جلد 9، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1401 )
سال1401، جلد9 شماره 1 صفحات 202-189 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ghorbani R, Movafeghi A, Ganjeali A, Nabati J. (2022). Investigating the germination characteristics of Chickpea (Cicer arietinum) in response to titanium dioxide nanoparticles priming and drought stress. Iranian J. Seed Res.. 9(1), : 12 doi:10.52547/yujs.9.1.189
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-505-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-505-fa.html
قربانی رویا، موافقی علی، گنجعلی علی، نباتی جعفر. بررسی خصوصیات جوانه‌زنی نخود (Cicer arietinum) در پاسخ به پیش‌تیمار با نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم و تنش خشکی پژوهشهای بذر ایران 1401; 9 (1) :202-189 10.52547/yujs.9.1.189
دانشیار گروه زیست شناسی و پژوهشکده علوم گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد ، ganjeali@um.ac.ir
چکیده: (2259 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه: تنش خشکی، به‌عنوان یک تنش غیرزنده و چندبعدی، اثرات شدیدی بر رشد و نمو گیاهان دارد. یکی از راه‌کارهای جدید در مدیریت تنش خشکی استفاده از نانو ذرات عناصر است. نانو ذرات با نفوذ در بذر باعث افزایش جذب آب مواد مغذی و درنهایت باعث بهبود جوانه‌زنی می‌شوند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر غلظت‌های مختلف نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم در تعدیل اثرات منفی تنش خشکی بر شاخص‌های جوانه‌زنی گیاه نخود انجام‌شده است.
مواد روش‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار روی بذر نخود رقم آرمان در پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1398 انجام شد. بذرها با غلظت‌های صفر، 5، 10، 15 و 20 میلی‌گرم در لیتر دی‌اکسید تیتانیوم به مدت 24 ساعت پرایمینگ شدند. سپس بذرها درون ظروف پتری سترون کشت گردید. تنش خشکی با استفاده از پلی‌اتیلن گلیکول 6000 با پتانسیل اسمزی صفر، 2-، 4- و 8- بار اعمال شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که برهمکنش تنش خشکی و کاربرد نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر، طول گیاهچه، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه معنی‌داری شد. تمامی صفات مرتبط با جوانه‌زنی تحت اثرات بازدارنده تنش خشکی قرار گرفتند، از طرفی حضور نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم توانست تا حدودی در بعضی صفات این اثر بازدارندگی را کاهش دهد. درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، درصد گیاهچه‌های نرمال، شاخص بنیه بذر، شاخص جوانه‌زنی، طول محور زیر لپه، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه با اعمال تنش کاهش یافتند.
نتیجه‌گیری: در تمام سطوح تنش خشکی، غلظت نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم تا ۲۰ میلی‌گرم در لیتر، صفاتی مانند درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه را به‌صورت معنی‌داری افزایش داد. به نظر می‌رسد نانو ذرات می‌توانند با افزایش تحریک فعالیت‌های سلولی باعث افزایش تبدیل مواد ذخیره‌ای به مواد قابل‌انتقال و درنهایت بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی گردند؛ بنابراین در شرایط تنش خشکی، کاربرد نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم تا غلظت ۲۰ میلی‌گرم در لیتر می‌تواند تا حدودی اثرات منفی ناشی از تنش خشکی را بر صفات جوانه‌زنی نخود کاهش دهد.
جنبه‌های نوآوری:
1- درصد جوانه‌زنی و شاخص بنیه بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم تا ۲۰ میلی‌گرم در لیتر در تمام سطوح تنش خشکی افزایش یافت.
2- طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم افزایش یافت.
3- اثرات منفی تنش خشکی بر جوانه زنی بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم کاهش یافت.
مقدمه: تنش خشکی، به‌عنوان یک تنش غیرزنده و چندبعدی، اثرات شدیدی بر رشد و نمو گیاهان دارد. یکی از راه‌کارهای جدید در مدیریت تنش خشکی استفاده از نانو ذرات عناصر است. نانو ذرات با نفوذ در بذر باعث افزایش جذب آب مواد مغذی و درنهایت باعث بهبود جوانه‌زنی می‌شوند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر غلظت‌های مختلف نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم در تعدیل اثرات منفی تنش خشکی بر شاخص‌های جوانه‌زنی گیاه نخود انجام‌شده است.
