اثر نانو اکسید آهن بر رشد، فیزیولوژی و کالزایی فلفل در شیشه‌

نویسندگان

گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده
این پژوهش به‌منظور بررسی تاثیر نانواکسید آهن (Fe2O3) بر رشد، فیزیولوژی و کالزایی گیاه فلفل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در شرایط درون‌شیشه­ای انجام شد. دانه­رست‌ها در محیط کشت MS حاوی غلظت­های 0، 1، 10 و 20 mgl-1 نانواکسید آهن کشت شدند. همچنین، اثر غلظت­های مختلف نانوآهن برروی تشکیل کالوس در 2 شرایط مختلف هورمونی شامل0.5 mgl-1 2,4D+0.5 mgl-1 BAP و0.5 mgl-1 BAP+1 mgl-1 Kin بررسی شد. نتایج نشان داد به­کارگیری نانوآهن موجب افزایش معنی­دار بیومس در اندام­های ریشه، ساقه و برگ گیاه شد. به­علاوه، نانوآهن موجب افزایش غلظت رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیلa، کلروفیلb و کارتنوئیدها) شد. تاثیر نانو اکسید آهن بر کالزایی بسته به نوع هورمون­های به کارگرفته شده متفاوت بود. غلظت­های مختلف نانو اکسیدآهن برروی کالزایی تحت تیمار هورمونی 2,4-D و BAP، اثر تحریکی داشت. درحالی­که، حضور نانو آهن در محیط کشت حاوی هورمون­های 2,4-D و کاینتین، اثر معنی­داری روی القای کالوس نداشت. نتایج این تحقیق دلالت بر این مسئله دارد که بکارگیری نانواکسید آهن در غلظت­های مناسب می‌تواند موجب افزایش راندمان تولید گیاهان به ویژه در شرایط درون شیشه شود.


کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

The effect of nano-iron oxide on growth, physiology, and callogenesis in pepper in vitro

نویسندگان English

Alireza Iranbakhsh
Alireza Ghaderi
Department of Biology, Science and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

The aim of this research was to study the effect of iron oxide nanoparticles (FeO NPs) on the growth, differentiation, anatomy, and physiology of pepper (Capsicum annuum L.) on the basis of a completely randomized design in vitro condition. Seedlings were cultured in MS medium containing four concentrations of FeO NPs (0, 1, 10, and 20 mgl-1). Also, the effect of the different concentrations of FeO NPs on callus formation under two various hormone conditions (0.5mgl-1 2,4D+0.5 mgl-1 BAP or 0.5 mgl-1 BAP+1 mgl-1 Kin) were assessed. The results showed that the application of FeO NPs significantly increased biomass accumulation in both roots and shoots. Moreover, FeO NPs enhanced the concentrations of photosynthesis pigments (chllrophyll a, chlorophyll b, and carotenoids). The presence of FeO NPs in culture medium affected callus formation in a hormone-dependent manner. Different concentration of FeO NPs induced the callus formation under 2, 4-D and BAP treatments. However, it did not significantly increase callus formation under the kinitin and 2,4-D. The findings of this research indicated that the application of FeO NPs at optimized doses may improve plant production, especially in vitro condition.



کلیدواژه‌ها English

callus
Culture medium
growth
nanoparticle
Nanotechnology
Arnon, D.I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol. 24: 1-15.
Asgari-Targhi, G., Iranbakhsh, A. & Ardebili, Z.O. 2018. Potential benefits and phytotoxicity of bulk and nano-chitosan on the growth, morphogenesis, physiology, and micropropagation of Capsicum annuum. Plant Physiol. Biochem. 127: 393-402.
Barberon, M., Zelazny, E., Robert, S., Conéjéro, G., Curie, C., Friml, J. & Vert, G. 2011. Monoubiquitin-dependent endocytosis of the iron-regulated transporter 1 (IRT1) transporter controls iron uptake in plants. Proc. Natl. Acad. Sci. 108: 450-E458.
Balakrishnan, K., 2000. Peroxidase activity as an indicator of the iron deficiency in banana. Indian J. Plant Physiol. 5: 389-391.
Bombin, S., LeFebvre, M., Sherwood, J., Xu, Y., Bao, Y. & Ramonell, K. 2015. Developmental and reproductive effects of iron oxide nanoparticles in Arabidopsis thaliana. Int. J. Mol. Sci. 16: 24174-24193.
Dhoke, S.K., Mahajan, P., Kamble, R. & Khanna, A. 2013. Effect of nanoparticles suspension on the growth of mung (Vigna radiata) seedlings by foliar spray method. Nanotechnol. Dev. 3:1-23.
Ghasemnezhad, M., Sherafati, M. & Payvast, GA. 2011. Variation in phenolic compounds, ascorbic acid and antioxidant activity of five coloured bell pepper (Capsicum annum) fruits at two different harvest times. J. Func. Food 1: 44-9.
Hussain, S., Jain, A. & Kothari, S.L. 1999. Phenylacetic acid improves bud elongation and in vitro plant regeneration efficiency in Capsicum annuum L. Plant Cell Rep. 19: 64-68.
Jeyasubramanian, K., Thoppey, U.U.G., Hikku, G.S., Selvakumar, N., Subramania, A. & Krishnamoorthy, K. 2016. Enhancement in growth rate and productivity of spinach grown in hydroponics with iron oxide nanoparticles. Rsc. Adv. 6: 15451-15459.
Lombardi, L., Sebastiani, L. & Vitagliano, C. 2003. Physiological, biochemical, and molecular effects of in vitro induced iron deficiency in peach rootstock Mr. S 2/5. J. Plant Nutr. 26: 2149-2163.
Murashige, T. & Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant 15: 473-497.
Peyvandi, M., Parande, H. & Mirza, M. 2011. Comparison of nano Chelate Fe with Chelate Fe; effect on growth parameters and antioxidant enzymes activity of Basilicum Ocimum. New Cell Mol. Biotech. 1: 89-99.
Rizwan, M., Ali, S., Qayyum, M.F., Ok, Y.S., Adrees, M., Ibrahim, M., Zia-ur-Rehman, M., Farid, M. & Abbas, F. 2017. Effect of metal and metal oxide nanoparticles on growth and physiology of globally important food crops: a critical review. J. Hazard. Mat. 322: 2-16.
Rui, M., Ma, C., Hao, Y., Guo, J., Rui, Y., Tang, X., Zhao, Q., Fan, X., Zhang, Z., Hou, T. & Zhu, S. 2016. Iron oxide nanoparticles as a potential iron fertilizer for peanut (Arachis hypogaea). Front. Plant Sci. 7: 815.
Phillips, G.C. & Garda, M. 2019. Plant tissue culture media and practices : an overview. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 55: 242-257.
Sánchez-Alcalá, I., del Campillo, M. D., Barrón, V. & Torrent, J. 2014. Evaluation of preflooding effects on iron extractability and phytoavailability in highly calcareous soil in containers. Plant Nutr. Soil Sci. 177: 150-158.
Sharafi, A., Hasanloo, T., Khayam, S., Fotokian, M. & Davoodi, D. 2013. Effects of applications of zinc oxide and iron. Oxide nanoparticles on callogenesis in Hypericum perforatum. Agric. Nat. Resources Engin. Sys. 43: 26-30.
Taiz, L. & Zeiger, E. 2006. Plant Physiology. Sinauer Associates, Los Angeles, pp: 68-87.
دوره 7، شماره 2 - شماره پیاپی 24
تابستان 1399
صفحه 219-227

  • تاریخ دریافت 18 خرداد 1405
  • تاریخ انتشار 18 خرداد 1405