Journal of Crop Breeding

fa بررسی اثر محلول‎ پاشی نانوذره سلنیوم و عصاره جلبکی (Ascophyllum nodosum) در گیاه رازیانه تحت تنش کروم The Effect of Foliar Application of Selenium Nanoparticles and Algal Extract (Ascophyllum nodosum) on Fennel Plants under Chromium Stress اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: با توجه به آلودگی گیاهان دارویی به فلزات سنگین و پتانسیل بالای این گیاهان در جذب و انتقال آن&rlm;ها به بخش &lrm;های قابل استفاده و به&lrm; دنبال آن عوارض جانبی مربوط به حضور فلزات سنگین در داروهای گیاهی استفاده شده در کشور ایران، امروزه محققین به&lrm;دنبال راهکاری هستند که اثرات سمی ناشی از فلزات سنگین خاک را کاهش دهد و بتوانند کیفیت محصولات کشت شده در خاک&lrm;های آلوده به فلزات سنگین را بهبود بخشند. کاربرد نانوذرات مقرون به صرفه و ایمن از نظر زیست &lrm;محیطی برای اصلاح خاک های آلوده به فلز و جذب زیستی عناصر کمیاب و بالقوه سمی از طریق ریزجلبک &lrm;ها یا عصاره جلبکی در گذشته و اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. لذا، این آزمایش به&lrm; منظور تغذیه رازیانه با محرک&lrm;های زیستی و بررسی برخی پارامترهای فیزیولوژیک و تیز کاهش جذب فلز سنگین کروم و در نهایت حفظ کمیت و کیفیت رازیانه (vulgare Foeniculum) انجام شد. مواد و روش&lrm;ها: این پژوهش به&lrm;صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار تحت شرایط گلخانه &lrm;ای در سال 1402-1403 اجرا شد. تیمارها شامل تنش کروم در دو سطح (صفر (شاهد) و 100 میلی&lrm;گرم در کیلوگرم خاک) و محلول&lrm;پاشی در سه سطح (شاهد، عصاره جلبکی با غلظت 1 میلی&lrm;گرم در لیتر و نانوذره سلنیوم با غلظت 20 میلی&lrm;گرم در لیتر) بودند. در مرحله چهاربرگی، محلول&lrm; پاشی برگی در سه سطح صفر، عصاره جلبکی (یک میلی&lrm; گرم در لیتر) و نانوذره سلنیوم (20 میلی&lrm; گرم در لیتر) سه بار با فاصله زمانی 15 روز انجام شد و ده روز بعد از قرارگرفتن گیاه در تنش مورد نظر، نمونه&lrm;برداری از نمونه&lrm;های شاهد و تیماری به&lrm; منظور بررسی پارامترهای فیزیولوژیک گیاه انجام گرفت. یافته&lrm;ها: نتایج حاصل از تجزیه واریانس اثر متقابل دوجانبه محلول&lrm;پاشی × تنش فلز سنگین در رابطه با آنزیم&lrm;های آنتی&lrm;اکسیدان کاتالاز و آنزیم سوپراکسید دیسموتاز معنی&lrm;دار بودند. نتایج بررسی اثر متقابل نانوذره سلنیوم × عصاره جلبک سبز برای صفات میزان اسید آمینه پرولین و رنگیزه&lrm;های کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل معنی دار بودند، اما برای آنزیم&lrm;های آنتی&lrm;اکسیدان کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و نشت الکترولیت و مالون&lrm;دی&lrm;آلدهید اثر معنی&lrm;داری نداشت. غلظت مالون دی&lrm;آلدهید، آنزیم&lrm;های آنتی&lrm;اکسیدان کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز، محتوای پرولین و درصد نشت یونی تحت تنش کروم افزایش معنی&lrm; داری یافتند، در&lrm;حالی&lrm; که محتوای رنگیزه &lrm;های فتوسنتزی نسبت به شاهد کاهش نشان دادند. کاربرد محرک&lrm; های زیستی، فعالیت آنزیم&lrm; های آنتی ا&lrm;کسیدان کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز، میزان پرولین و غلظت رنگیزه &lrm;های فتوسنتزی را نسبت به شاهد افزایش داد، اما محتوای مالون&lrm;دی&lrm;آلدهید نسبت به شرایط کنترل کاهش یافت. در گیاه رازیانه فعالیت&lrm;های آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز به ترتیب در برهم&lrm; کنش کروم با محلول&lrm; پاشی عصاره جلبکی یک میلی&lrm; گرم در لیتر، محلول&lrm; پاشی نانوذره سلنیوم 20 میلی &lrm;گرم در لیتر و برهم &lrm;کنش آنها نسبت به شاهد افزایش نشان دادند. بیشترین درصد فعالیت آنزیم&lrm;های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز مربوط به تنش کروم و کمترین غلظت این آنزیم&lrm;ها مربوط به شاهد بود. بیشترین فعالیت آنزیم&lrm; های آنتی&lrm;اکسیدان تحت تنش کروم بعد از شاهد به محلول&lrm; پاشی با عصاره جلبکی اختصاص داشت. اثر متقابل نانوذره سلنیوم و عصاره جلبکی موجب کاهش محتوای مالون&lrm; دی &lrm;آلدهید و افزایش رنگیزه &lrm;های فتوسنتزی شد. همچنین، با محلول &lrm;پاشی نانوذره سلنیوم 20 میلی گرم در لیتر، عصاره جلبکی یک میلی&lrm; گرم بر لیتر و برهم&lrm; کنش آن&rlm;ها محتوای پرولین نسبت به شاهد افزایش یافت. در نتیجه، خسارت تاشی از تنش فلز سمی کروم با تقویت سیستم آنتی &lrm;اکسیدانی و فتوسنتزی گیاه رازیانه توسط نانوذره سلنیوم و عصاره جلبکی تعدیل یافت. نتیجه‌&lrm;گیری: به&lrm; طور کلی در بین محرک&lrm; های زیستی مورد بررسی تحت تنش کروم، محلول&lrm; پاشی با عصاره جلبکی نسبت به نانوذره سلنیوم، موجب تقویت سیستم آنتی &lrm;اکسیدانی گیاه رازیانه شد و از این طریق توانست تجمع رادیکال&lrm; های آزاد را مهار کند و نیز با کاهش محتوای مالون دی&lrm;آلدهید یکپارچگی غشا را در شرایط تنش کروم حفظ نماید. </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Given the contamination of medicinal plants with heavy metals, these plants have high potential in absorbing and transferring them to usable parts. Due to the side effects related to the presence of heavy metals in herbal medicines used in Iran, researchers are today looking for a solution that can reduce the toxic effects of heavy metals in the soil and improve the quality of crops grown