نقش سیلیکون در کاهش تنش کمبود و سمیت آهن در کشت هیدروپونیک گیاه برنج (Oryza sativa L.)

تغذیه سیلیکون ممکن است تنش های زیستی و غیرزیستی، مانند کمبود و سمیت فلزات سنگین، را در گیاهان کاهش دهد. کمبود و سمیت آهن از عوامل محدودکننده رشد گیاه برنج هستند. در مطالعه حاضر، نقش سیلیکون در کاهش کمبود و سمیت آهن در گیاه برنج بررسی شده است. گیاهان در گلخانه در محیط کشت هیدروپونیک با محلول غذایی یوشیدا تحت تیمار های آهن (صفر، 2، 10، 20، 50، 100 و 250 میلی گرم در لیتر به شکل Fe- EDTA) و سیلیکون (صفر و 5/1 میلی مولار به شکل سیلیکات سدیم) کشت شدند. نتایج نشان داد که کمبود و سمیت آهن باعث کاهش وزن تر و خشک و طول گیاه شد. در نبود سیلیکون، و در نتیجه کمبود آهن، کاهش فعالیت آنزیم کاتالاز در بخش هوایی گیاهان مشاهده گردید. فعالیت کاتالاز ریشه و پراکسیداز دیواره ای بخش هوایی گیاهان در نتیجه سمیت شدید آهن، نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت. تغذیه گیاه با سیلیکون منجر به افزایش غلظت سیلیکون در گیاه و بهبود رشد در شرایط کمبود (نه عدم حضور) و سمیت آهن شد. کاربرد سیلیکون، فعالیت آنزیم کاتالاز در بخش هوایی گیاه و پلی فنل اکسیداز در ریشه و بخش هوایی را در شرایط کمبود آهن زیاد کرد. هم چنین فعالیت آنزیم های کاتالاز ریشه و پلی فنل اکسیداز بخش هوایی در سمیت آهن افزایش یافت. این امر ممکن است تنش اکسیداتیو را در گیاه کاهش دهد. به علاوه، افزایش لیگنین در شرایط سمیت شدید آهن با تغذیه سیلیکون ممکن است جایگاه های جذب آهن در دیواره سلول های گیاه را زیاد کرده و سمیت آهن را کاهش دهد. این نتایج نشان می دهد که تغذیه سیلیکون، با بهبود فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و کاهش تنش اکسیداتیو، می تواند نقش موثری در کاهش کمبود و سمیت آهن داشته باشد.