ارزیابی تاثیر نانو کیتوزان و NPK بر محتوای کاتچین های برگ سبز چای (رقم کاشف) از طریق آنالیز برخی پارامترهای بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و مولکولی

امروزه استفاده از محرک ها به منظور افزایش رشد گیاهان و تولید متابولیت های ثانویه مورد توجه هستند. رشد کند و کیفیت پایین برگ سبز چای (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) در مناطق کشت چای در ایران، از مهمترین چالش های تولیدکنندگان چای است. محلول پاشی برگی کیتوزان و نانو کیتوزان (NC) در بسیاری از گیاهان باعث القای رشد و افزایش متابولیت های ثانویه شده و بر شاخص های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان اثر مثبت دارد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر نانو کیتوزان بر برخی پارامترهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی با و بدون تغذیه معدنی NPK و ارزیابی کیفیت برگ سبز چای از طریق مقایسه سطح بیان نسبی 3 آنزیم درگیر در مسیر فلاونوییدها در گیاه چای رقم کاشف در شمال ایران بود. بدین منظور از دو طرح استفاده شد: 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان به همراه تغذیه معدنی (NPK) و 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان بدون تغذیه معدنی تهیه شد. این دو آزمایش به صورت محلول پاشی پس از اولین چین بهاره دو بار با فاصله دو هفته ای در سال 1400 در مرکز تحقیقات چای لاهیجان (ایران) اجرا شد. 20 روز پس از محلول پاشی اولیه، نمونه برداری گیاهی انجام شد. نمونه های برگی از شاخساره جوان شامل جوانه و برگ اول و دوم برای آزمایش های متابولیکی و مولکولی و برگ سوم و چهارم برای آزمایش های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی برداشت شد. بررسی ویژگی های فیزیولوژیکی شامل محتوای کلروفیل و محتوای نسبی آب (RWC)، ویژگی های بیوشیمیایی شامل محتوای پروتیین و آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز (CAT)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پلی فنل اکسیداز (PPO) اندازه گیری شدند. همچنین، اندازه گیری ویژگی های متابولیکی شامل میزان ترکیب های فنلی تام از طریق روش فولین سیو کالتیو و تعیین میزان فلاونوییدهای کاتچین، اپی گالوکاتچین (EGC) و گالوکاتچین (GC) با روش HPLC انجام شد. آنالیز مولکولی از طریق بررسی بیان نسبی 3 آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتز فلاونوییدها فلاونون 3 هیدروکسیلاز (F3H)، دی هیدروفلاونول 4 ردوکتاز (DFR) و لوکوآنتوسیانیدین ردوکتاز (LAR) انجام شد. نتایج نشان داد مقدار پلی فنل کل در تیمارهای مورد بررسی افزایش معنی داری نسبت به شاهد (بدون NC و NPK) داشت. میزان کاتچین در تیمارهای مختلف، کاهش 4 تا 6 برابری داشت. محتوای اپی گالوکاتچین با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایشی بود. محتوای گالوکاتچین نیز تنها در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان کمی روند افزایشی نشان داد. محتوای کلروفیل در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان تفاوت معنی دار با روند کاهشی داشت؛ در حالی که در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان تفاوت معنی دار با روند افزایشی مشاهده شد. البته، محتوای پروتیین در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان تفاوت معنی داری نسبت به شاهد نشان نداد. فعالیت آنزیم SOD در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان به استثنای تیمار mgL-1 50 NC+NPK تفاوت معنی دار آشکاری با روند افزایشی داشت. فعالیت آنزیم CAT نیز در تیمارهای مختلف با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایش یافت. فعالیت آنزیم PPO در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان کاهش معنی داری نشان داد. محتوای نسبی آب برگ در تیمارهای مختلف، افزایش یافت. بیان نسبی آنزیم F3H، تنها در غلظت mgL-1 100 NC+NPK افزایش حدود 3 برابری نسبت به شاهد داشت و در سایر تیمارها بیان نسبی چندان معنی دار نبود. بیان نسبی DFR در تیمارهای مختلف NC+NPK افزایشی و بالاترین میزان بیان (4 برابر) در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان مشاهده شد. بیان نسبی LAR در غلظت های mgL-1 0، 50 و 100 NC به همراه NPK نسبت به شاهد روند افزایشی داشت. بالاترین میزان بیان LAR در تیمار فاقد NC و همراه NPK با بیان حدود 5/2 برابری نسبت به شاهد مشاهده شد. استفاده از نانوذرات کیتوزان در غلظت های مختلف به همراه NPK منجر به افزایش تولید ترکیب های کاتچین شد که علاوه بر مقابله با تنش اکسیداتیو در کیفیت برگ سبز چای نقش موثر دارد. نانو کیتوزان می تواند جایگزین مناسبی برای مواد شیمیایی برای القای رشد و افزایش کیفیت برگ سبز در گیاه چای باشد و با توجه به زیست تخریب پذیر بودن آن میزان آلودگی محیط زیستی را کاهش دهد.