مواد روش‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار روی بذر نخود رقم آرمان در پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1398 انجام شد. بذرها با غلظت‌های صفر، 5، 10، 15 و 20 میلی‌گرم در لیتر دی‌اکسید تیتانیوم به مدت 24 ساعت پرایمینگ شدند. سپس بذرها درون ظروف پتری سترون کشت گردید. تنش خشکی با استفاده از پلی‌اتیلن گلیکول 6000 با پتانسیل اسمزی صفر، 2-، 4- و 8- بار اعمال شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که برهمکنش تنش خشکی و کاربرد نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر، طول گیاهچه، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه معنی‌داری شد. تمامی صفات مرتبط با جوانه‌زنی تحت اثرات بازدارنده تنش خشکی قرار گرفتند، از طرفی حضور نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم توانست تا حدودی در بعضی صفات این اثر بازدارندگی را کاهش دهد. درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، درصد گیاهچه‌های نرمال، شاخص بنیه بذر، شاخص جوانه‌زنی، طول محور زیر لپه، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه با اعمال تنش کاهش یافتند.
نتیجه‌گیری: در تمام سطوح تنش خشکی، غلظت نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم تا ۲۰ میلی‌گرم در لیتر، صفاتی مانند درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر، طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه را به‌صورت معنی‌داری افزایش داد. به نظر می‌رسد نانو ذرات می‌توانند با افزایش تحریک فعالیت‌های سلولی باعث افزایش تبدیل مواد ذخیره‌ای به مواد قابل‌انتقال و درنهایت بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی گردند؛ بنابراین در شرایط تنش خشکی، کاربرد نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم تا غلظت ۲۰ میلی‌گرم در لیتر می‌تواند تا حدودی اثرات منفی ناشی از تنش خشکی را بر صفات جوانه‌زنی نخود کاهش دهد.
جنبه‌های نوآوری:
1- درصد جوانه‌زنی و شاخص بنیه بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم تا ۲۰ میلی‌گرم در لیتر در تمام سطوح تنش خشکی افزایش یافت.
2- طول ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم افزایش یافت.
3- اثرات منفی تنش خشکی بر جوانه زنی بذر نخود با کاربرد نانوذره دی‌اکسید تیتانیوم کاهش یافت.
شماره‌ی مقاله: 12
واژه‌های کلیدی: پتانسیل اسمزی، پلی‌اتیلن گلیکول، درصد گیاهچه نرمال، شاخص بنیه بذر، متوسط زمان جوانه‌زنی
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی بذر
دریافت: 1399/8/17 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1400/2/11 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
دریافت: 1399/8/17 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1400/2/11 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
فهرست منابع
1. Abdul-Baki, A.A. and Anderson, J.D. 1973. Vigor determination in soybean by multiple criteria. Crop Science, 13(6): 630-633. [DOI:10.2135/cropsci1973.0011183X001300060013x]
2. Acharya, P., Jayaprakasha, G.K., Crosby, K.M., Jifon, J.L. and Patil, B.S. 2020. Nanoparticle-mediated seed priming improves germination, growth, yield, and quality of watermelons (Citrullus lanatus) at multi-locations in Texas. Scientific Reports, 10(1): 1-16. [DOI:10.1038/s41598-020-61696-7] [PMID] [PMCID]
3. Adhikari, T., Kundu, S. and Rao, A.S. 2013. Impact of SiO2 and Mo nano particles on seed germination of rice (Oryza sativa L.). International Journal of Agricultural Science and Technology, 4(8): 809-816.
