اثر نانولوله‌هاي‌كربني چند ديواره بر صفات فيزيولوژيكي، تركيبات فنلي و ظرفيت آنتي‌اكسيداني گياه مريم‌گلي ايراني (Salvia mirzayanii) تحت تنش خشكي

Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes on Physiological Traits, Phenolic Contents and Antioxidant Capacity of Salvia mirzayanii Rech. f. & Esfand. under Drought Stress

مقدمه: تنش‌هاي محيطي و محرك‌هاي زيستي و غير‌زيستي از طريق فعال كردن مكانيسم‎هاي دفاعي گياهان باعث توليد متابوليت‎هاي ثانوي و القاي پاسخ‌هاي فوق حساسيتي مي‎شوند. هدف: اين مطالعه با هدف بررسي ‌اثرات سطوح مختلف تنش خشكي و نانولوهاي كربني چند ديواره برتغييرات فيزيولوژيكي و محتواي فلاونوييد، تركيبات فنلي و ظرفيت آنتي‌اكسيداني گياه مريم‌گلي ايراني انجام شد. روش بررسي: اين آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي در شرايط گلخانه انجام شد. فاكتور اول تنش خشكي در 4 سطح (25، 50، 75 و 100 درصد ظرفيت مزرعه‌اي) و فاكتور دوم محلول پاشي با نانو‌لوله‌هاي كربني چند ديواره (عاملدار و غير‌عاملدار) در 4 سطح (0‌، 50، 200 ميلي‌گرم در ليتر) بود.‌ نتايج: نتايج نشان داد كه تنش خشكي، نانولوله‌هاي كربني چند ديواره و اثر متقابل آنها تاثير معني‌داري بر برخي صفات مورد مطالعه داشتند. به طوري‌كه اثر تنش خشكي بر محتواي نسبي آب برگ (01/0 > P) و شاخص كلروفيل (05/0 > P) معني‌دار شد، اما اثر نانولوله‌هاي كربني بر شاخص نشت الكتروليت‌هاي سلول معني‌دار (01/0 > P) بود. همچنين، اثر متقابل تيمارهاي آزمايشي بر ميزان فنل كل معني‌دار (01/0 > P) شد. ليكن، بيشترين و كمترين مقدار تركيبات فنلي به ترتيب در تيمار نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عاملدار با غلظت 50 و 200 ميلي‌گرم در ليتر تحت تنش خشكي 25 درصد ظرفيت زراعي به دست آمد. نتيجه‌گيري: استفاده از نانولوله‌هاي كربني چند ديواره عاملدار با غلظت 50 ميلي‌گرم در ليتر به همراه تنش خشكي 50 درصد ظرفيت زارعي شاخص‌هاي فيزيولوژيكي و فعاليت آنتي‌اكسيداني عصاره گياه را بهبود بخشيد. گل‌واژگان: مريم‌گلي ايراني، تنش كم آبي، فعاليت آنتي‌اكسيداني، فنل كل، محتوي نسبي آب برگ، نانو لوله‌هاي كربني

Background: Environmental stresses and biotic and abiotic elicitors induce secondary metabolites biosynthesis and hypersensitive response in plants through activation of defense mechanisms. Objective: This study was carried out with the aim of assessing the effects of different drought stress and multi-walled carbon nanotube (MWCNT) levels on physiological variations, flavonoid and phenolic contents, and antioxidant capacity of Salvia mirzayanii. Methods: This study was arranged in a factorial experiment based on randomized complete block design under research greenhouse of medicinal plants department at Arak University. The first factor was considered as drought stress in 4 levels (25, 50, 75 and 100% of field capacity), and the second factor was designated as foliar spray of MWCNT (functionalized and non- functionalized) at 4 different concentrations (0, 50 and 200 mg/L). Results: Results showed that drought stress and MWCNT and their interactions significantly affected some studied traits. Leaf relative water content (P < 0.01) and chlorophyll index (P < 0.05) was significantly changed under drought stress treatment, however, electrolyte leakage index significantly (P < 0.01) affected under different levels of MWCNT. Furthermore, total phenolics was significantly (P < 0.01) changed under interaction of experimental treatments. The highest and the lowest phenolics content were achieved in functionalized MWCNT exposed plants at 50 and 200 mg/L under 25% of FC, respectively. Conclusion: Application of functionalized MWCNT at concentration of 50 mg/L along with moderate drought stress improved physiological traits and antioxidant activity of extract in S. mirzayanii plants. Keywords: Salvia mirzayanii, Antioxidant activity, Leaf relative water content, Multi-walled carbon nanotube, Total phenol, Water deficit stress