بررسی پاسخ برخی از پارامترهای فتوسنتزی گیاه دارویی استویا به غلظت‌های مختلف زغال فعال با حلال‌های متفاوت

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

عضو هیات علمی

چکیده

سابقه و هدف: زغال فعال در محیط کشت بافت به عنوان جذب کننده ترکیبات فنلی و مواد سمی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در مورد مصرف مستقیم آن به صورت محلول‌پاشی بر روی گیاه تاکنون تحقیقی صورت نگرفته است. مبنای استفاده از این ماده به عنوان منبع کربنی، تحقیقات به عمل آمده در مورد ساکارز می‌باشد که تأثیر بسیار مثبتی بر روی رشد و نمو گیاه داشت. لذا این فرضیه را پیش آورد که در صورت استفاده از زغال فعال، می‌تواند توسط مواد باردار در سطح گیاه جذب و بخشی از طریق کوتیکول و بخشی از طریق روزنه‌ها به درون آن منتقل و وارد چرخه تثبیت کربن گردد. هدف از این بررسی، استفاده از زغال فعال به منظور افزودن کربن مورد نیاز گیاه دارویی استویا در طی فتوسنتز به غیر از گاز دی‌اکسید کربن از سایر منابع می‌باشد. با توجه به اینکه این گیاه از کربوهیدرات ذخیره‌ای بالایی برخوردار است که جهت این‌گونه بررسی‌ها، سامانه‎ی تحقیقی مناسب را فرآهم می‌آورد، برای اعمال تیمارهای مذکور انتخاب شد.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی اثر زغال فعال بر متغیرهای فتوسنتزی استویا، طرحی در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی با 4 تکرار انجام شد. تیمارهای مورد بررسی شامل سطوح مختلف زغال فعال با غلظت‌های صفر، 2/0، 4/0 و 6/0 درصد انتخاب شدند. ماده مذکور در حلال‌های متانول 15 درصد، اسید بُریک 3 در هزار، اسید استیک 1 در هزار و آب مقطر حل شد. تیمارها به فواصل هر 10 روز یک بار تا قبل از مرحله به گل رفتن روی گیاه محلول‌پاشی شدند. با شروع گل‌دهی اجزای وابسته‌ی کلروفیلی نظیر فلورسانس کمینه در شرایط تاریکی (Fo)، فلورسانس بیشینه در شرایط تاریکی (Fm)، فلورسانس متغیر (FV)، فلورسانس کمینه در شرایط روشنایی (Fo')، فلورسانس بیشینه در شرایط روشنایی (Fm')، سرعت انتقال الکترون (ETR)، بیشینه کارآیی فتوشیمیایی سامانه نوری II (Fv/Fm)، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، عملکرد برگ و میزان استویوزاید برگ اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از زغال فعال به عنوان منبع کربنی امکان‌پذیر می‌باشد و غلظت‌های مختلف زغال فعال با حلال‌های متفاوت بر روی تمامی صفات اندازه‌گیری شده به طور معنی‌داری مؤثر می‌باشد. با توجه به مقایسه میانگین داده‌ها، مطلوب‌ترین میزان صفات فتوسنتزی محاسبه شده مربوط به غلظت 6/0 درصد زغال فعال بود و سایر غلظت‌ها در رده‌های بعدی قرار گرفتند. همچنین، بیشترین و کمترین میزان ویژگی‌های مطلوب فتوسنتزی به ترتیب در حلال‌های متانول 15 درصد (M)، اسید بُریک 3 در هزار (B)، اسید استیک 1 در هزار (A) و آب مقطر (C) به عنوان تیمار شاهد بدست آمد. همچنین اثر حلال‌های متفاوت (در سطح 01/0 درصد)، زغال فعال (در سطح 01/0 درصد) و اثر متقابل این دو (در سطح 05/0 درصد) بر میزان وزن خشک برگ معنی‌دار بود. از لحاظ میزان استویوزاید برگ نیز حلال متانول بیشترین (88/11) و سه حلال دیگر اسید بوریک (67/10)، اسید استیک (42/9) و آب مقطر (28/8) از یک روند کاهشی پیروی نمودند.
نتیجه‌گیری: در نهایت می‌توان عنوان نمود که استفاده از زغال فعال همراه با حلال مناسب آن می‌تواند نیاز مطلق به منبع کربنی موجود در هوا را کاهش داده یا جایگزین آن گردد. نتیجه کاربردی این طرح اینست که با اعمال تیمارهای مذکور، میزان کربن جذب شده افزایش یافته و به عنوان جایگزینی برای افزودن گازکربنیک و بالا بردن غلظت آن باشد. احتمال می‌رود که افزایش کربن جذب شده می‌تواند با اکسیده شدن در درون گیاه وارد چرخه فتوسنتزی گردد و هیچ‌گونه افزایشی در میزان کربن موجود در جو ایجاد نمی‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the response of some photosynthetic attributes of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) to different active coal concentrations with several solvents

