مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

سنتز سبز نانوذرات اکسید روی با استفاده از عصاره گیاه پنیرک و تأثیر آن بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژی و مورفولوژی گیاه Trigonella foenum-graecum L.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه زیستشناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران، صندوق پستی: ۱9۳95-۴697
2 گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران، صندوق پستی: 4697-19395
3 گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران، صندوق پستی: 4697-19395
چکیده
در این پژوهش، نانوذرات اکسید روی (ZnO-NPs) به روش سنتز سبز و با استفاده از عصاره گیاه پنیرک (Malva sylvestris) تولید و تأثیر آن بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژی و مورفولوژی گیاه شنبلیله (Trigonella foenum-graecum L.) بررسی شد. سنتز سبز به دلیل استفاده از ترکیبات زیستی گیاهان، روشی پایدار، غیرسمی و سازگار با محیط‌زیست محسوب می‌شود. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM ) نشان داد که نانوذرات تولیدشده دارای اندازه‌ای در حدود ۴۰ نانومتر هستند.
آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با شش سطح غلظت ZnO-NPs (۰، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰ و ۵۰ میلی‌گرم در لیتر) و سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که غلظت نانوذرات تأثیر معناداری بر وزن تر اندام هوایی و ریشه نداشت. بیشترین وزن خشک اندام هوایی در غلظت‌های mg/l ۴۰ و mg/l ۵۰ مشاهده شد. همچنین، بیشترین طول اندام هوایی و ریشه در غلظت mg/l ۳۰ و کمترین مقدار در نمونه شاهد بود. کلروفیل a، bو کلروفیل کل در نمونه شاهد بیشترین مقدار را داشتند، داده های مربوط به مقدار کاروتنوئید نیز معنادار نبود. بیشترین مقدار پروتئین کل در غلظت mg/l ۲۰ و بیشترین فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز در mg/l ۱۰ مشاهده شد. فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز تغییر معناداری نشان ندادند.
به‌طورکلی، نانوذرات اکسید روی سنتزشده با عصاره پنیرک تأثیر مثبتی بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژی و مورفولوژی شنبلیله داشتند، اما تأثیرات این نانوذرات وابسته به غلظت بوده و اثرات متغیری بر محتوای کلروفیل و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان نشان دادند.
کلیدواژه‌ها

Aasim, M., Baloch, F., Nadeem, M., Bakhsh, A., Sameeullah, M., & Day, S. (2018). Fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.): an underutilized edible plant of modern world. Global perspectives on underutilized crops, 381-408.
Adil, M., Bashir, S., Bashir, S., Aslam, Z., Ahmad, N., Younas, T., Asghar, R. M. A., Alkahtani, J., Dwiningsih, Y., & Elshikh, M. S. (2022). Zinc oxide nanoparticles improved chlorophyll contents, physical parameters, and wheat yield under salt stress. Frontiers in plant science, 13, 932861.
Amirjani, M. R., Askari Mehrabadi, M., & Azizmohammadi, F. (2016). Investigation of the effect of zinc oxide nanoparticles on growth characteristics, element content, and photosynthetic pigments of wheat (Triticum aestivum). Plant Biology Sciences, 8(27), 33-48. In Persian.
Bala, N., Saha, S., Chakraborty, M., Maiti, M., Das, S., Basu, R., & Nandy, P. (2015). Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Hibiscus subdariffa leaf extract: effect of temperature on synthesis, anti-bacterial activity and anti-diabetic activity. RSC Advances, 5(7), 4993-5003.
Bandyopadhyay, S., Plascencia-Villa, G., Mukherjee, A., Rico, C. M., José-Yacamán, M., Peralta-Videa, J. R., & Gardea-Torresdey, J. L. (2015). Comparative phytotoxicity of ZnO NPs, bulk ZnO, and ionic zinc onto the alfalfa plants symbiotically associated with Sinorhizobium meliloti in soil. Science of the Total Environment, 515, 60-69.
Barzinjy, A. A., Hamad, S. M., Esmaeel, M. M., Aydın, S. K., & Hussain, F. H. S. (2020). Biosynthesis and characterisation of zinc oxide nanoparticles from Punica granatum (pomegranate) juice extract and its application in thin films preparation by spin‐coating method. Micro & Nano Letters, 15(6), 415-420.
Bazzi, S. (2021). Synthesis of Zinc Oxide Nanoparticles Using Plant Waste Materials and Their Effect on the Cyamopsis tetragonoloba. The 7th National Conference on Plant Physiology of Iran, Gorgan, Iran. In Persian.
Bekhradian, A., Karami, B., & Rajabi, H. R. (2024). Green synthesis of silver/silver oxide nanostructures using the Malva sylvestris extract prior to simultaneous distillation extraction: synthesis, phytochemical and biological analysis. Environmental Science and Pollution Research, 31(50), 60341-60358.
Benhammada, A., & Trache, D. (2022). Green synthesis of CuO nanoparticles using Malva sylvestris leaf extract with different copper precursors and their effect on nitrocellulose thermal behavior. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147, 1-16.
Boominathan, R., & Doran, P. M. (2002). Ni‐induced oxidative stress in roots of the Ni hyperaccumulator, Alyssum bertolonii. New phytologist, 156(2), 205-215.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical biochemistry, 72(1-2), 248-254.
Cai, F., Li, S., Huang, H., Iqbal, J., Wang, C., & Jiang, X. (2022). Green synthesis of gold nanoparticles for immune response regulation: Mechanisms, applications, and perspectives. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 110(2), 424-442.
