عنوان به زبان ديگر :
Evaluation of growth, biochemical parameters, gas exchange capacity and photosystem II performance responses in black cumin plants under silver nanoparticles treatment
پديد آورندگان :
بني ابراهيم، سارا دانشگاه آزاد اسلامي واحد اسلامشهر - گروه زيست‌شناسي، اسلامشهر، ايران , پيشكار، ليلا دانشگاه آزاد اسلامي واحد اسلامشهر - گروه زيست‌شناسي، اسلامشهر، ايران , ايرانبخش، عليرضا دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - گروه زيست‌شناسي، تهران، ايران , طالعي، داريوش دانشگاه شاهد - مركز تحقيقات گياهان دارويي، تهران، ايران , برزين، گيتي دانشگاه آزاد اسلامي واحد اسلامشهر - گروه زيست‌شناسي، اسلامشهر، ايران
كليدواژه :
تبادلات گازي , تركيبات اسموليت , سياه دانه , فلورسنس كلروفيل , نانوذره نقره
چكيده فارسي :
به منظور بررسي پاسخهاي فيزيولوژيكي گياه دارويي سياه‌دانه تحت غلظتهاي مختلف نانوذره نقره (صفر، 5/2، 5، 10، 20، 40 و 80 ميليگرم بر ليتر)، آزمايشي در قالب طرح كاملاً تصادفي با پنج تكرار در گلخانه دانشگاه شاهد در سال 1397 انجام شد. صفات رشدي، رنگيزه هاي فتوسنتزي، آنتوسيانين، محتواي پرولين، گلايسين بتائين، قندهاي محلول و نامحلول، تركيبات فنلي و پارامترهاي تبادلات گازي و فلورسانس دستگاه فتوسنتزي در پژوهش حاضر موردبررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه تيمار نانوذره نقره در غلظتهاي بالا (20، 40 و 80 ميليگرم بر ليتر) به‌طور معني‌داري از توليد زيست‌توده و رشد ريشه و ساقه ممانعت كرد و باعث كاهش رنگيزه هاي كلروفيل a و b شد، درحالي‌كه تيمار نانوذره نقره محتواي كاروتنوئيدها، پرولين، گلايسين بتائين، قندهاي محلول، آنتوسيانين و تركيبات فنلي را نسبت به شاهد افزايش داد. با افزايش غلظت نانوذره نقره، نسبت فتوسنتز، نسبت تعرق، هدايت روزنهاي، ماكسيمم عملكرد كوانتومي فتوسيستمII، ضريب خاموشي فتوشيميايي و عملكرد كوانتومي مؤثر فتوشيميايي فتوسيستمII كاهش يافت. بررسي فلورسانس كلروفيل a نشان داد غلظت هاي بالاي نانوذره نقره باعث ممانعت انتقال انرژي از كمپلكس دريافت كننده نور به مركز واكنش، تخريب كمپلكس تجزيه كننده آب در فتوسيستمII و غيرفعال‌شدن مركز واكنش فتوسيستمII شد. نتايج كلي نشان داد كه تيمار با نانوذره نقره باعث القاي مكانيسم بازدارندگي بر فرايند فتوسنتز و در نتيجه، توليد زيست‌توده گياه سياه‌دانه شد.
چكيده لاتين :
In order to investigate the physiological responses of black cumin seed (Nigella sativa L.) under different concentrations of silver nanoparticles (0, 2.5, 5, 10, 20, 40, and 80 mg/L AgNPs), a completely randomized design experiment is conducted with 5 replications in the greenhouse of Shahed University in 2018. In the present study, growth traits, photosynthetic pigments, anthocyanins, proline content, glycine betaine, soluble and insoluble sugars, phenolic compounds and gas exchange, and fluorescence parameters of the photosynthetic apparatus are investigated. The results show that the AgNPs treatments significantly inhibit biomass production and the growth of root and shoot, decreasing the contents of chlorophyll a and b at high concentrations (20, 40 and 80 mg/L), while the AgNPs treatments increase the content of carotenoids, proline, glycine betaine, soluble sugars, anthocyanins, and phenolic compounds, compared to the control. By increasing the concentration of AgNPs, photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, the maximal quantum yield of PSII photochemistry, photochemical quenching coefficient, and effective quantum yield of PSII photochemistry decline. Measurement of fluorescence show strong evidence of inhibitory effects on energy transfer from light harvesting complexes to reaction centers, the deterioration of the PSII water splitting system and the inactivation of PSII reaction centers at high concentrations of AgNPs. In conclusion, the results demonstrate that AgNPs induce an inhibitory mechanism on photosynthetic processes and biomass of black seed plants.
