بیوتکنولوژی
حسین عسکری؛ امینه زینالی؛ میترا پارسا؛ منا کاشانچی؛ رضا آزادی گنبد؛ اقدس بنایی؛ صنم صفائی‌چائی‌کار؛ احسان کهنه؛ علی سراجی
چکیده
سابقه و هدف: امروزه استفاده از محرک‌ها به‌منظور افزایش رشد گیاهان و تولید متابولیت‌های ثانویه مورد توجه هستند. رشد کند و کیفیت پایین برگ سبز چای (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) در مناطق کشت چای در ایران، از مهمترین چالش‌های تولیدکنندگان چای است. محلول‌پاشی برگی کیتوزان و نانو کیتوزان (NC) در بسیاری از گیاهان باعث القای رشد و افزایش متابولیت‌های ...
بیشتر
سابقه و هدف: امروزه استفاده از محرک‌ها به‌منظور افزایش رشد گیاهان و تولید متابولیت‌های ثانویه مورد توجه هستند. رشد کند و کیفیت پایین برگ سبز چای (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) در مناطق کشت چای در ایران، از مهمترین چالش‌های تولیدکنندگان چای است. محلول‌پاشی برگی کیتوزان و نانو کیتوزان (NC) در بسیاری از گیاهان باعث القای رشد و افزایش متابولیت‌های ثانویه شده و بر شاخص‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان اثر مثبت دارد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر نانو کیتوزان بر برخی پارامترهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی با و بدون تغذیه معدنی NPK و ارزیابی کیفیت برگ سبز چای از طریق مقایسه سطح بیان نسبی 3 آنزیم درگیر در مسیر فلاونوئیدها در گیاه چای رقم کاشف در شمال ایران بود.مواد و روش‌ها: بدین منظور از دو طرح استفاده شد: 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی‌گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان به همراه تغذیه معدنی (NPK) و 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی‌گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان بدون تغذیه معدنی تهیه شد. این دو آزمایش به‌صورت محلول‌پاشی پس از اولین چین بهاره دو بار با فاصله دو هفته‌ای در سال 1400 در مرکز تحقیقات چای لاهیجان (ایران) اجرا شد. 20 روز پس از محلول‌پاشی اولیه، نمونه‌برداری گیاهی انجام شد. نمونه‌های برگی از شاخساره جوان شامل جوانه و برگ اول و دوم برای آزمایش‌های متابولیکی و مولکولی و برگ سوم و چهارم برای آزمایش‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی برداشت شد. بررسی ویژگی‌های فیزیولوژیکی شامل محتوای کلروفیل و محتوای نسبی آب (RWC)، ویژگی‌های بیوشیمیایی شامل محتوای پروتئین و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز (CAT)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پلی‌فنل اکسیداز (PPO) اندازه‌گیری شدند. همچنین، اندازه‌گیری ویژگی‌های متابولیکی شامل میزان ترکیب‌های فنلی تام از طریق روش فولین سیو کالتئو و تعیین میزان فلاونوئیدهای کاتچین، اپی‌گالوکاتچین (EGC) و گالوکاتچین (GC) با روش HPLC انجام شد. آنالیز مولکولی از طریق بررسی بیان نسبی 3 آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتز فلاونوئیدها فلاونون 3 هیدروکسیلاز (F3H)، دی‌هیدروفلاونول 4 ردوکتاز (DFR) و لوکوآنتوسیانیدین ردوکتاز (LAR) انجام شد.نتایج: نتایج نشان داد مقدار پلی‌فنل کل در تیمارهای مورد بررسی افزایش معنی‌داری نسبت به شاهد (بدون NC و NPK) داشت. میزان کاتچین در تیمارهای مختلف، کاهش 4 تا 6 برابری داشت. محتوای اپی‌گالوکاتچین با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایشی بود. محتوای گالوکاتچین نیز تنها در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان کمی روند افزایشی نشان داد. محتوای کلروفیل در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان تفاوت معنی‌دار با روند کاهشی داشت؛ در حالی‌که در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان تفاوت معنی‌دار با روند افزایشی مشاهده شد. البته، محتوای پروتئین در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان تفاوت معنی‌داری نسبت به شاهد نشان نداد. فعالیت آنزیم SOD در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان به استثنای تیمار mgL-1 50 NC+NPK تفاوت معنی‌دار آشکاری با روند افزایشی داشت. فعالیت آنزیم CAT نیز در تیمارهای مختلف با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایش یافت. فعالیت آنزیم PPO در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان کاهش معنی‌داری نشان داد. محتوای نسبی آب برگ در تیمارهای مختلف، افزایش یافت. بیان نسبی آنزیم F3H، تنها در غلظت mgL-1 100 NC+NPK افزایش حدود 3 برابری نسبت به شاهد داشت و در سایر تیمارها بیان نسبی چندان معنی‌دار نبود. بیان نسبی DFR در تیمارهای مختلف NC+NPK افزایشی و بالاترین میزان بیان (4 برابر) در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان مشاهده شد. بیان نسبی LAR در غلظت‌های mgL-1 0، 50 و 100 NC به همراه NPK نسبت به شاهد روند افزایشی داشت. بالاترین میزان بیان LAR در تیمار فاقد NC و همراه NPK با بیان حدود 5/2 برابری نسبت به شاهد مشاهده شد.نتیجه‌گیری: استفاده از نانوذرات کیتوزان در غلظت‌های مختلف به همراه NPK منجر به افزایش تولید ترکیب‌های کاتچین شد که علاوه‌بر مقابله با تنش اکسیداتیو در کیفیت برگ سبز چای نقش مؤثر دارد. نانو کیتوزان می‌تواند جایگزین مناسبی برای مواد شیمیایی برای القای رشد و افزایش کیفیت برگ سبز در گیاه چای باشد و با توجه به زیست تخریب‌پذیر بودن آن میزان آلودگی محیط‌زیستی را کاهش دهد.
