تأثیر نانوذرات ‌نقره بر آلودگی میکروبی و رشد درون‌شیشه‌ای جوانه‌های جانبی و انتهایی ارقام فندق

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

2 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

3 دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

4 مربی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گیلان، گیلان

چکیده

جوانه‌های جانبی و انتهایی شش رقم فندق در فصول مختلف تهیه شده و پس از ضدعفونی با تیمارهای متفاوت، روی محیط‌کشت MS جامد کشت شدند. درصد ریزنمونه‌های رشد کرده و درصد ریزنمونه‌های دارای آلودگی قارچی و باکتریایی ثبت گردید. علاوه‌‌بر این، تأثیر سطوح مختلف BAP و IBA بر استقرار و رشد ریزنمونه‌های فصول مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوذرات‌نقره نقش مؤثری در کاهش آلودگی­های میکروبی درون‌شیشه‌ای ریزنمونه‌های فندق به‌همراه حداقل صدمه به بافت‌های درحال رشد دارد. در ریزنمونه‌های فصل بهار، کمترین درصد آلودگی قارچی و باکتریایی به‌همراه بیشترین درصد شاخه‌دهی در تیمارهای ضدعفونی هیپوکلریت‌سدیم 5/2­% به‌مدت 10 دقیقه و غوطه‌ورسازی ریزنمونه‌ها به‌مدت 30 یا 45 دقیقه در محلول 100 میلی­گرم در لیتر نانو‌ذرات‌نقره پس از ضدعفونی با هیپوکلریت‌سدیم 5/2٪ به مدت 5 دقیقه به­دست آمد. محیط‌کشت حاوی یک میلی­گرم بر لیتر  BAP و 01/0 میلی‌گرم بر لیتر IBA  بیشترین درصد شاخه­دهی (% 22/47)، تعداد برگ (22/6) و طول ساقه (cm 87/1) را داشت که به‌طور معنی‌داری بیشتر از سایر سطوح BAP بود. در حالی­که در ریزنمونه‌های فصول تابستان و پاییز کمترین درصد آلودگی باکتریایی و قارچی و بیشترین درصد شاخه‌دهی با غوطه‌ورسازی ریزنمونه‌ها به‌مدت 120 دقیقه در محلول 100 یا 150 میلی‌گرم بر لیتر نانوذرات‌نقره پس از ضدعفونی با هیپوکلریت‌سدیم به‌دست آمد. بیشترین درصد شاخه­دهی ریزنمونه‌ها در محیط‌‌کشت‌ حاوی 3 یا 5 میلی­گرم در لیتر BAP و 01/0 میلی­گرم در لیتر IBA به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Silver Nano-particles on Microbial Contamination and In Vitro Growth of Apical and Auxiliary Buds of Hazelnut Cultivars

نویسندگان [English]

  • parisa daryani 1
  • naser zaree 2
  • esmail chamani 3
  • parisa sheykhzadeh 2
  • davood javadi 4
چکیده [English]

Apical and auxiliary buds of six cultivars of hazelnut were prepared in different seasons, and disinfected with different treatments (including sodium hypochlorite, silver nanoparticles supplementary disinfectant and mercuric chloride) and then were cultured on solidified MS medium. The percentage of bacterial or fungal infected and developed explants were recorded. In addition, the effect of different levels of BAP and IBA on the establishment and growth of explants were evaluated. The results indicated that silver nanoparticles was effective in reducing in-vitro microbial contamination of hazelnut explants, and caused minimal injuries to the growing tissues. In spring, the lowest bacterial and fungal infections, with the highest percentage of shoot growth were obtained in 2.5% sodium hypochlorite for 10 min and submergence of explants into 100 mg/l silver nanoparticles solution for 30 or 45 min after 2.5% sodium hypochlorite for 5 min. MS medium supplemented with 1 mg/l BAP and 0.01 mg/l IBA produced the highest percentage of shoot growth (47.22), number of leaves (6.22) and shoot length (1.87 cm), which was significantly higher than the other levels of BAP. While in summer and autumn, the lowest percentage of bacterial and fungal infection and the highest percentage of shoot growth were obtained with submergence of explants into 100 or 150 mg/l silver nanoparticles solution for 120 min after 2.5% sodium for 20 min. The highest percentage of shoot growth was observed in MS medium containing 3 or 5 mg/l BAP and 0.01 mg/l IBA.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bacterial and fungal infection
  • Corylus avellana
  • Disinfection
  • In vitro micropropagation
  • Nano-silver
Abdi, G., Salehi, H. and Khosh-Khui, M., 2008. Nano silver: a novel nanomaterial for removal of bacterial contaminants in valerian (Valeriana officinalis L.) tissue culture. Acta Physiologia Plantarum, 30: 709-714.

Andres, H.B., Fernandez, R., Rodrigez, R. and Rodrigez., A.,  2002. Phytohormone contents in Corylus avellana and their relationship to age and the developmental process. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 70:173-180.

