بررسی تغییرات ساختاری و فراساختاری برگ گیاه کلزا (.Brassica napus L) تحت تیمار نانوذرات اکسید کبالت
محورهای موضوعی : تکوین گیاهی
ملیحه جهانی
1
(گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
رمضانعلی خاوری نژاد
2
(گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
هما محمودزاده
3
(گروه زیست شناسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران)
سارا سعادتمند
4
(گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
صدیقه جهانی
5
(گروه زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
کلید واژه: کلزا, اسپکترومتری نشری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES), طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDX), میکروسکوپ الکترونی گذاره (TEM), نانوذرات اکسید کبالت,
چکیده مقاله :
نانوذرات اکسید کبالت (Co3O4) به‌عنوان یکی از پرکاربردترین نانوذرات مغناطیسی در صنایع مختلف می‌باشند و برهمکنش آن‌ها با محیط زیست قابل پیش‌بینی است. هدف از این پژوهش بررسی اثر تیمار نانوذرات Co3O4 بر روی ویژگی های ساختار و فراساختار برگ گیاه کلزا بود. بذرها در گلدان‌ها تحت شرایط گلخانه‌ای کاشته شدند و بعد از دو هفته، گیاهچه‌ها با نانوذرات Co3O4 (0 و 4000 میکروگرم بر میلی‌لیتر) به‌صورت اسپری برگی به مدت پنج هفته تیمار شدند. سپس تغییرات مورفولوژیکی برگ اندازه‌گیری شد. همچنین نمونه‌برداری از برگ گیاه شاهد و تیمار نانوذرات جهت بررسی تغییرات ساختاری و فراساختاری انجام گردید. مراحل آماده‌سازی بافت انجام شد و نمونه‌ها با میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی گذاره (TEM) بررسی شدند. تغییرات مورفولوژیکی شامل کاهش طول، عرض و سطح برگ کلزا تحت تیمار نانوذرات Co3O4 مشاهده شد. همچنین تغییرات فراساختاری سلول‌های مزوفیلی برگ گیاه کلزا تحت تیمار نانوذرات Co3O4 شامل کاهش تعداد کلروپلاست‌ها و متورم شدن آن‌ها، تجمع و رسوب نانوذرات در واکوئل و دیواره سلولی، مشاهده اجسام پروتئینی، افزایش اندازه پلاستوگلبول‌ها و دانه‌های نشاسته در کلروپلاست‌ها مشاهده شد. علاوه بر این، نتایج سنجش عنصری کبالت به روش‌های اسپکترومتری نشری پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، هم‌راستا با نتایج TEM، نشان‌دهنده‌ی جذب و تجمع نانوذرات Co3O4 در برگ گیاه کلزا بود. آسیب‌های فراساختاری در نتایج TEM بیانگر سمیت غلظت بالای نانوذرات Co3O4 در سطح سلولی بود. بنابراین اثرات خطرات احتمالی نانوذرات Co3O4 بر روی گیاهان زراعی دیگر و محیط زیست باید در نظر گرفته شود.
Cobalt oxide nanoparticles (Co3O4 NPs) are one of the most widely used magnetic NPs in various industries and their interactions with the environment are predictable. The aim of this study was to investigate the impact of Co3O4 NPs on leaf structure and ultrastructure of canola. Seeds were sown in pots under greenhouse conditions and after two weeks, seedlings were treated with Co3O4 NPs (0 and 4000 μg/mL) by leaf spray for five weeks. Then, leaf morphological changes were measured. Also, sampling from control leaf and NPs treatment were performed to investigate structural and ultrastructural changes. Tissue preparation was performed and samples were examined by light and transmission electron microscopy (TEM). Morphological changes including reduction in the length, width and area of leaf of canola treated with Co3O4 NPs were observed. Also, ultrastructural changes of canola leaf mesophilic cells treated with Co3O4 NPs including reduction of chloroplasts number and their swelling, accumulation and deposition of NPs in vacuoles and cell walls, observation of protein bodies, increase in the size of plastoglobules and starch grains in chloroplasts were observed. In addition, the results of cobalt elemental assay by methods of inductive coupled plasma emission spectrometry (ICP-OES) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), in line with TEM results, showed the uptake and accumulation of Co3O4 NPs in canola leaves. Ultrastructural damage in TEM results indicated the toxicity of high concentration of Co3O4 NPs at the cellular level. Therefore, potential of hazardous effects of Co3O4 NPs on other crops and environment should be considered.
_||_