Cakmak, I., Marschner, H., & Bangerth, F. (1989). Effect of zinc nutritional status on growth, protein metabolism and levels of indole-3-acetic acid and other phytohormones in bean (Phaseolus
vulgaris L.). Journal of Experimental Botany, 40(3), 405-412.
Chance, B., & Maehly, A. (1955). [136] Assay of catalases and peroxidases.
Chemingui, H., Smiri, M., Missaoui, T., & Hafiane, A. (2019). Zinc oxide nanoparticles induced oxidative stress and changes in the photosynthetic apparatus in fenugreek (Trigonella foenum graecum L.). Bulletin of environmental contamination and toxicology, 102(4), 477-485.
Dejene, B. K., & Geletaw, T. M. (2023). A review of plant-mediated synthesis of zinc oxide nanoparticles for self-cleaning textiles. Research Journal of Textile and Apparel.
Dhoke, S. K., Mahajan, P., Kamble, R., & Khanna, A. (2013). Effect of nanoparticles suspension on the growth of mung (Vigna radiata) seedlings by foliar spray method. Nanotechnology development, 3(1), e1-e1.
Elsherif, D. E., Abd-ElShafy, E., & Khalifa, A. M. (2023). Impacts of ZnO as a nanofertilizer on fenugreek: some biochemical parameters and SCoT analysis. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 21(1), 52.
Hashemi, Nadernejad, Nazi, Poursaidi, & Asrar. (2019). Toxicity assessment of zinc oxide nanoparticles synthesized by olive extract on growth and pigments in borage (Echium amoenum). Plant Process and Function, 8(30), 303-315. In Persian.
Husen, A. (2019). Natural product-based fabrication of zinc-oxide nanoparticles and their applications. Nanomaterials and plant potential, 193-219.
Lichtenthaler, H. K. (1987). [34] Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In Methods in enzymology (Vol. 148, pp. 350-382). Elsevier.
Mahmoodi Esfanddarani, H., Abbasi Kajani, A., & Bordbar, A. K. (2018). Green synthesis of silver nanoparticles using flower extract of Malva sylvestris and investigation of their antibacterial activity. IET nanobiotechnology, 12(4), 412-416.
Noohpisheh, Z. (2019). Investigation of the effect of zinc oxide and iron oxide nanoparticles on the morphological, physiological, and biochemical characteristics of fenugreek under salinity stress conditions Lorestan University]. Iran. In Persian.
Pasandi Pour, A., Farahbakhsh, H., & Saffari, M. (2014). Response of Fenugreek plants to short-term salinity stress in relation to lipid peroxidation, antioxidant activity and protein content. Journal of ethno-pharmaceutical products, 1(1), 45-52.
Radwan, A. M., Aboelfetoh, E. F., Kimura, T., Mohamed, T. M., & El-Keiy, M. M. (2021). Fenugreek-mediated synthesis of zinc oxide nanoparticles and evaluation of its in vitro and in vivo antitumor potency. Biomedical Research and Therapy, 8(8), 4483-4496.
Ram, R. D., Kodandaramaiah, J., Reddy, M., Katiyar, R., & Rahmathulla, V. (2007). Effect of VAM fungi and bacterial biofertilizers on mulberry leaf quality and silkworm cocoon characters under semiarid conditions.
Rastogi, A., Zivcak, M., Sytar, O., Kalaji, H. M., He, X., Mbarki, S., & Brestic, M. (2017). Impact of metal and metal oxide nanoparticles on plant: a critical review. Frontiers in chemistry, 5, 78.
Shaik, A. M., David Raju, M., & Rama Sekhara Reddy, D. (2020). Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using aqueous root extract of Sphagneticola trilobata Lin and investigate its role in toxic metal removal, sowing germination and fostering of plant growth. Inorganic and nano-metal chemistry, 50(7), 569-579.
Sharma, D., Sabela, M. I., Kanchi, S., Mdluli, P. S., Singh, G., Stenström, T. A., & Bisetty, K. (2016). Biosynthesis of ZnO nanoparticles using Jacaranda mimosifolia flowers extract: synergistic antibacterial activity and molecular simulated facet specific adsorption studies. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 162, 199-207.
Soto-Robles, C., Luque, P., Gómez-Gutiérrez, C., Nava, O., Vilchis-Nestor, A., Lugo-Medina, E., Ranjithkumar, R., & Castro-Beltrán, A. (2019). Study on the effect of the concentration of
Hibiscus sabdariffa extract on the green synthesis of ZnO nanoparticles. Results in Physics, 15, 102807.
Swaefy, H. M., & Abdallh, A. M. (2021). Mitigation of salinity stress in fenugreek plants using zinc oxide nanoparticles and zinc sulfate. Journal of Plant Production, 12(12), 1367-1374.
Vidya, C., Hiremath, S., Chandraprabha, M., Antonyraj, M., Gopal, I. V., Jain, A., & Bansal, K. (2013). Green synthesis of ZnO nanoparticles by Calotropis gigantea. Int J Curr Eng Technol, 1(1), 118-120.
Wang, X., Li, Q., Pei, Z., & Wang, S. (2018). Effects of zinc oxide nanoparticles on the growth, photosynthetic traits, and antioxidative enzymes in tomato plants. Biologia plantarum, 62, 801-808.
Wani, S. A., & Kumar, P. (2018). Fenugreek: A review on its nutraceutical properties and utilization in various food products. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 17(2), 97-106.
Xu, J., Huang, Y., Zhu, S., Abbes, N., Jing, X., & Zhang, L. (2021). A review of the green synthesis of ZnO nanoparticles using plant extracts and their prospects for application in antibacterial textiles. Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 16, 15589250211046242.