بررسي اثر نانو ذرات كيتوزان و كيتوزان بر برخي صفات فيزيولوژيك و فيتوشيميايي گياه دارويي سياه دانه Nigella sativa L

Study of the effect of the chitosan and chitosan nanoparticles on some physiological and phytochemical features of Nigella sativa L

سياه دانه (Nigella sativa L.) ازخانواده آلاله،يكي از بهترين منابع آنتي‌اكسيدان‌هاي طبيعي به شمار مي‌رود. با توجه به تاثير مثبت كيتوزان بر گياهان دارويي گوناگون در اين مطالعه به بررسي عملكرد رويشي و شيميايي اين گياه تحت تيمار نانوذرات كيتوزان پرداختيم. فاكتورهاي آزمايش شامل محلول‌ دهي كيتوزان ونانوذرات آن با غلظت‌هاي 0.01، 0.05، 0.2، 1، 4 (pH 5) درصد بودند.سنجش‌ها در سال 1400 در آزمايشگاه رازي دانشگاه آزاد، واحد علوم و تحقيقات تهران بر روي عصاره دانه و برگ گياه تيمارشده انجام گرديد. عصاره‌گيري به روش پرس سرد انجام شد.برخي از صفات نظير جوانه‌زني (تعداد، درصد، شاخص و ضريب سرعت جوانه‌زني)، پارامترهاي رشد (طول ريشه‌چه و ساقه چه،وزن تر ريشه چه وساقه چه و وزن خشك ريشه چه و ساقه چه)،رنگيزه ­ها،ميزان فنل كل برگ (فولين-سيوكالتو)، فلاونوئيد كل برگ (رنگ­سنجي آلومينيوم كلريد)، فعاليت آنتي‌اكسيداني برگ (DPPH)، پراكسيداسيون ليپيدهاي غشاء برگ (سنجش غلظت MDA) وميزان پروتئين محلول دانه و برگ (بردفورد) ارزيابي شدند. آزمايش به صورت طرح كاملاً تصادفي با 3 تكرار و مقايسه ميانگين داده‌ها با استفاده آزمون دانكن در سطح آماري5 درصد انجام شد.نتايج نشان داد درصدهاي تيماري مورد نظر بر همه صفات مورد ارزيابي(جز وزن تر ريشه چه)تاثير معني­داري دارند. تيمار 1 تا 0.01 درصد نانو ذرات كيتوزان سبب افزايش پارامترهاي رشد و جوانه زني شد.همچنين ميزان فنل،فلاونوئيد و فعاليت آنتي‌اكسيداني در مقايسه با شاهد افزايش نشان داد كه بيشترين مقدار افزايش در غلظت‌هاي 1 و 0.01 درصد نانوذرات كيتوزان مشاهده شد. حداكثر افزايش ميزان رنگدانه‌ها تحت تاثير غلظت1 و0.2 درصد نانوذرات كيتوزان بود.هر دو تيمار در غلظت 1 درصد سبب كاهش مقدار MDA نسبت به كنترل شدند. مقدار پروتئين كل در برگ و دانه تحت تاثير تيمارها كاهش يافت .به طوركلي نتيجه شد كه تيمار نانو ذرات كيتوزان به عنوان نوعي محرك زيستي بر بهبود ويژگي‌هاي كيفي سياه دانه تاثير مثبتي داشته­ و نانوذرات كيتوزان به عنوان محركي مناسب جهت افزايش رشد پيشنهاد مي‌شود.

Black cumin (Nigella sativa L.) from the Ranunculaceae family is considered one of the best sources of natural antioxidants. Due to the positive effect of chitosan on various medicinal plants, in this study we investigated the vegetative and chemical performance of this plant under the treatment of chitosan nanoparticles. Experimental factors included solubilization of chitosan and its nanoparticles with concentrations of 0.01, 0.05, 0.2, 1, 4 (pH 5) percent. Assays were performed on the seed and leaf extracts of the treated plant at Razi Laboratory of Azad University, Science and Research Branch of Tehran in 2021. Extraction was done by cold pressing method. Some traits such as germination (number, percentage, index and germination rate), growth parameters (radicle and plumule length, fresh radicle and plumule weight and radicle and plumule dry weight), pigments, total leaf phenol content (Folin-Ciocalteau) total leaf flavonoids (aluminum chloride colorimetric assay), leaf antioxidant activity (DPPH), leaf membrane lipid peroxidation (MDA concentration) and soluble protein content Seeds and leaves (Bradford) were evaluated. The experiment was conducted as a completely randomized design with 3 replications and the comparison of data means was performed using Duncan's test at a probability level of 5%. The results showed that the treatment percentages had a significant effect on all evaluated traits (except the fresh weight of the radicle). Treatment of 1% and 0.01% of chitosan nanoparticles increased the growth and germination parameters. In addition, the amount of phenol, flavonoids and antioxidant activity increased compared to the control showed that the highest increase was observed in concentrations of 1% and 0.01% chitosan nanoparticles. The maximum increase in the amount of pigments was due to the concentration of 1% and 0.2% of chitosan nanoparticles. Both treatments at a concentration of 1% reduced the amount of MDA compared to the control. The amount of total protein in leaves and seeds decreased under the influence of the treatments .In general, it was concluded that the treatment of chitosan nanoparticles as a bio stimulant has a positive effect on improving the quality characteristics of black seed and they are also suggested as a suitable stimulus to increase growth.