نویسندگان [English]

  • Hossein Aruei
  • Kambiz Mashaiekhi
  • Majid Azizi Arani
  • Mohammad Ali Bahmanyar
چکیده [English]

Background and objectives: Active coal is applied in tissue culture media as the absorbant of phenolic compounds and toxic materials; but no research has been done regarding its direct application like spray on plants. Application of this material as the carbone source is based on researches done by sucrose; which had highly positive effect on plant growth and development. Thus; a hypothesis was brought that applied active coal could be absorbed by charged particles on the plant surface, a portion via cuticle and others via stomata, then entered into carbon fixation cycle. The aim of this study was to investigate the application of active coal in order to increase stevia plant required carbon during photosynthesis beside the other carbon dioxide sources. Since this plant possesses high supply of carbohydrate which prepares suitable system for such researches, it was selected for application of mentioned treatments.
Materials and methods: In order to investigate the effect of different concentrations of active coal on some photosynthetic attributes of Stevia, an experiment was carried out in a factorial based on Randomized Complete Blocks Design (RCBD) with four replications. Evaluated treatments consisted of different concentrations of active coal solution of 0, 0.2, 0.4 and 0.6 percent. Thus, the mentioned material was diluted in solvents such as methanol 15%, borric acid 3 ppm, acetic acid 1 ppm and distilled water. Treatments were sprayed on plants with intervals of 10-day until plants start flowering stage. Chlorophyll fluorescence components such as min fluorescence under dark acclimated condition (Fo), max fluorescence under dark acclimated condition (Fm), variable florescence (Fv), min fluorescence under light acclimated condition (Fo'), max fluorescence under light acclimated condition (Fm'), electron transport rate (ETR), maximum photochemical quantum yield of photosystem (Fv/Fm), chlorophyll a, b and total chlorophyll were measured at beginning of flowering. Additionally, the leaf dry matter and stevioside content of the leaves were also measured.
Results: Results showed that application of active coal as a source of carbon is possible; and different concentrations of active coal in different solvents are significantly effective on all of the recorded parameters. Based on means comparison analysis, the most optimum amount of photosynthetic parameters were related to concentration 0.6% of active coal; while other concentrations placed in next orders. Also, the highest and the lowest optimum photosynthetic parameters were recorded in the solvents methanol (15%) (M), boric acid (3 ppm) (B), acetic acid (1 ppm) (A) and distilled water (control; C); respectively. Also, different solvents (pConclusion
Finally, it can be concluded that application of active coal with its appropriate solvent could decrease the obsulute plant requirement to carbon source existing in the environment or to be substituted. The applied result of this research is that application of mentioned treatments could increase the absorbed carbon by plant. Increase of absorbed carbon might be oxidized and intered the photosynthetic cycle in plant, and no increase of atmospheric carbon would be occurred.

کلیدواژه‌ها [English]

  • acetic acid
  • Active coal
  • Boric acid
  • Chlorophyll fluorescence
  • Methanol