عنوان	بررسی اثر نانوذرات دی اکسید سیلیکون )2nSiO )بر تحمل و تجمع سرب در گیاه کینوا (quinoa Chenopodium(
نوع پژوهش	پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها	نانوذرات دی اکسید سیلیکون سرب کینوا
چکیده	افزایش آلودگی سرب در خاک به یک تهدید جدی برای امنیت غذایی تبدیل شده است. نانوذرات حاوی سیلیکون ممکن است یک رویکرد عملی برای کاهش ورود سرب به زنجیره غذایی و ارتقای امنیت غذایی باشد. به هر حال، اطالعات کمی در مورد مکانیسم اثر نانوذرات حاوی سیلیکون در کینوا تحت تنش سرب وجود دارد. بنابراین در پژوهش حاضر اثر سه روش کاربرد این نانوذرات بررسی شد. در اولین آزمایش، تأثیر کاربرد خاکی نانوذرات دیاکسید سیلیکون با دوزهای مختلف )،0 ،500 1000 میلیگرم بر کیلوگرم( بر عملکرد و تحمل کینوا در خاکهای دارای سرب )400 و 800 میلیگرم بر کیلوگرم( بررسی شد. در معرض قرار گرفتن با سرب از طریق کاهش محتوای عناصر معدنی و ایجاد تنش اکسیداتیو، بر پارامترهای رشد تأثیر منفی گذاشت. کاربرد خاکی نانوذرات دیاکسید سیلیکون بهطور قابل توجهی باعث افزایش محتوای کلروفیل , a b کلروفیل کل و کاروتنوئید، محتوای نسبی آب و اجزای عملکرد کینوا و بهبود محتوای عناصر معدنی در بخش هوایی و دانه در همه غلظتهای سرب شد. استفاده از نانوذرات دیاکسید سیلیکون با تنظیم مثبت بیان ژن پیرولین-5-کربوکسیالت سنتتاز، محتوای پرولین و فعالسازی آنزیمهای آنتیاکسیدانی مانند کاتاالز و پراکسیداز باعث کاهش نشت الکترولیتی، محتوای پراکسید هیدروژن و مالون دیآلدئید در برگها شد. این پاسخها ارتباط نزدیکی با افزایش محتوای نیتریک اکساید در برگها داشتند. جالب توجه است که کاربرد نانوذرات دیاکسید سیلیکون باعث افزایش جذب کل سرب شد. در دومین آزمایش نقش نیتریک اکساید در پاسخهای ناشی از پرایمینگ بذر با نانوذرات دیاکسید سیلیکون )2nSiO )در کینوا ارزیابی شد. سمیت سرب بهطور معنیداری باعث کاهش شاخصهای جوانهزنی و رشد گیاهچه کینوا شد. پرایمینگ بذر با 2nSiOمشابه Si باعث بهبود شاخصهای جوانهزنی و قدرت جوانهزنی شد و بهترین اثر با غلظت 4 میلیموالر این ترکیبات تحت 250 میکروموالر سرب حاصل شد. نانو پرایمینگ باعث افزایش فعالیت آلفا و بتا آمیالز، کاهش محتوای نشاسته و افزایش محتوای قندهای محلول در بذر و در نتیجه بهبود شاخصهای جوانهزنی و شاخص بنیه بذر شد. پرایمینگ بذر با 2nSiO باعث کاهش غلظت سرب در ریشه و بخش هوایی و بهبود پارامترهای رشد شد. نانو پرایمینگ بهطور سیستمی باعث افزایش نیتریک اکساید در ریشه و برگ شد که بهطور نزدیکی با کاهش آسیب اکسیداتیو ناشی از سرب و تشدید فعالیت کاتاالز و پراکسیداز در هر دو بخش مرتبط بود. اثر پرایمینگ بذر با 2nSiO بر تولید نیتریک اکسید و صفات فوق بهطور قابل توجهی از طریق مهار بیوسنتز نیتریک اکساید توسط NAME-L و تنگستات یا از طریق مهار نیتریک اکساید توسط cPTIO ممانعت شد. در سومین آزمایش نقش پیامرسانی وابسته به RBOH در سازگاری سیستمیک القا شده با نانوذرات دیاکسید سیلیکون در کینوا بررسی شد. برای این منظور در ابتدا برگهای کینوا تحت غلظتهای مختلف سرب )،0 200 و 400 میکروموالر( با نانوذرات دیاکسید سیلیکون )،0 ،2 4 میلیموالر( اسپری شدند. پس از 12 ساعت، اافزایش ناگهانی و سریع پراکسید هیدروژن و سطوح رونویسی باالتر ژنهای RBOHD و 1PCS در برگهای گیاهان تیمار شده با نانوذرات دیاکسید سیلیکون ثبت شد. پس از 15روز، سمیت سرب پارامترهای رشد را کاهش داد و محتوای کلروفیل a، b و نشت الکترولیت را افزایش داد و محلولپاشی با نانوذرات دیاکسید سیلیکون اثر معکوسی بر روی این پارامترها داشت. در 2O ˙¯ آزمایش بعدی، محلولپاشی4 میلیموالر نانوذرات دیاکسید سیلیکون توزیع هیستوشیمیایی پراکسید هیدروژن و داخل سلولی را به حداقل رساند و محتوای مالون دیآلدئید و غلظت سرب برگ را تحت400 میکروموالر سرب کاهش داد. این تیمار باعث افزایش محتوای آسکوربات احیا و ترکیبات تیولی و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز نه تنها در برگها بلکه در ریشههای تیمار نشده افزایش داد. با اینحال، پاکروبی پراکسید هیدروژن با DMTU و مهار پیام- رسانی وابسته به RBOH توسط DPI سمیت گیاهی سرب را تشدید کرد و اثرات مفید نانوذرات دیاکسید سیلیکون را بر ویژگیهای فوقالذکر تضعیف کرد. در مجموع این شواهد فارماکولوژی و مولکولی، برای اولین بار آشکار کرد که افزایش پراکسید هیدروژن وابسته به RBOH و نیتریک اکساید نقش مهمی در ایجاد سازگاری اکتسابی سیستمیک القا شده توسط نانوذرات دی اکسید سیلیکون در گیاهان کینوا تحت تنش سرب دارد. عالوه بر این مطالعه حاضر نشان داد که کاربرد نانوذرات حاوی سیلیکون ممکن است یک راه حل نوین در ترویج کشاورزی پایدار و احیای خاکهای آلوده به سرب باشد. کلمات کلیدی: آنزیمهای آنتیاکسیدان، پراکسید هیدروژن، سرب، عناصر معدنی، فیتوکالتین، کینوا، نانوپرایمینگ، نانوذرات سیلیکون، نیتریک اکساید
پژوهشگران	منصور قربان پور (استاد مشاور)، ریحانه عموآقایی (استاد راهنما)، علی محمد احدی (استاد مشاور)، عبدالعظیم کریمی برام (دانشجو)