اثرات كاربرد سيليكون در بهبود رشد و كاهش تنش اكسيداتيو گياهان برنج تحت كمبود روي

Effects of silicon application on growth improvement and oxidative stress reduction rice plants grown under Zn deficiency

روي از عناصر كم مصرف مورد نياز گياهان است كه كمبود آن در ايران شايع است. نقش سيليكون در تخفيف كمبود و سميت برخي عناصر معدني در گياهان گزارش شده است. به منظور بررسي تاثير سيليكون در تخفيف كمبود روي در گياه برنج آزمايشاتي در اتاقك كشت و فضاي آزاد به اجرا درآمد. گياهان در محيط كشت هيدروپونيك با دو سطح روي شامل 1 و 10 ميكروگرم در ليتر (شاهد) و دو سطح سيليكون شامل صفر و 5/1 ميلي مولار كاشته شدند. نتايج نشان داد وزن، طول و نسبت بخش هوايي به ريشه گياهان تحت كمبود روي نسبت به شاهد كاهش يافت، در حاليكه تغذيه سيليكون وزن ، طول و نسبت بخش هوايي به ريشه را در كمبود روي افزايش داد. كمبود روي با كاهش غلظت روي در گياه، ميزان پر اكسيد هيدروژن و پر اكسيداسيون ليپيد را افزايش و مقدار كلروفيل، پروتئين محلول كاهش داد. برعكس، تغذيه سيليكون انباشتگي اين عنصر را در شرايط كمبود روي زياد كرد. همچنين، كاهش ميزان پر اكسيد هيدروژن با كاربرد سيليكون در كمبود روي حاكي از كاهش تنش اكسيداتيو است. در نتيجه، ميزان كلروفيلb و كاروتنوئيد‌ها با كاربرد سيليكون نسبت به شاهد افزايش يافت. سيليكون توانست تحت كمبود روي فعاليت آنزيم پلي‌فنل‌اكسيداز ريشه را افزايش دهد كه احتمالاٌ نتيجه آن افزايش ميزان ليگنين در كمبود روي بود. اين نتايج نشان مي‌دهد كه سيليكون احتمالاً با بهبود جذب روي، از شدت تنش اكسيداتيو، كمبود كلروفيل و پروتئين‌هاي محلول در گياه كاسته و منجر به بهبود رشد گياه برنج در شرايط كمبود روي ‌شده است.

Zinc is essential micronutrient in plants that its deficiency is widespread in Iran. Effects of silicon on alleviation of deficiency or toxicity of some minerals have been reported. In order to evaluation of effects of silicon on mitigation of Zn deficiency on rice plants, experiments carried out in growth chamber or outdoor. Plants cultivated in hydroponics culture with two levels of Zn treatments including 1 and 10 µgL-1 Zn and two levels of Si including 0, 1.5 mM. The results indicated that weights, lengths and shoot to root ratios of plants decreased Zn deficiency compared to controls; however, Si application increased weights, lengths and shoot to root ratios of plants in Zn-deficient treatment. Zn deficiency to decrease of Zn accumulation in plant led to increase of H2O2 level and lipid peroxidation and decrease of chlorophyll and soluble proteins in plants. On the contrary, Si application increased Zn accumulation in Zn - deficient plants وreduction of H2O2 level following Si application in plants grown under Zn deficiency may indicated decrease of oxidative stress in plants too. As a results, chlorophyll b, carotenoids and xanthophylls, soluble proteins increased in shoot of Zn-deficient plants due to Si nutrition. The Si nutrition increased poly phenol oxidase activity in roots that probably led to increase of lignin in Zn - deficient plants. The results indicated Si application could reduce oxidative stress, chlorophyll and soluble protein depletion of plants grown under Zn deficiency by increase of Zn content that led to better growth of rice plant.