تاثیر نانوذرات اکسید روی بر جوانه زنی، رشد گیاهچه و متابولیت های ثانویه بادرنجبویه (Mellisa officinalis L.) در شرایط درون شیشه ای

مقدمه: استفاده از فن­آوری نانو در کشاورزی نقش مهمی در بهبود رشد، فتوسنتز و عملکرد گیاهان ایفا ­کرده است. اثرات درمانی متابولیت­های ثانویه گیاهان دارویی مانند آلکالوئیدها، ترکیبات فنلی، فلاونوئیدها و کاروتنوئیدها مورد توجه بشر بوده است. استفاده از محرک­های غیرزیستی، یکی از روش­های به­کار گرفته شده برای افزایش تولید متابولیت­های ثانویه در گیاهان دارویی است. در سال­های اخیر کاربرد نانوذرات به عنوان یک محرک موثر، جهت افزایش تولید متابولیت­های ثانویه، مطرح شده است. نانوذرات براساس نحوه کاربرد، غلظت و اندازه، متابولیسم اولیه و ثانویه را در گیاهان دارویی تحت تاثیر قرار می­دهند. لذا، در این پژوهش تاثیر غلظت های مختلف نانوذرات اکسید روی بر جوانه­زنی، رشد گیاهچه­­ای، تولید ترکیبات فنلی و اسید رزمارینیک در کشت درون شیشه­ای بادرنجبویه بررسی شد. مواد و روش­ها: به منظور بررسی تاثیر جایگزینی منبع روی در محیط کشت با نانوذرات اکسید روی آزمایشی به­صورت کشت درون شیشه­ای در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. اضافه نمودن نانوذرات اکسید روی به محیط کشت MS بعد از آماده­سازی آن­ها با استفاده از حمام فراصوت انجام شد. بذرهای بادرنجبویه پس از ضدعفونی سطحی به محیط کشت حاوی غلظت های مختلف نانوذرات اکسید روی (صفر به­عنوان شاهد، ۰۱۶/۰، ۰۸/۰ و ۴/۰ میلی­گرم بر لیتر) انتقال و سپس محیط­های کشت در اتاقک­های رشد با شرایط دوره نوری ۱۶ ساعت نور و ۸ ساعت تاریکی در درجه حرارت C˚۲۵ قرار داده شدند. پس از پایان دوره آزمایش درصد جوانه زنی، پارامترهای رشد، میزان رنگیزه­های فتوسنتزی، فعالیت آنزیم فنیل­آلانین آمونیالیاز، میزان فنل و میزان اسیدرزمارینیک تحت تاثیر غلظت های مختلف نانوذرات اکسید روی اندازه­گیری شد. پس از انجام تجزیه آماری داده ها و مشاهده تفاوت معنی دار در تجزیه واریانس، با استفاده از آزمون دانکن مقایسه میانگین ها در سطح احتمال ۵% صورت گرفت. نتایج: براساس نتایج این پژوهش، درصد جوانه­زنی با حضور نانوذرات اکسید روی در محیط، نسبت به شاهد کاهش یافت. بیشترین کاهش (۵۰%) در تیمار با غلظت­ ۰۱۶/۰ میلی­گرم بر لیتر نانوذرات اکسید روی مشاهده شد. طول ریشه­چه در گیاهان رشد یافته در محیط دارای نانوذرات اکسید روی نسبت به گیاهان شاهد به میزان ۳ تا ۵ برابر افزایش نشان داد. افزایش وزن خشک ریشه­چه، ساقه­چه و گیاه­چه نیز در حضور نانوذرات اکسید روی نسبت به شاهد ۵/۱ تا ۲ برابر بود. میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید در تیمار نانوذرات اکسید روی با غلظت های ۰۸/۰ و ۴/۰ میلی­گرم بر لیتر نسبت به شاهد به میزان ۵/۱ تا ۲ برابر افزایش یافت. افزایش قابل توجهی در فعالیت آنزیم فنیل­آلانین آمونیالیاز، میزان ترکیبات فنلی و اسید رزمارینیک در تیمار نانوذرات اکسید روی نسبت به شاهد مشاهده شد. بیشترین افزایش در فعالیت آنزیم فنیل­آلانین آمونیالیاز، ترکیبات فنلی و اسید رزمارینیک در تیمار نانوذرات اکسید روی با غلظت ۰۸/۰ میلی­گرم بر لیتر مشاهده شد. نتیجه­گیری: در سال­های اخیر، از نانوذرات به عنوان یک محرک جدید، جهت افزایش رشد و متابولیت­های ثانویه در گیاهان دارویی استفاده شده است. براساس نتایج این پژوهش در حضور نانوذرات اکسید روی در غلظت های بسیار پایین­تر از غلظت عنصر روی در محیط کشت MS، افزایش رشد، میزان رنگیزه­های فتوسنتزی و در نتیجه عملکرد گیاه مشاهده شد. افزایش میزان ترکیبات فنلی و میزان اسید رزمارینیک تحت تاثیر نانوذرات اکسید روی در کشت درون شیشه ای بادرنجبویه با افزایش فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز هماهنگ بود. درنهایت، استفاده از نانوذرات اکسید روی به عنوان یک راهکار موثر جهت بهبود متابولیسم اولیه و ثانویه در گیاه بادرنجبویه قابل توصیه است.

کلیدواژه ها:

اسید رزمارینیک ، رشد ، کشت درون شیشه ، نانوذرات اکسید روی ، نعناعیان