in soils contaminated with heavy metals. The use of cost-effective and environmentally safe nanoparticles for the remediation of metal-contaminated soils and biosorption of trace and potentially toxic elements via microalgae or algal extract has received much attention in the past and recently. Therefore, this experiment was conducted to feed fennel with biostimulants, investigate some physiological parameters, reduce the absorption of the heavy metal chromium, and ultimately maintain the quantity and quality of fennel (Foeniculum vulgare). Methods: This study was conducted as a factorial experiment in a randomized complete block design with three replications under greenhouse conditions in 2023-2024. Treatments included chromium stress at two levels (0 (control) and 100 mg/kg soil) and foliar spray at three levels (control, algal extract at a concentration of 1 mg/L, and selenium nanoparticles at a concentration of 20 mg/L). At the four-leaf stage, foliar spraying was performed at three levels of zero, algal extract (1 mg/L), and selenium nanoparticles (20 mg/L) three times with an interval of 15 days. Ten days after the plant was exposed to the desired stress, the control and treatment plants were sampled to examine the physiological parameters of the plant. Results: The results of the analysis of variance of the mutual effect of foliar spraying × heavy metal stress were significant regarding the antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase. The results of the mutual effect of selenium nanoparticles × green algae extract were significant for the traits of proline amino acid content and chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll, but there was no significant effect for antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase, electrolyte leakage, and malondialdehyde. The concentrations of malondialdehyde, antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase, proline content, and ion leakage percentage increased significantly under chromium stress, while the content of photosynthetic pigments decreased compared to the control. The application of biostimulants increased the activity of antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase, proline content, and photosynthetic pigment concentrations compared to the control, but the malondialdehyde content decreased compared to the control. In fennel, the activity of catalase and superoxide dismutase enzymes increased in the interaction of chromium with 1 mg/L of the algal extract, 20 mg/L of selenium nanoparticles, and their interaction, respectively, compared to the control. The highest percentage of catalase and superoxide dismutase activity belonged to chromium stress, and the lowest concentration of these enzymes was recorded in the control. The highest activity of antioxidant enzymes under chromium stress after the control was assigned to foliar spraying with algal extract. The interaction effect of selenium nanoparticles and algal extract decreased the content of malondialdehyde and increased photosynthetic pigments. The proline content increased by spraying 20 mg/L of selenium nanoparticles, 1 mg/L of the algal extract, and their interaction compared to the control. As a result, the damage caused by chromium toxic metal stress was moderated by strengthening the antioxidant and photosynthetic system of fennel plants with selenium nanoparticles and algal extract. Conclusion: In general, among the studied biological stimuli under chromium stress, foliar spraying with algal extract compared to selenium nanoparticles could strengthen the antioxidant system of fennel plants. In this way, it could inhibit the accumulation of free radicals and maintain the integrity of the membrane under chromium stress by reducing the malondialdehyde content.  </div> رازیانه, رنگیزه ‎های فتوسنتزی, سوپراکسید دیسموتاز, فلز سمی, محرک زیستی Biostimulant, Fennel, Photosynthetic pigments, Superoxide dismutase, Toxic metal 16 28 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-281-3&slc_lang=fa&sid=1 Seyedeh Yalda Raeisi Sadati سیده یلدا رئیسی ساداتی y.raeisi@uma.ac.ir 100319475328460027060 100319475328460027060 No Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Sodabeh Jahanbakhsh-Godekahriz سدابه جهانبخش گده کهریز jahanbakhsh@uma.ac.ir 100319475328460027061 100319475328460027061 Yes Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Ahmad Tobeh احمد توبه ahmadtobeh1340@gmail.com 100319475328460027062 100319475328460027062 No Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Salim Farzaneh سلیم فرزانه farzaneh@uma.ac.ir 100319475328460027063 100319475328460027063 No Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران