اثر درون شیشه‌ای تیمارهای سولفات آهن، سولفات روی و سولفات مس بر صفات مورفوفیتوشیمیایی گیاه دارویی Chamaecostus cuspidatus Nak
الموضوعات :
هاجر معتمدی شارک
1
,
محسن ثانی خانی
2
,
عزیزاله خیری
3
,
نیر محمدخانی
4
1 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
4 - گروه گیاهان دارویی و معطر، مرکز آموزش عالی شهید باکری میاندوآب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
الکلمات المفتاحية: ریزمغذی, فلاونوئید, فنل کل, کشت بافت, کلروفیل,
ملخص المقالة :
به‌منظور بررسی اثرات تغییر غلظت عناصر ریزمغذی سولفات آهن، روی و مس محیط کشت پایه موراشیگ و اسکوگ (MS) بر فاکتورهای مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه انسولین، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی در آزمایشگاه کشت بافت دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان انجام شد. ریزنمونه‌های گره به مدت 12 هفته در محیط کشت MS با غلظت هورمونی 1 میلی‌گرم در لیتر بنزیل آدنین و 6/0 میلی‌گرم بر لیتر نفتالین استیک اسید رشد کردند. پس از گذشت 12 هفته، ریزنمونه‌‌ها به مدت 4 هفته تحت تیمار سطوح مختلف سولفات آهن (0، 8/27، 7/41، 6/55 میلی‌گرم در لیتر)، سولفات روی (0، 6/8، 2/17، 8/25 میلی‌گرم در لیتر) و سولفات مس (0، 025/0، 05/0، 1/0 میلی‌گرم در لیتر) قرار داده شدند. پس از 4 هفته شاخص‌های رشدی و فیتوشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد تأثیر تیمارها بر روی صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد. طبق نتایج مقایسه میانگین داده‌ها، سولفات مس با غلظت 1/0 میلی‌گرم در لیتر باعث بیشترین تعداد برگ (33/7 عدد)، ارتفاع اندام هوایی (20/9 سانتی‌متر)، طول ریشه (67/14 سانتی‌متر) وزن تر (26/1 گرم) و خشک اندام هوایی (180 میلی‌گرم)، وزن تر (58/0 گرم) و خشک ریشه (67/146 میلی‌گرم) شد. افزایش قابل توجه کلروفیل a و کل در سولفات روی با غلظت 8/25 میلی‌گرم در لیتر و سولفات مس با غلظت 1/0 میلی‌گرم در لیتر به‌دست آمد. بیشترین کاروتنوئید کل در غلظت 2/17 سولفات روی و غلظت 1/0 میلی‌گرم سولفات مس حاصل شد. در مجموع غلظت 1/0 میلی‌گرم در لیتر سولفات مس بیشترین تاثیر در صفات مورفولوژیکی و رنگدانه‌های فتوسنتزی داشت و سطوح 2/17 میلی‌گرم در لیتر سولفات روی و نیز 05/0 میلی‌گرم در لیتر سولفات مس افزایش قابل توجه‌ای در مقادیر فنل کل و فعالیت آنتی‌اکسیدان داشتند.
Ahmad, P., Alyemeni, M.N., Ahanger, M.A., Wijaya, L., Alam, P., Kumar, A. and Ashraf, M. (2018). Upregulation of antioxidant and glyoxalase systems mitigates NaCl stress in Brassica juncea by supplementation of zinc and calcium. Journal of Plant Interactions. 9145(1): 151-162.
Akowuah, G.A., Ismail, Z., Norhayati, I. and Sadikun, A. (2005). The effects of different extraction solvents of varying polarities on polyphenols of Orthosiphon stamineus and evaluation of the free radical-scavenging activity. Food Chemistry. 93(2): 311-317.
Alvarez, M.A. (2014). Plant Biotechnology for Health: From Secondary Metabolites to Molecular Farming. Springer, Buenos Aires.
Aravind, P. and Prassad, M.N.V. (2004). Zinc protects chloroplasts and associated photochemical functions in cadmium exposed Ceratophyllum demersum L., a fresh water macrophyte. Plant Science. 166: 1321-1327.
Badiaa, O., Yssaad, H.A.R. and Topcuoglu, B. (2020). Effect of heavy metals (copper and zinc) on proline, polyphenols and flavonoids content of tomato (Lycopersicon esculentum Mill). Plant Archives Volume 20 No. 1, 2125-2137.
Bityutskii, N., Pavlovic, J., Yakkonen, K. and Maksimovic, V. (2014). Contrasting effect of silicon on iron, zinc and manganese status and accumulation of metal-mobilizing compounds in micronutrient-deficient cucumber. Plant Physiology and Biochemistry. 74: 205-211.
Bota, C. and Deliu, C. (2011). The effect of copper sulphate on the production of flavonoids in Digitalis lanata cell cultures. Farmacia. 59: 113–118.
Broadley, M., Brown, P., Cakmak, I., Rengel, Z. and Zhao, F. (2012). Function of Nutrients: Micronutrients. In: P. Marschner (Ed.) Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants. 3rd Ed Academic Press, London. Pp, 191-248.
Chang, Y.L., Kim, D.O., Lee, K. W., Lee, H.J. and Lee, C.Y. (2002). Vitamin C equivalent antioxidant capacity (VCEAC) of phenolic phytochemicals. Journal of Agricultural and food chemistry. 50(13): 3713-3717.
Clemens, S. (2001). Molecular mechanisms of plant metal tolerance and homeostasis. Planta 212: 475–486.
Deo, B. and Nayak, P.K. (2011). Study of copper phytotoxicity on in vitro culture of Musa acuminata cv. “Bantala”. Sustainable Development. 3: 136–140.
Dugas, D.V. and Bartel, B. (2008). Sucrose induction of Arabidopsis miR398 represses two Cu/ Zn superoxide dismutases. Plant Molecular Biology. 67: 403–417.
Fatima, N., Ahmad, N. and Anis, M. (2011). Enhanced in vitro regeneration and change in photosynthetic pigments, biomass and proline content in Withania somnifera L. (Dunal) induced by copper and zinc ions. Plant Physiology and Biochemistry. 49: 1465-1471.
George, E.F., Hall, M.A. and Klerk, G.J. (2008). Plant Propagation by Tissue culture. Springer plus, New York.
Hegde, P.K., Rao, H.A. and Rao, P.N. (2014). A review on Insulin plant (Costus igneus Nak). Pharmacognosy Review. 8(15): 67-72.
Ibiang, Y.B., Innami, H. and Sakamoto, K. (2018). Effect of excess zinc and arbuscular mycorrhizal fungus on bioproduction and trace element nutrition of Tomato (Solanum lycopersicum L. cv. Micro-Tom). Soil Science and Plant Nutrition. 00(00): 1-10.
Ibrahim, S.M., Hashish, K.I., Taha, L.S., Mazhar, A.A. and Kandil, M.M. (2016). In vitro culture protocol, micropropagation, acclimatization and chemical constituents of Spathiphyllum cannifolium plant under copper concentration effect. International Journal of PharmTech Research. 9: 33–41.
Jain, P., Kachhwaha, S. and Kothari, S.L. (2009). Improved micropropagation protocol and enhancement in biomass and chlorophyll content in Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni by using high copper levels in the culture medium. Scientia Horticulturae. 119: 315–319.
Javed, S.B., Alatar, A.A., Basahi, R., Anis, M., Faisal, M. and Husain, F.M. (2017). Copper induced suppression of systemic microbial contamination in Erythrina variegata L. during in vitro culture. Plant Cell, Tissue Organ Culture. 128: 249–258.
Jyothi, N., Priyanka, E., Tony, D. and Nadendla, R. (2015). Chamaecostus cuspidatus a short review on antidiabetic plant. Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. 2(7): 1110-13.
Kalpana, M.M., Anbazhagan, V. and Natarajan, D. (2010). Dhanavel, Improved micropropagation method for the enhancement of biomass in Stevia rebaudiana Bertoni. Recent Research Science Technology. 2: 008-013
. Kaur, M. and Mannan, A. (2021). In- vitro antidiabetic activity of Chamecostus cuspidatus. International Journal of Pharmacognosy. 8(12): 496-501.