4. Agrawal, R.L. 1997. Seed Technology. Oxford and IBH Publishing Co, PUT.LTD, New Delhi. 552p.
5. Bassett, A.R., Tibbit, C., Ponting, C.P. and Liu, J.L. 2013. Highly efficient targeted mutagenesis of Drosophila with the CRISPR/Cas9 system. Cell Reports, 4(1): 220-228. [DOI:10.1016/j.celrep.2013.06.020] [PMID] [PMCID]
6. Castiglione, M.R., Giorgetti, L., Geri, C. and Cremonini, R. 2011. The effects of nano- TiO2 on seed germination, development and mitosis of root tip cells of (Vicia narbonensis L.) and (Zea mays L). Journal of Nanoparticle Research, 13(6): 2443-2449. [DOI:10.1007/s11051-010-0135-8]
7. Cox, J.D., Silveiro, I. and Garcia de Abajo, F.J. 2016. Quantum effects in the nonlinear response of graphene plasmons. ACS Nano, 10(2): 1995-2003. [DOI:10.1021/acsnano.5b06110] [PMID]
8. Dolatabadi, A., Sani, B. and Moaveni, P. 2015. Impact of nanosized titanium dioxide on agronomical and physiological characteristics of annual medic (Medicago scutellata L.). Cercetari Agronomice in Moldova, 48(3): 53-61. [DOI:10.1515/cerce-2015-0041]
9. Ghasemi Golazani, K. and Dalil, B. 2011. Germination and seed vigor tests. Publications Jahad Daneshgahi of Mashhad.104p. [In Persian].
10. Haghighi, M. and Daneshmand, B. 2013. Comparing the effects of titanium and nano-titanium on growth and photosynthetic changes of tomato in hydroponic culture. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 4(13): 73-80. [In Persian with English Summary].
11. Hatami, M., Ghorbanpour, M. and Salehiarjomand, H. 2014. Nano-anatase TiO2 modulates the germination behavior and seedling vigority of some commercially important medicinal and aromatic plants. Journal of Biological Environment, 8(22): 53-59.
12. ISTA. 2008. International Rules for Seed Testing Edition. International Seed Testing Association, Bassersdorf, Switzerland.
13. Javanmard, Z., Tabari Koochaksaraee, M. and Ahmadloo, F. 2013. Effect of osmopriming on germination and physiological qualitative characteristic of Pinus eldarica Medw seed under drought stress. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 27(3): 395-405. [In Persian with English Summary].
14. Kafi, M. and Rahimi, Z. 2011. Effect of salinity and silicon on root characteristics, growth, water status, proline content and ion accumulation of purslane (Portulaca oleracea L.). Soil Science and Plant Nutrition, 57(2): 341-347. [In Persian with English Summary]. [DOI:10.1080/00380768.2011.567398]
15. Lei, R., Wu, C., Yang, B., Ma, H., Shi, C., Wang, Q., Wang, Q., Yuan, Y. and Liao, M. 2008. Integrated metabolomic analysis of the nano-sized copper particle-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity in rats: A rapid invivo screening method for nanotoxicity. Toxicology and Applied Pharmacology, 232 (2): 292-301. [DOI:10.1016/j.taap.2008.06.026] [PMID]
16. Lin., D. and Xing, B. 2007. Phytotoxicity of nanoparticles: inhibition of seed germination and root growth. Environmental Pollution, 150(2): 243-253. [DOI:10.1016/j.envpol.2007.01.016] [PMID]
17. Mahajan, S. and Tuteja, N. 2005. Cold, salinity and drought stresses: an overview. Archives of Biochemistry and Biophysics, 444(2):139-158. [DOI:10.1016/j.abb.2005.10.018] [PMID]
18. Malik, S., Ashraf, M., Arshad, M. and Malik, T.A. 2015. Effect of ascorbic acid application on physiology of wheat under drought stress. Pakistan Journal of Agricultural Sciences, 52(1). 209-217
19. Marambe, B. and Ando, T. 1992. Phenolic acids as potential seed germination-inhibitors in animal-waste composts. Soil Science and Plant Nutrition, 38(4): 727-733. [DOI:10.1080/00380768.1992.10416703]
20. Masoudi, A., Hosseini, H.R.M., Shokrgozar, M.A., Ahmadi, R. and Oghabian, M.A. 2012. The effect of poly (ethylene glycol) coating on colloidal stability of superparamagnetic iron oxide nanoparticles as potential MRI contrast agent. International Journal of Pharmaceutics, 433(1-2):129-141. [DOI:10.1016/j.ijpharm.2012.04.080] [PMID]
21. Mathew, S.S., Sunny, N.E. and Shanmugam, V. 2021. Green synthesis of Anatase Titanium dioxide nanoparticles using Cuminum cyminum seed extract; effect on Mung bean (Vigna radiata) seed germination. Inorganic Chemistry Communications, 126: 108485. [DOI:10.1016/j.inoche.2021.108485]
22. Matthews, S. and Khajeh Hosseini, M. 2007. Length of the lag period of germination and metabolic repair explain vigour differences in seed lots of maize (Zea mays L.). Seed Science Technology, 35: 200-212. [DOI:10.15258/sst.2007.35.1.18]
23. Michel, B.E. and Kaufmann, M.R. 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 51(5): 914-916. [DOI:10.1104/pp.51.5.914] [PMID] [PMCID]
24. Moraru, C.I., Panchapakesan, C.P., Huang, Q., Takhistov, P., Liu, S. and Kokini, J.L. 2003. Nanotechnology: a new frontier in food science understanding the special properties of materials of nanometer size will allow food scientists to design new, healthier, tastier, and safer foods. Nanotechnology, 57(12): 24-29.
