پاسخ مکانسیم دفاعی آنتی‌اکسیدانی و تغییرات عملکردی گندم به تنش خشکی با کاربرد غلظتهای مختلف نانو سیلیکون و نانو‌ تیتانیوم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران

چکیده

امروزه اهمیت ثبات تولید محصولات زراعی طی شرایط کم آبی به دلیل افزایش جمعیت جهان بیش از پیش حائز اهمیت می‌باشد. با توجه به احتمال تاثیر نانو تیتانیوم و نانو سیلیکون بر روی رشد و نمو گندم در شرایط تنش خشکی، پژوهش حاضر با بهره‌گیری از آزمایش اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1393 در کشتزار پژوهشی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه انجام گرفت. سطوح مختلف آبیاری (آبیاری در 90، 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی به ترتیب برای شرایط بدون تنش، تنش متوسط و تنش شدید) به عنوان کرت­های اصلی و سطوح مختلف محلول پاشی نانو ذرات تیتانیوم و سیلیکون (شاهد، 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد) نیز به عنوان کرت­های فرعی در نظر گرفته شدند.  نتایج تجزیه واریانس داده​ها نشان داد که اثر متقابل کاربرد نانو ذرات و بروز تنش خشکی بر روی پارامترهای وزن خشک، سطح برگ، کلروفیلa، کلروفیلb، کارتنوئید، کلرفیل کل، وزن هزار دانه، سوپر اکسید دیسموتاز، Cu/Zn-SOD، Mn-SOD، Fe-SOD،آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز، پراکسیدهیدروژن، مالون دی‌آلدئید، پرولین در سطح احتمال یک درصد و میزان فعالیت آنزیم کاتالاز در سطح احتمال پنج درصد معنی​دار شدند. مقایسات میانگین صورت گرفته نشان داد که بیشترین میزان تاثیرگذاری نانو تیتانیوم و نانو سیلیکون  بر روی سیستم آنتی اکسیدانی و مقادیر کلروفیل و پراکسید هیدروژن در تیمارهای 50 و 70 درصد ظرفیت زراعی مربوط به سطوح محلول پاشی 5/1 و 2 درصد این ماده‌ها می​باشد. با توجه به اثرگذاری بیشتر عنصر تیتانیوم در مقایسه با سیلیکون بر روی میزان کلروفیل، سطح برگ، وزن خشک اندام هوایی و عملکرد در شرایط تنش خشکی باعث گردید که غلظت 2 درصد نانوتیتانیوم به عنوان نتیجه این پژوهش برای شرایط مشابه آزمایش معرفی گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Response of antioxidant defense mechanism and wheat yield changes to drought stress with application of different concentrations of nano-silicone and nano-titanium

نویسندگان [English]

  • A. Abbasi 1
  • R. Lotfi 2
  • M. Janmohammadi 1
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Maragheh University, Maragheh, Iran
2 Dryland Agricultural Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension organization (AREEO), Maragheh, Iran
چکیده [English]

The importance of crop production stability during water shortage is increasingly serious due to the growing population in the world. Regarding possibility effects of nano-titanium and nano-silicone on wheat growth and development under drought stress conditions, the present study was conducted using split plot experiment in a randomized complete block design with three replications in the Plant Production and Genetics department, Faculty of Agriculture, University of Maragheh. Differenr watering levels (irrigation in 90% of field capacity as non-stress condition, irrigation in 75% of the field capacity as a medium stress and irrigation in 50% of the filed capacity as a severe stress) was arranged in main plot and application of nano-particles (dry seed, 0.5%, 1%, 1.5%, 2% of nano-titanium and nano-silicone spraying) was arranged in sub-plots. The results of analysis of variance showed that interaction effect of nano-particles application and drought stress on dry weight, leaf area, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, total chlorophyll, 1000 grain weight, superoxide dismutase, Cu/Zn-SOD, Mn- SOD, Fe-SOD, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, hydrogen peroxide, malondialdehyde, proline at 1% probability level, and the activity of catalase were significant at 5% probability level. The mean comparison showed that the highest impact of nano-titanium and nano-silicon on the antioxidant system and chlorophyll and hydrogen peroxide levels was recorded for watering treatments at 50 and 70% of the field capacity and high levels of those  materials (1.5 and 2%). According to the chlorophyll content, leaf area, dry weight and yield results under drought stress conditions, application of 2% nano-titanium had the most beneficial effects, compared to the silicon on plants and it can be recommend as a result of this study for similar experimental conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hydrogen peroxide
  • Superoxide dismutase
  • catalase
  • chlorophyll
  • Drought stress and Wheat