کارایی نیتریک اکسید و نانوذرات زینک اکسید در بهبود رشد، تغذیه، متابولیسم و نمو زایشی در گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum)

شکی نیست که پیشرفت قابل توجهی در علم و فناوری نانو راه را برای پیشرفت در بسیاری از زمینه های مختلف مانند کشاورزی، زیست شناسی، غذا و پزشکی هموار کرده است. در میان انواع مختلف اکسیدهای فلزی با مقیاس نانو، نانوذرات اکسید روی (ZnONPs) از جمله پرکاربردترین نانوذرات در صنایع مختلف از جمله کشاورزی، غذایی و دارویی هستند. اکسید نیتریک (NO) یک ماده فعال سیگنالینگ در موجودات زنده از جمله گیاهان شناخته می شود که نقش های حیاتی را در مراحل مختلف نموی گیاهان در طی چرخه زندگی بازی می کند. پاسخ های فیزیولوژیک گیاهان زراعی به استفاده طولانی مدت از NO و یا نانوزینک اکسید به طور انفرادی و ترکیبی به خوبی بررسی نشده است و تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است. این تحقیق در سال 1400 در دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار انجام شد. هدف این تحقیق، بررسی تاثیر بکارگیری برگی طولانی مدت نیتریک اکسید و نانوزینک اکسید بر رشد، نمو زایشی و فیزیولوژی گیاه گوجه فرنگی است. با توجه به ضرورت رویکرد کشاورزی سازگار، این تحقیق طراحی شد تا اثر کاربرد برگی طولانی مدت نیتریک اکسید و نانوذرات زینک اکسید را بر رشد، نموزایشی، تغذیه و متابولیسم گیاه گوجه فرنگی را ارزیابی کند. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی در 4 گروه تیماری با 3 تکرار مستقل اجرا شد. دانه رست های 30 روزه گوجه فرنگی با ZnO-NP در دو غلظت (صفر و 3 میلی گرم در لیتر) و یا نیتریک اکسید در دو غلظت صفر و 25 میکرومولار محلول پاشی شدند. نتایج نشان داد که تیمارهای NO و ZnONPs به ویژه در تیمار ترکیبی موجب افزایش معنی دار زیست توده در اندام هوایی و ریشه نسبت به شاهد شد. تیمارهای بکارگرفته شده ویژگی های شاخص در مرحله زایشی گیاه را تحت تاثیر قرارداد. اعمال تیمارهای NO و ZnONPs به مقدار معنی داری موجب کاهش زمان ورود به فاز زایشی، افزایش تولید میوه و نیز افزایش زیست توده میوه شدند که دلالت بر اثربخشی این تیمارها بر نمو زایشی گیاه بود. محلول پاشی برگی با NO و ZnONPs موجب افزایش میزان عناصر پتاسیم، آهن و روی در برگ و میوه گیاهان تیمارشده نسبت به شاهد شد. تیمارهای NO و ZnONPs به طور تقویت کننده سبب افزایش معنی دار محتوای رنگیزه های فتوسنتزی شامل کلروفیل a، b و کاروتنوئیدها در برگ نسبت به شاهد شد. بالاترین میزان اسید آمینه پرولین در تیمارهایZnONP  و NO+ZnONP مشاهده شد که به مقدار معنی داری بیشتر از گروه شاهد بود. تیمارهای تکی و ترکیبی NO و ZnONPs موجب افزایش معنی دار میزان فنل محلول برگ در مقایسه با گروه شاهد شدند. فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیا لیاز نیز از روندی مشابه فنل محلول تبعیت کرد. همچنین، فعالیت آنزیم آنتی اکسیدان پراکسیداز روند افزایشی معنی دار نسبت به شاهد در اثر تیمارهای اعمال شده نشان داد. بیشترین فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در برگ گیاهانی ثبت شد که تحت تیمار ترکیبی NO و ZnONPs بودند. نتایج این تحقیق بیانگر این موضوع بود که محلول پاشی برگی با نیتریک اکسید و زینک اکسید در غلظت کم به تعداد دفعات زیاد ضمن کاهش ریسک ناشی از سمیت احتمالی می تواند منجر به ارتقا رشد و عملکرد متابولیسم گیاه و نیز تقویت سیستم دفاعی گیاه شود که به ویژه در مورد گیاهان دارویی و زراعی این امر بسیار اهمیت دارد. این یافته ها می تواند برای طراحی مطالعات آینده در مورد نانو کودها یا آفت کش ها مفید باشد. این مطالعه همچنین بر ضرورت ارائه داده های مولکولی در مطالعات آتی تاکید می کند.