شماره مدرك
21044
شماره راهنما
2475 دكتري
پديد آورنده
بهنام نيا، صفورا
عنوان
تأثير نانو كلات سيليس بر خصوصيات فيزيولوژيك، فيتوشيميايي و مولكولي گل محمدي (Rosa damascenea Mill.) تحت تنش كم¬آبي
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
فيزيولوژي توليد و پس از برداشت گياهان باغباني
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 174ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
گل محمدي , بيان ژن , تركيبات فرار , تنش كم آبي , متابوليتهاي ثانويه , نانو كلات سيليس , نسبت سيترونلول به ژرانيول
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/23
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
علوم و مهندسي باغباني
دانشكده
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/26
كد ايرانداك
23218911
چكيده فارسي
گل محمدي(Rosa damascena Mill.) به عنوان يكي از گياهان معطر و دارويي با ارزش، به دليل خواص فرآوردههاي آن در صنايع عطرسازي، غذايي، دارويي و آرايشي اهميت جهاني دارد. با توجه به محدوديت منابع آبي و قرارگيري مناطق اصلي كشت اين گياه در شرايط خشك و نيمهخشك، تنش كمآبي از مهمترين عوامل محدودكننده رشد و كيفيت متابوليتهاي ثانويه آن محسوب ميشود. از سوي ديگر، فناوري نانو بهويژه نانوذرات سيليس(SiO₂ NPs) به عنوان يك راهكار نوين در مديريت تنشهاي محيطي و بهبود ويژگيهاي فيزيولوژيكي و متابوليكي گياهان مطرح شده است. اين پژوهش بررسي تأثير كاربرد نانو كلات سيليس بر خصوصيات فيزيولوژيك، فيتوشيميايي و مولكولي 9 ژنوتيپ برتر گل رز محمدي تحت تنش كمآبي بود. آزمايش بهصورت فاكتوريل در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي با سه تكرار در مزرعه تحقيقاتي لورك دانشگاه صنعتي اصفهان اجرا شد. تيمارهاي مورد مطالعه شامل دو سطح تنش كمآبي با آبياري 50٪ و 100درصد ظرفيت مرزعه و سه سطح نانو كلات سيليس 0، 200 و 400 ميليليتر در هكتار بودند. در مطالعه اول بررسي صفات مورفولوژيك شامل اندازه گيري صفات وزن تر غنچه، طول غنچه، قطر غنچه، قطر گل، طول گلبرگ، عرض گلبرگ، وزن تر گل، وزن خشك گل، وزن خشك غنچه، وزن گلبرگ خشك، تعداد گلبرگ، طول نهنج و قطرنهنج، اندازه گيري شد. بررسي صفات فيزيولوژيكي شامل شاخصهاي كلروفيلSPAD، شاخص كارايي فتوسيستم II Fv/Fm صورت پذيرفت. علاوه بر اين اندازه گيري صفات فيتوشيميايي شامل تركيبات فنولي و فلاونوئيدي با روشهاي LC-MS انجام گرفت. در مطالعه دوم با استفاده از ژنوتيپ منتخب از آزمايش اول در مراحل مختلف فنولوژيكي و در سطوح مختلف نانو كلات سيليس و تنش كم آبي انجام پذيرفت. در مطالعه سوم در ژنوتيپ برتر به دست آمده، بيان ژنهاي كليدي مسير بيوسنتز فلاونوئيدها(chi ، chs ، pal2 ، f3ʹhʹ f ، f3ʹ5ʹh) در مراحل فنولوژيكي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه تنش كم آبي 50٪ طرفيت مزرعه همراه با كاربرد نانو كلات سيليس 400 ميليليتر بهطور معنيداري موجب افزايش محتواي تركيبات فنولي، فلاونوئيدي و اسانس در اكثر ژنوتيپها شده است. همچنين، بهبود شاخصهاي فيزيولوژيكي مانند شاخص سبزينگي(SPAD) كارايي فتوسيستم II Fv/Fm تحت تيمار نانو كلات سيليس مشاهده گرديد. نتايج تجزيه تركيبات اسانس به روش HS-SPME-GC-MS نشان داد كه در تيمارهاي تلفيقي تنش كمآبي و نانو كلات سيليس ، نسبت تركيبات ارزشمندي مانند رزاكسايد، سيترونلول، ژرانيول و فنيلاتانول بهطور نسبي افزايش يافت. همچنين، نسبت سيترونلول به ژرانيول به دليل نقش مهم در رايحه و كيفيت اسانس از اهميت بالايي برخوردار است، بهبود پيدا كرد. از نظر مولكولي، بيان ژنهايchs و pal2 در مراحل گلدهي تحت تأثير مثبت نانو كلات سيليس قرار گرفت كه همسو با افزايش تجمع متابوليتهاي ثانويه بود. بهطور كلي، كاربرد نانو كلات سيليس بهعنوان يك محرك زيستي، توانست اثرات منفي تنش كم آبي را تعديل نموده و با تحريك مسيرهاي بيوسنتزي، كيفيت و كميت متابوليتهاي ثانويه گل رز محمدي را بهبود بخشد. اين يافتهها ميتواند مبناي توسعه راهكارهاي مديريتي پايدار براي افزايش بهرهوري و ارزش اقتصادي گل رز محمدي در شرايط محدوديت آبي قرار گيرد.
