New Cellularand Molecular Biotechnology Journal

fa اثرهای نانوذرات اکسید منگنز و اکسید منگنزِ بالک از طریق پرایمینگ بذر در گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.) Effects of Manganese Oxide Nanoparticles and Bulk Manganese Oxide via Seed Priming on Portulaca oleracea L. گیاه شناسی Botany مقاله پژوهشی Research Article سابقه و هدف: گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.) جزء گیاهان هالوفیت و دارای ارزش‌غذایی و داروییِ بالایی است. این گیاه به‌دلیل مقاومت در برابر تنش‌های محیطی و فراوانی ترکیب‌های متابولیتی از جایگاه ویژه&lrm;‌ای در کشاورزی و پزشکی برخوردار است. با توسعۀ امیدوارکنندۀ فناوریِ نانو در کشاورزی به‌عنوانِ جایگزینِ ترکیب‌های سنّتی معرفی شدند. این مطالعه با هدف مقایسۀ سیستماتیک اثرهای نانوذراتِ اکسیدِ منگنز (Mn2O3 NPs) و فرمِ بالک اکسیدِ منگنز (BulkMn2O3) بر جوانه‌زنی، رشد اولیه و فرایندهای فیزیولوژیکیِ گیاهِ خرفه از طریق پرایمینگ بذر انجام شد. در این پژوهش، نخستین ارزیابیِ جامع در مورد تأثیر هم‌زمان فرم و غلظت منگنز بر روی گیاهِ خرفه صورت گرفت. مواد و روش‌ها: در این پژوهش، ویژگی‌های نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی (SEM/TEM) بررسی شد. بذرهای خرفه با غلظت‌های (0، 10، 100، 500 میلی‌گرم در لیتر) از نانوذرات اکسید منگنز و اکسید منگنز بالک تیمار شدند. پارامترهای رشد (طول ریشه‌چه و ساقه‌چه، وزن تر و خشک)، پارامترهای جوانه‌زنی (درصد و سرعت جوانه‌زنی) و محتوای کلروفیل (a،b  و کلروفیل کل) سنجش و داده‌ها توسط آزمون دانکن در نرم‌افزار SPSS تحلیل شدند. یافته ها: نانوذرات اکسید منگنز در غلظت‌های بالا (100 و 500 میلی‌گرم در لیتر) موجب کاهش معنادار 30-40% در طولِ ریشه‌چه و ساقه‌چه، وزن تر و خشک شدند. اما غلظتِ پایینِ نانوذرات اکسید منگنز (10 میلی‌گرم در لیتر) موجب بهبود 15% سرعت و درصد جوانه‌زنی در مقایسه با شاهد شد. اکسید منگنز بالک در تمام غلظت‌ها تا 25% باعث بهبود در طولِ ریشه‌چه و ساقه‌چه شد. اما باعث کاهش 20% وزن تر و خشکِ گیاهچه‌های خرفه شد. همچنین کاهش معنادار 35-50% در محتوای کلروفیلِ تمامیِ گروه‌های تیمارشده مشاهده شد که بیشترین کاهشِ کلروفیل مربوط به بالاترینِ غلظت نانوذرات اکسید منگنز (500 میلی‌گرم در لیتر) بود. نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان می‌دهد که فرم بالک و نانوذرات اکسیدِ منگنز موجب تأثیرهای متضاد بر فرایندهای رشد و فیزیولوژیکِ خرفه می‌شوند. نانوذرات اکسید منگنز در غلظت‌های بالا اثرهای سمّیِ قابل‌توجهی دارند و در غلظت‌های پایین (10 میلی‌گرم در لیتر) به‌عنوان یک محرّک زیستی در بهبود فرایند جوانه‌زنی کاربردی و مورداستفاده هستند. ازسویی‌دیگر، اکسید منگنز بالک با وجود بهبود پارامترهای رشد (طول ریشه‌چه و ساقه‌چه)، به‌دلیل کاهش در وزنِ گیاهچه‌ها و محتوای کلروفیل بهتر است با احتیاط استفاده شود. این یافته‌ها به‌طور کلی نقش نانوذرات را به‌عنوان یکی از عواملِ نوین در پرایمینگ بذر برجسته می‌کند که با استفادۀ هدفمند، به‌عنوانِ جایگزینی پایدارتر برای ترکیب‌های سنّتی می‌تواند جوانه‌زنی و مقاومت گیاه را با حداقل آلودگیِ زیست‌محیطی در شرایط تنش بهبود بخشند.   Aim and Background: Portulaca oleracea (purslane) is a halophyte plant known for its high nutritional and medicinal value. Due to its resistance to environmental stresses and abundance of metabolic compounds, it plays a significant role in agriculture and medicine. With the promising advancements in nanotechnology in agriculture, nanoparticles have been introduced as alternatives to traditional compounds. This study aimed to systematically compare the effects of manganese oxide nanoparticles (Mn2O3 NPs) and bulk manganese oxide (Bulk Mn2O3) on seed germination, early growth, and physiological processes in purslane through seed priming. This research is the first comprehensive evaluation