Bacchetta, L., Aramini,M., Bernardini,  C. and Rugini, E., 2008. In vitro propagation of traditional italian hazelnut cultivars as a tool for the valorization and conservation of local genetic resources. HortScience, 43: 562-566.

Bhojwani, S.S. and Razdan, M.K., 1996. Clonal propagation. 483-536. In: Bhojwani, S.S. and Razdan, M.K. (Eds). Plant Tissue Culture: Theory and Practice. Elsevier, Amsterdam.

Dabai, Y.U., Arzai, A.H. and Muhammad, S., 2007. In vitro antibacterial activity of single and combined antibiotics on bone bacteria isolate. Pakistan Journal of Biological Sciences, 6: 1-3.

Damiano, C., Catenaro, E., Ginovinazzi, A. and Caboni, E. 2005. Micropropagation of  hazelnut (corylus avellana) . Acta Horticulture, 686: 227-226.

Davies, P.J., 1995. The plant hormones: Their nature, occurrence and functions. 1-12. In: Davies, P.J. (Ed.). Plant Hormones. Kluvier Academic Publisher, Dordrecht, The Netherlands.

Diaz-Sala, C., Rey, M. and Rodriguez, R., 1990. In vitro establishment of cycloclonal chain from nodal segments and apical buds of adult hazel (Corylus avellana L.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 23:151-157.

Diaz-Sala, C., Rey, M. and Rodriguez, R., 1994. Temporary modification of adult filbert proliferation capacity by sequential subcultures: intensive pruning as a pre-treatment for in vitro reinvigoration. HortScience, 69: 673-678.

Hoffman, A., Khan, W., Worapong, J.,  Strobel, G., Griffin, D.,  Arbogast, B.,  Barofsky, D., Boone, R. B., Ning, L., Zheng, P. and  Daley, P., 91998. Bioprospecting for taxol in angiosperm plant extracts. Spectroscopy,13: 22–32.

Hoffman, A. and Shahidi, F., 2009. Paclitaxel and other taxanes in hazelnut. Journal of Functional Foods, 1: 33-37.

 Kahrizi, D. Arminian, A. and Masumi-Asl A. (2011). In vitro Plant Breeding, Razi University Press. Second edition.  

Kosenko, I.S., Boyko, A.L., Opalko, A.I., Nebykov, M.V. and Tarasenko. G.A., 2009. Micropropagation of Corylus colurna L. Acta Horticulture (ISHS), 845:261-266.

Leifert, C. and Woodward, S. 1997. Laboratory contamination management; the requirement for microbiological quality assurance. 237-244. In: Cassells, A.C. (Ed). Pathogen and Microbial Contamination Management in Micropropagation.. Kluwer Academic Publishers,The Netherlands.

Murashige, T. and F. Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15:473-497.

Nuri NAS, M ,.2003.Inclusion of polyamines in the medium improves shoot elongation in hazelnut (Corylus avellana L.)Micropropagation. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 28: 189-194.  

Prabhu, S. and Poulose, EK., 2012. Silver nanoparticles: mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. International Nano Letters, 2: 32-41.

Reed, B.M., Mentzer, J., Tanprasert, P., Yu, X. 1998. Internal bacterial contamination of micropropogated hazelnut: identification and antibiotic treatment. Plant Cell, Tissue and Organ Culture,52: 67-70.

Richard, D., Lescot, M., Inze, D. and De Veylder, L., 2002. Effect of auxin, cytokinin and sucrose on cell cycle gene expression in Arabidopsis thaliana cell suspension cultures. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 69: 167-176.

Rostami, A. A. and Shahsavar, A., 2009. Nano-silver particles eliminate the in vitro contaminations of olive ‘Mission’ explants. Asian Journal of Plant Sciences, 8: 505-509.

Silveira, V., Floh, E. I. S., Handro, W. and Pedro Guerra, M., 2004. Effect of plant growth regulators and levels of intracellular protein, starch and polyamines in embryogenic suspension cultures of Pinus taeda. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 76: 53-60.

Sondi, I. and Salopek-Sondi, B., 2004. Silver nano particles as antimicrobial agent: A case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria. Jounal of Colloid Interface Sciences, 275: 177-182.

Stals, H. and Inze, D., 2001. When plant cells decide to divide. Trends in Plant Science, 8: 359-364.

Thompson, M.M., Lagerstedt, H.B. and Mehlenbacher, S.A., 1996. Hazelnuts. 125-184 In: Janick J.and Moore J.N., (Eds). Fruit Breeding, Vol. 3, Nuts. Wiley, New York.

Yu, X.L., Reed, B.M.1993. Improved shoot multiplication of mature Hazelnut (corylus avellana L.) in vitro using glucose as a carbon source. Plant cell Reports, 12: 256-259.