تاثیر نانو هیدروکسی آپاتیت بر شاخص‌های فیزیولوژیکی و سیستم‌های آنتی اکسیدانی آنزیمی و غیر آنزیمی دو رقم انگور تحت تنش کادمیم در خاک

آلودگی فلزات سنگین به علّت کاربرد بی‌رویه کودها وسموم شیمیایی در محصولات کشاورزی رو به افزایش است. کاربرد نانوذرات می تواند تاحد مطلوبی سبب کاهش آلودگی فلزات سنگین در خاک شود. پژوهش حاضر در بهار 1401 با هدف بررسی تاثیر نانوذره هیدروکسی آپاتیت بر شاخص‌های فیزیولوژیکی و کاهش تنش اکسایشی ناشی از تنش کادمیم (100 میلی‌گرم بر کیلوگرم خاک) در دو رقم انگور (بیدانه‌سفید و پرلت) به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کامل تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ملایر انجام شد. پس از 60 روز از اعمال تنش کادمیم و کاربرد نانوهیدروکسی آپاتیت (یک درصد وزنی) در گلدان‌ها، نمونه‌های برگ جمع‌آوری و شاخص‌های فیزیولوژیکی و فعالیت آنتی اکسیدانی برگ اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان دادند کاربرد نانو هیدروکسی آپاتیت در هر دو رقم سبب افزایش محتوای نسبی آب، کلروفیل، فسفر و افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، گایاکول‌پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز برگ شد، ولی به کاهش میزان نشت یونی منجر شد. در گیاهان تحت تنش کادمیم بیشترین محتوای کلروفیل مربوط به رقم بیدانه سفید تیمار شده با ترکیب نانو هیدروکسی آپاتیت مشاهده شد که در مقایسه با تاک‌های شاهد تحت تنش کادمیم تا 10.88 درصد بیشتر بود. بیشترین محتوای آب در تاک‌های تحت تنش کادمیم مربوط به تیمار نانو هیدروکسی آپاتیت در رقم بیدانه سفید بود که در مقایسه با تاک‌های شاهد تحت تنش کادمیم 4.09 درصد بیشتر بود. افزایش مقدار آنزیم آسکوربات پراکسیداز در رقم بیدانه سفید در نمونه‌های تحت تنش کادمیم 15.71 درصد و در رقم پرلت 13.04 درصد مشاهده شد. بر اساس نتایج این پژوهش، کاربرد نانو هیدروکسی آپاتیت در خاک تا حدی می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مفید، برای کنترل کادمیم در خاک های مناطق آلوده به این فلز سنگین در نظر گرفته شود.

the effect of nano hydroxyapatite on physiological indices and enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems of two grape cultivars under cadmium stress in soil

heavy metals pollution is increasing due to the excessive use of fertilizers and chemical pesticides in agricultural products. the application of nanoparticles can significantly reduce heavy metal pollution in soil. this research was conducted in the spring of 2022 to investigate the effect of nano-hydroxyapatite (n-hap) on physiological indices and reduce oxidative stress caused by cadmium (cd) stress (100 mg/kg of soil) in two grape cultivars (bidaneh-sefid and perlette). the study was conducted factorially based on a completely randomized design in the research greenhouse of malayer university. after 60 days of cd stress and the application of n-hap (1% by weight) in the pots, leaf samples were collected, and physiological indices and antioxidant activity were measured. the results showed that the application of n-hap in both grape cultivars increased relative water content, chlorophyll, phosphorus contents, and the activity of catalase, guaiacol peroxidase, and ascorbate peroxidase enzymes in the leaves, while it reduced ion leakage. in plants under cd stress, the highest chlorophyll content was observed in the bidaneh-sefid cultivar treated with n-hap, which was 10.88% higher compared to the cd-treated control vines. under cd stress, the highest relative water content was observed in the bidaneh-sefid cultivar treated with n-hap, which was 4.09% higher compared to the control vines under cd stress. the increase in ascorbate peroxidase enzyme activity was 15.71% in the bidaneh-sefid and 13.04% in the perlette under cd stress. also, under cd stress, the application of n-hap led to an increase in leaf total phenol and total flavonoid content of the leaf in two grape cultivars. there was no difference in the content of these two secondary metabolites among the grape cultivars grown under cd stress conditions. in the plants under cd stress, the highest proline content was related to perlette cultivar treated with n-hap compound, which was 18.78% higher compared to control vines under cd stress. according to the results of this research, the application of n-hap in soil can be considered a useful strategy for controlling cd in soils contaminated with this heavy metal.