توصيفگر ها :
ريزجلبك , سندسموس , تنش , پليساكاريد
چكيده فارسي :
استفاده بيش از حد از مواد شيميايي كشاورزي براي تضمين امنيت غذايي در شرايط رشد جمعيت، تغييرات آب و هواي جهاني، شرايط شديد آب و هوايي، خشكسالي، استفاده بي رويه از منابع آب شيرين و تخريب زمين، چالش هاي شديدي را براي توليد محصولات كشاورزي پايدار ايجاد كرده است. . رويكردهاي اصلاحي، بينشي براي تحمل تنش شوري كه در برخي از محصولات زراعي مانند برنج و گندم گزارش شده است را فراهم مي كند. در همين حال، پيشرفت در تحقيقات جلبكها نشان داده شده است كه مي توان از پليساكاريد جلبك ها براي خدمات مختلف زراعي اكوسيستم استفاده كرد. جلبك ها به دليل كارايي فتوسنتزي و سرعت رشد بالايي كه نسبت به گياهان خشكي دارند، گونه هاي زيستي كارآمدي براي توليد زيست توده و مواد شيميايي گياهي محسوب مي شوند. پتانسيل پليساكاريد جلبكها براي توليد بيوچار (از اين پس "فايكوچار" به دليل مواد اوليه جلبكي)، تركيب عنصري آن، و نقش در پاكسازي زيستي مورد بحث قرار گرفته است. در اين مطالعه، ابتدا به تأثيرات تنشهاي زيستي و غيرزيستي بر روي گياهان پرداخته شده است، مانند تنش شوري كه موجب كاهش رشد گياهان و كمبود عناصر مغذي در اطراف ريشهها ميشود. سپس بحثي در مورد واكنش گياهان به تنش شوري و تأثيرات آن بر فيزيولوژي، بيوشيمي و متابوليسم گياهان آمده است. همچنين بررسي شده كه گياهان مقاوم به تنش شوري چگونه با اين تنش مقابله ميكنند و مكانيسمهاي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي در اين فرآيند تعداد زيادي از پاسخهاي گياهان به تنش شوري بيان شده است. در اين مطلب، ابتدا به تهيهي محيط كشت BBM و كشت ريزجلبك Scenedesmus sp.، سپس به روش استخراج و جداسازي پليساكاريد از جلبكها پرداخته ميشود. كشت اين جلبك منجر به توليد زيستتوده قابل توجهي شد. در ادامه، روشهاي اندازهگيري ويژگيهاي بيوشيميايي پليساكاريد استخراج شده نشان داد كه آنها ميتوانند از طريق افزايش سطح آنزيمهاي آنتياكسيداني و بهبود جذب پتاسيم، به كاهش استرس اكسيداتيو و حفظ سلامت سلولي گياهان برنج تحت تنش شوري و بدون تنش كمك كنند. حضور گروههاي سولفات در پليساكاريدها از اهميت ويژهاي برخوردار است، زيرا پليساكاريدهاي سولفاته به دليل فعاليتهاي بيولوژيكي خود از جمله خواص آنتياكسيداني و ضد التهابي شناخته شدهاند. اين مطالعه اهميت محتواي سولفات را در افزايش خواص عملكردي پليساكاريدهاي استخراج شده براي كاربردهاي بالقوه در مواد غذايي، دارويي و كشاورزي برجسته كرد. ميزان سولفات در پلي ساكاريد استخراج شده 34/19 درصد مي باشد. در اين تحقيق، آستانه مقاومت به تنش شوري در گياه برنج مشخص شد كه نتايج نشان داد غلظتهاي مختلف نمك (به ويژه 250 ميليمولار) تأثير قابل توجهي بر پارامترهاي رشد گياهان برنج دارد. با افزايش غلظت نمك، كاهش قابل توجهي در پارامترهاي رشد مانند وزن تر و خشك ريشه و ساقه به ميزان 40 درصد، طول بخشهاي هوايي و طول ريشه به ميزان 10 درصد مشاهده شد. افزودن پليساكاريدهاي استخراج شده از ريزجلبك Scenedesmus sp. به گياهان برنج منجر به افزايش قابل توجهي طول ساقه و ريشه گياهان برنج در شرايط تنش شوري شد. علاوه بر اين، اين پژوهش افزايش نسبت يوني پتاسيم به سديم در گياهان برنج تحت تنش شوري و بدون تنش را نيز نشان داد.
چكيده انگليسي :
Excessive use of chemical fertilizers to ensure food security amid population growth, global climate change, extreme weather conditions, drought, overexploitation of freshwater resources, and land degradation has created severe challenges for sustainable agricultural production. Corrective approaches provide insights into salt stress tolerance reported in some crops such as rice and wheat. Meanwhile, advances in algal research have shown that algal polysaccharides can be utilized for various ecosystem agricultural services. Due to their photosynthetic efficiency and higher growth rates compared to terrestrial plants, algae are considered efficient bioresources for biomass and phytochemical production. The potential of algal polysaccharides for producing biochar (hereafter referred to as "phycochar" due to its algal origin), its elemental composition, and its role in bioremediation have been discussed. In this study, the effects of biotic and abiotic stresses on plants were first addressed, such as salt stress, which reduces plant growth and causes nutrient deficiencies around the roots. Then, the plant responses to salt stress and its impacts on plant physiology, biochemistry, and metabolism were discussed. The mechanisms by which salt-tolerant plants cope with this stress were also examined, highlighting numerous physiological and biochemical responses of plants to salt stress. This work initially covers the preparation of BBM culture medium and cultivation of the microalga Scenedesmus sp., followed by the extraction and isolation methods of polysaccharides from the algae. Cultivation of this alga resulted in significant biomass production. Subsequently, biochemical characterization methods of the extracted polysaccharides demonstrated that they can help reduce oxidative stress and maintain cellular health in rice plants under both salt stress and non-stress conditions by increasing antioxidant enzyme levels and improving potassium uptake. The presence of sulfate groups in the polysaccharides is of particular importance, as sulfated polysaccharides are known for their biological activities, including antioxidant and anti-inflammatory properties. This study emphasized the importance of sulfate content in enhancing the functional properties of extracted polysaccharides for potential applications in food, pharmaceutical, and agricultural fields. The sulfate content in the extracted polysaccharides was 19.34%. In this research, the salt stress tolerance threshold of rice plants was determined, showing that different salt concentrations (especially 250 mM) had a significant effect on rice growth parameters. With increasing salt concentration, a substantial reduction was observed in growth parameters such as fresh and dry weight of roots and shoots by 40%, and shoot and root length by 10%. Addition of polysaccharides extracted from Scenedesmus sp. to rice plants led to a significant increase in shoot and root length under salt stress conditions. Furthermore, this study showed an increased potassium-to-sodium ion ratio in rice plants under both salt stress and non-stress conditions.