بررسی تاثیر نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر شاخص‌های بیوشیمیایی در مراحل مختلف تکوینی گل ناز یخی

در سال‌های اخیر، نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم (tio₂-nps) به دلیل خواص فتوکاتالیستی و کاربردهای گسترده در علوم زیستی و کشاورزی، مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته‌اند. با این ‌حال، اثرات آن‌ها برفرآیندهای بیوشیمیایی گیاهان هنوز به‌طور کامل مشخص نشده است. مطالعه حاضر بر پایه یک طرح کاملا تصادفی با سه تکرار به بررسی مقایسه ای تاثیر غلظت‌های مختلف tio₂-nps (0، 0.03 و 0.05 درصد) بر شاخص‌های بیوشیمیایی گیاه گل ناز یخیaptenia cordifolia) ) در دو مرحله رویشی و زایشی پرداخت و محتوای آنتوسیانین، فنل، فلاونوئید، آنزیم‌ آنتی‌اکسیدانی کاتالاز و قندهای محلول اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد تیمار tio₂-nps اثر وابسته به غلظت و وابسته به مرحله رشدی دارد. به طوری که در مرحله رویشی و زایشی، غلظت 0.03 و 0.05 درصد موجب افزایش آنتوسیانین نسبت به گیاهان شاهد شد. میزان فنل در مرحله زایشی کاهش یافت که بیشترین کاهش در غلظت 0.03 درصد مشاهده شد اما فلاونوئید افزایش نشان داد که بیشترین افزایش در غلظت 0.05 درصد مشاهده شد و در مرحله رویشی این تغییرات معنادار نبودند. در هر دو مرحله رویشی و زایشی کاهش فعالیت آنزیم‌ کاتالاز مشاهده شد. در مرحله رویشی افزایش و در مرحله زایشی کاهش قندهای محلول مشاهده گردید. این نتایج نشان می‌دهد که استفاده از tio₂-nps اثرات متفاوتی بر فرآیندهای بیوشیمیایی گیاهان داشته و بیانگر پاسخ سازشی گیاه به تنش نانوذرات است.

impact of titanium dioxide nanoparticles on biochemical characteristics across various developmental stages of aptenia cordifolia

in recent years, titanium dioxide nanoparticles (tio₂-nps) have garnered significant attention due to their unique photocatalytic properties and broad applications in life sciences and agriculture. however, their impact on plant biochemical processes remains poorly understood. this study, conducted using a completely randomized design with three replications, evaluated the effects of varying concentrations of tio₂-nps (0, 0.03%, and 0.05%) on the biochemical parameters of the ice plant (aptenia cordifolia) during its vegetative and reproductive stages. the parameters measured included anthocyanin, phenol, and flavonoid contents, catalase antioxidant enzyme activity, and soluble sugar levels. the results indicated that tio₂-nps exerted concentration-dependent and growth stage-specific effects. at both vegetative and reproductive stages, tio₂-nps at concentrations of 0.03% and 0.05% significantly increased anthocyanin levels compared to control plants. in the reproductive stage, phenol content decreased, with the most significant reduction observed at 0.03% tio₂-nps, while flavonoid content increased, reaching its highest level at 0.05%. these changes were not significant during the vegetative stage. catalase enzyme activity decreased in both growth stages, while soluble sugar levels increased in the vegetative stage and decreased in the reproductive stage. these findings suggest that tio₂-nps have distinct effects on plant biochemical processes, indicating an adaptive response of the plant to nanoparticle-induced stress.