapp, S. 2009. Insignificant acute toxicity of TiO2 nanoparticles to willow trees. Journal of Soils and Sediments, 9(1): 46-53. [DOI:10.1007/s11368-008-0034-0]
31. Sidari, M., Mallamaci, C., and Muscolo, A. 2008. Drought, salinity and heat differently affect seed germination of Pinus pinea. Journal of Forest Research, 13(5): 326-330. [DOI:10.1007/s10310-008-0086-4]
32. Sunada, K., Watanabe, T., and Hashimoto, K. 2003. Bactericidal activity of copper-deposited TiO2 thin film under weak UV light illumination. Environmental Science and Technology, 37(20): 4785-4789. [DOI:10.1021/es034106g] [PMID]
33. Wojcik, P., and Klamkowski, K. 2004. "Szampion" apple tree response to foliar titanium application. Journal of Plant Nutrition, 27(11): 2033-2046. [DOI:10.1081/PLN-200030108]
34. Yang, F., Hong, F., You, W., Liu, C., Gao, F., Wu, C., and Yang, P. 2006. Influences of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach. Biological Trace Element Research, 110(2): 179-190. [DOI:10.1385/BTER:110:2:179]
35. Yang, Y., Liu, Q., Han, C., Qiao,Y.Z., Yao, X.Q., and Yin, H.J. 2007. Influence of water stress and low irradiance on morphological and physiological characteristics of Picea asperata seedlings. Photosynthetica, 45(4): 613-619. [DOI:10.1007/s11099-007-0106-1]
36. Zhang, P., Cui, H.X., Zhang, Z.J., and Zhong, R.G. 2008. Effects of nano-TiO2 photo- semiconductor on photosynthesis of cucumber plants. Chinese Agricultural Science Bulletin, 24: 230-233.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Iranian Journal of Seed Research

Designed & Developed by : Yektaweb

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.