چكيده انگليسي
Rosa damascena Mill. is one of the most valuable aromatic and medicinal plants, with global importance due to the properties of its derivatives in the perfume, food, pharmaceutical, and cosmetic industries. Given the limited water resources and the location of its main cultivation areas in arid and semi-arid conditions, drought stress is one of the most important factors limiting its growth and the quality of its secondary metabolites. On the other hand, nanotechnology, especially silica nanoparticles (SiO₂ NPs), has emerged as a novel approach for managing environmental stresses and improving physiological and metabolic traits in plants. The aim of this research was to investigate the effect of nanosilica application on the physiological, phytochemical, and molecular characteristics of nine superior genotypes of Damask rose under drought stress. The experiment was conducted as a factorial arrangement in a randomized complete block design with three replications at the Lavark Research Farm of Isfahan University of Technology. The studied treatments included two levels of drought stress (0% and 50% field capacity irrigation) and three levels of nanosilica (0, 200, and 400 mL per hectare). In the first and second studies, morphological traits were measured at four phenological stages (fully open flower, semi-open flower, open bud, and semi-closed bud), including fresh and dry weights of fully open and semi-open flowers, fresh and dry weights of open and semi-closed buds, bud length, bud diameter, flower diameter, and petal length and width. Physiological traits included chlorophyll indices (SPAD) and photosystem II efficiency (Fv/Fm). Phytochemical traits, including phenolic and flavonoid compounds, were analyzed using LC-MS in the first study, and in the second study, selected genotypes from the first experiment were analyzed using HS-SPME-GC-MS at different phenological stages. In the third study, on the superior genotype obtained, the expression of key genes in the flavonoid biosynthesis pathway (chi, chs, pal2, f3ʹh, f3ʹ5ʹh) was evaluated at various phenological stages. The results showed that moderate drought stress full irrigation and 50% field capacity combined with nanosilica application (400 mL) significantly increased the content of phenolic compounds, flavonoids, and essential oil in most genotypes. Additionally, improvement in physiological indices such as the greenness index (SPAD) and photosystem II efficiency (Fv/Fm) was observed under nanosilica treatment. Analysis of essential oil compounds using HS-SPME-GC-MS indicated a relative increase in valuable compounds such as citronellol, geraniol, and phenylethanol in combined treatments of moderate drought stress and nanosilica. At the molecular level, the expression of pal and chs genes during flowering stages was positively influenced by nanosilica, consistent with the increased accumulation of secondary metabolites. In general, the application of nanosilica, as a biostimulant, was able to mitigate the negative effects of drought stress and improve the quality and quantity of secondary metabolites in Damask rose by stimulating biosynthetic pathways. These findings can serve as a basis for developing sustainable management strategies to enhance the productivity and economic value of Damask rose under water-limited conditions.
استاد راهنما
مهدي رحيم ملك , مريم حقيقي
استاد مشاور
علي نيك بخت , مجيد طالبي
استاد داور
حميدرضا عشقي زاده , مهدي شريفاني , محمد مقدم