of the simultaneous effects of manganese form and concentration on this plant. Materials and Methods: In this study, the characteristics of the nanoparticles were examined using electron microscopy (SEM/TEM). Purslane seeds were treated with different concentrations (0, 10, 100, 500 mg/L) of manganese oxide nanoparticles and bulk manganese oxide. Growth parameters (root and shoot length, fresh and dry weight), germination parameters (germination percentage and rate), and chlorophyll content (a, b, and total chlorophyll) were measured, and the data were analyzed using Duncan's test in SPSS software. Results: manganese oxide nanoparticles at high concentrations (100-500 mg/L) caused a significant reduction of 30-40% in root and shoot length. However, the lower concentrations of manganese oxide nanoparticles (10 mg/L) improved the germination percentage and rate by 15% compared to the control. Bulk manganese oxide at all concentrations led to a 25% improvement in root and shoot length, as well as fresh and dry weight of Purslane seedlings.  20-35%. A significant reduction in chlorophyll content was observed in all treated groups, with the highest reduction in chlorophyll content associated with the highest concentration of manganese oxide nanoparticles (500 mg/L). Conclusion: This study shows that bulk and nanoparticle forms of manganese oxide have contrasting effects on the growth and physiological processes of Purslane. Manganese oxide nanoparticles at high concentrations exhibit notable toxicity, while at lower concentrations (10 mg/L), they act as a biostimulant and are useful for seed germination. On the other hand, bulk manganese oxide, despite improves growth parameters (root and shoot length), its use should be recommended with caution due to the reduction in seedling weight and chlorophyll content. Overall, the role of nanoparticles as a novel factor in seed priming is highlighted, suggesting that their use as a stable alternative to conventional compounds can enhance seed germination and plant resistance while minimizing environmental pollution.   خرفه, نانوذرات اکسید منگنز, اکسید منگنز بالک, پرایمینگ بذر, تنش اکسیداتیو. Purslane, manganese oxide nanoparticles, bulk manganese oxide, seed priming, oxidative stress 71 81 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-2080-2&slc_lang=fa&sid=1 Mahshad Movahedi مهشاد موحدی 100319475328460015758 100319475328460015758 No - Department of Biology, NT. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran. گروه زیست‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. Sedigheh Arbabian صدیقه اربابیان1 صدیقه اربابیان1 100319475328460015759 100319475328460015759 Yes Department of Biology, NT. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran - گروه زیست‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. ahmad majd احمد مجد 100319475328460015760 100319475328460015760 No Department of Biology, NT. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه زیست‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. Golnaz Tajadod گلناز تجدد 100319475328460015761 100319475328460015761 No Department of Biology, NT. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran. گروه زیست‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. Sayeh Jafari Marandi سایه جعفری مرندی 100319475328460015762 100319475328460015762 No Department of Biology, NT. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran. گروه زیست‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.