25. Nair, R., Varghese, S.H., Nair, B.G., Maekawa, T., Yoshida, Y. and Kumar, D.S. 2010. Nanoparticulate material delivery to plants. Plant Science, 179(3): 154-163. [DOI:10.1016/j.plantsci.2010.04.012]
26. Navarro, E., Piccapietra, F., Wagner, B., Marconi, F., Kaegi, R., Odzak, N. and Behra, R. 2008. Toxicity of silver nanoparticles to Chlamydomonas reinhardtii. Environmental Science and Technology, 42(23): 8959-8964. [DOI:10.1021/es801785m] [PMID]
27. Ogunkunle, C.O., Gambari, H., Agbaje, F., Okoro, H.K., Asogwa, N.T., Vishwakarma, V. and Fatoba, P.O. 2020. Effect of low-dose nano titanium dioxide intervention on cd uptake and stress enzymes activity in cd-stressed cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp] plants. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 104(5):619-626. [DOI:10.1007/s00128-020-02824-x] [PMID]
28. Raskar, S.V. and Laware, S.L. 2014. Effect of zinc oxide nanoparticles on cytology and seed germination in onion. International Journal Current Microbiol Applied Science, 3(2): 467-473.
29. Rico, C.M., Morales, M.I., McCreary, R., Castillo-Michel, H., Barrios, A.C., Hong, J. and Peralta-Videa, J.R. 2013. Cerium oxide nanoparticles modify the antioxidative stress enzyme activities and macromolecule composition in rice seedlings. Environmental Science and Technology, 47(24): 14110-14118. [DOI:10.1021/es4033887] [PMID]
30. Singh, K.B. and Saxena, M.C. 1999. Chickpeas (The Tropical Agriculturalist). MacMilan Education Ltd., London. 134p.
31. Tarrahi, R., Khataee, A., Movafeghi, A., Rezanejad, F. and Gohari, G. 2017. Toxicological implications of selenium nanoparticles with different coatings along with Se4+ on Lemna minor. Chemosphere, 181: 655-665. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2017.04.142] [PMID]
32. Zhang, R., Cheng, X., Hou, P. and Ye, Z. 2015. Influences of nano-TiO2 on the properties of cement-based materials: Hydration and drying shrinkage. Construction and Building Materials, 81: 35-41. [DOI:10.1016/j.conbuildmat.2015.02.003]
33. Zheng, L., Hong, F., Lu, S. and Liu, C. 2005. Effect of nano-TiO2 on strength of naturally aged seeds and growth of spinach. Biological Trace Element Research, 104(1): 83-91 [DOI:10.1385/BTER:104:1:083] [PMID]
34. Zhu, H., Han, J., Xiao, J.Q. and Jin, Y. 2008. Uptake, translocation, and accumulation of manufactured iron oxide nanoparticles by pumpkin plants. Journal of Environmental Monitoring, 10(6): 713-717. [DOI:10.1039/b805998e] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.
طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق
© 2024 CC BY-NC 4.0 | Iranian Journal of Seed Research
Designed & Developed by : Yektaweb
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.