اثر نانو ‌ذرات دی ‌اکسید تیتانیوم بر تحمل تنش شوری در گیاه زنیان (carum copticum l.)

در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، شوری آب و خاک تهدیدی مهم برای رشد گیاهان و کشاورزی محسوب می شود. ثابت شده است که نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به رشد گیاهان کمک می کند و تحمل تنش در گیاهان را افزایش می دهد. بنابراین، در پژوهش حاضر، آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه سطح شوری (صفر، 50، 100 میلی گرم در لیتر سدیم کلرید) و پنج سطح محلول پاشی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم (صفر، 10، 20، 40، 80 میلی گرم در لیتر) انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نمک، وزن تر و خشک گیاه، میزان کلروفیل a, bو محتوای نسبی آب گیاه بطور معنی داری کاهش یافت، اما محتوای مالون دی آلدئید، کاروتنوئیدها، پرولین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانیsod  و  apxافزایش یافت. محلول پاشی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در غلظت های مناسب (اغلب 20 و 40 میلی گرم در لیتر) رشد را بهبود داد و باعث افزایش میزان کلروفیل a, b، کاروتنوئید، محتوای نسبی آب، میزان پرولین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانیsod  و  apx شد و میزان پراکسیداسیون لیپیدی غشاها را کاهش داد. اثر کاربرد 80 میلی گرم در لیتر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر پارامترهای رشد و محتوای رنگیزه های فتوسنتزی کمتر از اثر غلظت 20 و 40 میلی گرم بر لیتر نانو ذرات بود و میزان پراکسیداسیون لیپیدی غشاها را تحت هر دو شرایط شور و غیر شور افزایش داد. در مجموع می‌توان گفت که غلظت مناسب نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم از طریق افزایش پرولین و تحریک سیستم آنتی اکسیدانی باعث حفاظت گیاه در برابر تنش اسمزی و اکسیداتیو ناشی از تنش شوری شده است.

Impact of nano-TiO2 on salt stress tolerance of Carum copticum

Soil and water salinity in semi-arid regions such as Iran have been important threats for plant growth and agriculture. It has been demonstrated that TiO2 nanoparticles can improve plant growth and increase stress tolerance in plants. Therefore, in this study, a pot experiment was conducted as factorial with completely randomized design to evaluate the effect of 3 levels of salinity (0, 50, 100 mg/L NaCl) and 5 levels nano- TiO2 (0, 10, 20, 40, 80 mg/L) on ajowan (Carum copticum). Results showed that with increasing salt concentration, fresh and dry weight of roots and shoots, content of chlorophyll a, b and relative water content (RWC) significantly reduced, but content of malon dialdehyde, carotenoids, proline content and the activities of SOD and APX increased in leaves. Foliar spray of nano- TiO2 concentrations influenced all the above mentioned parameters in a dose-dependent manner. Foliar spray with suitable nano- TiO2 concentrations (often 20 and 40 mg/L) improved plant growth, content of chlorophyll a, b and carotenoids, RWC, proline accumulation as well as the activities of SOD and APX whereas it reduced lipid peroxidation level. Impact of 80 mg/L nano- TiO2 on growth parameters and photosynthetic pigments contents was less than 20 and 40 mg/L and significantly increased lipid peroxidation under both normal and salinity stress conditions. In conclusion, it can said that appropriate nano-TiO2 concentrations protected ajowan against salt –induced osmotic- and oxidative stresses through increasing proline accumulation and enhancing the activities of antioxidant enzymes