The effect of foliar application of Titanium dioxide nanoparticle on the physiological and antioxidant performance of two Origanum species

هدف: نانوذرات به دلیل ویژگی­های فیزیکوشیمیایی ویژه خود که آن­ها را قادر می­سازد به­عنوان محرک رشد گیاه عمل کنند، نسبت به اشکال معمولی عنصر برتر می­سازد. تحقیقات اخیر بر روی نانوذرات بیانگر هم اثرات مثبت و هم اثرات منفی این ذرات است. نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم (TiO2 NPs ) در مقادیر زیاد در سراسر جهان برای اهداف مختلف بررسی می­شود. این پژوهش با هدف ارزیابی تأثیرنانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم بر برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی و القای سیستم آنتی­اکسیدانی دو گونه مرزنجوش مدیترانه­ای (Origanum vulgare L.) و مرزنجوش اروپایی (Origanum majorana L.)، درقالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار صورت گرفت. مواد و روش­ها: اندام­هوایی گیاهان دو ماهه پرورش داده شده در شرایط گلخانه، با غلظت­های 10، 60 و 120 میلی­گرم درلیتر نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم محلول­پاشی شدند. برای گیاهان شاهد، تیمار با آب­مقطر صورت گرفت. سنجش روند تغییرات رنگیزه­های فتوسنتزی، میزان مالون­دی­آلدئید، پرولین و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی در نمونه­های جمع­آوری شده انجام شد.نتایج: مقایسة میانگین داده­ها نشان دادکه غظت 60 میلی­گرم درلیتر نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم، موجب بیشترین میزان کلروفیل a، کلروفیل کل و کاروتنوئیدهای هر دو گونه مرزنجوش شد. ولی بیشترین میزان کلروفیل b مرزنجوش اروپایی، در تیمار 120 میلی­گرم درلیتر نانوذرات­ مشاهده گردید. شایان ذکر است که تاثیر منفی غلظت120 میلی­گرم درلیتر نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم بر سیستم غشایی دو گونه از لحاظ آماری معنی­دار و قابل­توجه بود که می­تواند اشاره به نشت الکترولیت­ها داشته باشد. هر چند افزایش غلظت نانوذرات­دی­اکسیدتیتانیوم، موجب مقادیر پایین میزان مالون­دی­آلدئید گونه مدیترانه­ای در مقایسه با گونه اروپایی شد؛ اما سطح پرولین مرزنجوش مدیترانه­ای به شدت افزایش یافت. بیشترین میزان فعالیت اکثر آنزیم­های آنتی­اکسیدان (گایاکول­پراکسیداز،آسکوربات­پراکسیداز، پلی­فنل­اکسیداز، سوپراکسیددیسموتازوگلوتاتیون اس-ترانسفراز) نوع مدیترانه­ای، در غلظت 60 میلی­گرم درلیتر تیمار مشاهده شد؛ اما فعالیت کاتالاز گونه مدیترانه­ای نسبت به گونه اروپایی خود به­طور قابل­توجهی پایین بود.نتیجه­گیری: مجموعه نتایج این تحقیق نشان می دهد که تیمار 60 میلی­گرم درلیتر نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم باعث بهبود ویژگی­های فیزیولوژیکی گیاه دارویی مرزنجوش از جمله افزایش رنگیزه­های فتوسنتزی و به­دنبال آن سرعت فتوسنتز و افزایش زیست­توده گیاه می­شود. قابل ذکر است که سطوح بالاتر از غلظت بهینه نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم می­تواند منجر به افزایش سطوح گونه­های­کنشگر­اکسیژن و انفجار اکسیداتیو شود که منجر به کاهش عملکرد گیاه می­شود. بنابراین، پاسخ گیاه به نانوذرات به طور قابل­توجهی به غلظت و زمان کاربرد، و همچنین اندازه، شکل و عملکرد سطحی ذرات وابسته است. در نهایت مرزنجوش مدیترانه­ای به­دلیل فعالیت بیشتر آنزیم­های آنتی­اکسیدانی در شرایط تیمار با نانوذرات دی­اکسیدتیتانیوم به­عنوان گونه گیاهی موفق­تر معرفی می­گردد.