Khanna, K., Jamwal, V.L., Sharma, A., Gandhi, S.G., Ohri, P., Bhardwaj, R. and Ahmad, P. (2019). Supplementation with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) alleviates Cadmium toxicity in Solanum lycopersicum by modulating the expression of secondary metabolites. Chemosphere. 230: 628-639.
Lichtenthaler, H.K. and Wellbum, A.R. (1983). Determination of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemistry Society Transcends. 11: 591–592.
Marschner, H. (2012). In: Marschner, P., Eds. Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants (Vol. 89); Academic press, London.
Mazaheri Tirani, M., Madadkar-Haghjou, M., Sulieman, S. and Ismaili, A. (2018). Comparative evaluation of zinc oxide effects on tobacco (Nicotiana tabacum L.) grown in different media. Journal of Agricultural Science and Technology. 20: 787–802.
Miralpeix, B., Rischer, H., Häkkinen, S., Ritala, A., Seppänen-Laakso, T., OksmanCaldentey, K., Capell, T. and Christou, P. (2013). Metabolic engineering of plant secondary products: which way forward. Current Pharmaceutical Design. 19: 5622–5639.
Murashige, T. and Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with Tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 15(3): 473-497.
Ordone, A.A.L., Gomez, J.D. and Vattuone, M.A. (2008). Antioxidant activities of Sechium edule swartz extracts. Food Chemistry. 97: 452-458.
Pullagurala, V.L.R., Adisa, I.O., Rawat, S., Kalagara, S., Hernandez-Viezcas, J.A., Peralta-Videa, J.R. and Gardea-Torresdey, J.L. (2018). ZnO nanoparticles increase photosynthetic pigments and decrease lipid peroxidation in soil grown cilantro (Coriandrum sativum). Plant Physiology Biochem. 132: 120–127.
Rehman, M., Hamzah Saleem, M., Fahad, S., Maqbool, Z., Peng, D., Deng, G. and Liu, K. (2021). Medium nitrogen optimized Boehmeria nivea L. growth in copper contaminated soil. Chemosphere. 266- 128972.
Ruiz-Torres, N., Flores-Naveda, A., Barriga-Castro, E.D. Camposeco-Montejo, N. Ramírez-Barrón, S. Borrego-Escalante, F. Niño-Medina, G., Hernández-Juárez, A., Garza-Alonso, C., Rodríguez-Salinas, P. and García-López, J.I. (2021). Zinc Oxide Nanoparticles and Zinc Sulfate Impact Physiological Parameters and Boosts Lipid Peroxidation in Soil Grown Coriander Plants (Coriandrum sativum). Molecules. 26: 1998.
Seliem, M.K., El-Mahrouk, M.E., El-Banna, A.N., Hafez, V.M. and Dewir, V.H. (2021). Micropropagation of Philodendron selloum: Influence of copper sulfate on endophytic bacterial contamination, antioxidant enzyme activity, electrolyte leakage, and plant survival. South African Journal of Botany. 139: 230-240.
Singh, O.S., Pant, N.C., Laishram, M.L., Tewari, R.D., Joshi, k. and Pandey, C. (2018). Effect of CuO nanoparticles on polyphenols content and antioxidant activity in Ashwagandha (Withania somnifera L. Dunal). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 7(2): 3433-3439.
Trettel, J.R., Gazim, Z.C., Gonçalves, J.E., Stracieri, J. and Magalhães, H.M. (2018). Effects of copper sulphate (CuSO4) elicitation on the chemical constitution of volatile compounds and the in vitro development of Basil. Scientia Horticulturae. 234: 19-26.
Verma, S.K., Sahin, G., Das, A.K. and Gurel, E. (2016). In vitro plant regeneration of Ocimum basilicum L. is accelerated by zinc sulfate. In Vitro Cellular & Developmental Biology, 52, 20–27.
Wang, X.P., Li, Q.Q., Pei, Z. M. and Wang, S.C. (2018). Effects of zinc oxide nanoparticles on the growth, photosynthetic traits, and antioxidative enzymes in tomato plants. Biologia Plantarum. 62: 801–808.
Yruela, I. (2005). Copper in plants. Braz. Journal Plant Physiology. 17: 145–156.
