خواص آگروبایولوژیکی، شیمیایی و آنتی‌اکسیدانی زعفران (Crocus sativus L.) در معرض نانوذرات TiO2 و تنش فرابنفش-B

زعفران (Crocus sativus L.) یکی از شناخته‌شده‌ترین و گران‌ترین گیاهان دارویی و معطر در جهان است که از کلاله‌های خشک آن استفاده می‌شود. زعفران شامل ۸۵ گونه است و جایگاه ویژه‌ای در بین کالاهای صنعتی و صادراتی دارد. تابش فرابنفش-B (UV-B) باعث تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن می‌شود که تعادل متابولیسم در سلول‌ها را مختل می‌کند. مطالعه حاضر با هدف بررسی کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2 NPs) بر زعفران در معرض تابش مضر UV-B انجام شد تا اثر آن‌ها در مقابله با استرس فوتو-اکسیداتیو ارزیابی شود. گیاهان زعفران در سیستم هیدروپونیک در گلخانه به مدت ۴۵ روز پرورش یافتند. پس از مرحله سه برگی، آن‌ها به صورت روزانه به مدت ۳۰ و ۴۵ دقیقه به تابش UV-B برای یک ماه متوالی قرار گرفتند. نانوذرات TiO2 با دو غلظت ۲۵ و ۵۰ میلی‌گرم بر لیتر به‌صورت مالش برگی قبل از قرارگیری در معرض UV-B هر روز استفاده شدند. گیاهان پس از ۷۵ روز برداشت شدند و پارامترهای رشد، شیمیایی و آنتی‌اکسیدانی آن‌ها اندازه‌گیری شد.نتایج نشان داد که قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش B (UV-B) با طول کمتر گیاه، وزن تازه و خشک کمتر و تعداد برگ کم‌تر مرتبط بود. قرار گرفتن همزمان در معرض UV-B و کاربرد نانوذرات TiO2 منجر به کاهش قندهای محلول و افزایش محتوای کل آنتوسیانین‌ها و مالوندیالدهید (MDA) در برگ‌های زعفران شد. علاوه بر این، محتوای جذب‌کننده‌های UV-B (کل فنول‌ها و کل فلاونوئیدها) و فعالیت مهارکننده رادیکال‌ها ((DPPH) در کلاله‌های زعفران افزایش یافت. کاربرد برگی نانوذرات TiO2 برخی ویژگی‌های گیاه را که در اثر قرار گرفتن در معرض UV-B آسیب دیده بودند، در مقایسه با گیاهانی که فقط در معرض تابش UV-B قرار داشتند، جبران کرد. با توجه به افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی کلاله‌های زعفران، می‌توان فرض کرد که استفاده از نانوذرات TiO2 ارزش غذایی زعفران را افزایش می‌دهد.

Saffron (Crocus sativus L.) is one of the most commonly known and expensive medicinal and aromatic plants in the world from which dried stigmas are consumed. Saffron includes 85 species and has a special place among industrial and export commodities. Ultraviolet-B (UV-B) radiation causes the generation of oxygen free radicals, which disrupt the balance of metabolism in cells. The present study aimed to explore the application of titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) on saffron exposed to harmful UV-B radiation, in order to evaluate their effect against photo – oxidative stress. Saffron plants were grown in the hydroponic system in a greenhouse for 45 days. After the three-leaf stage, they were exposed to UV-B radiation for 30 and 45 min on a daily basis for one month. TiO2 NPs were used at two concentrations of 25 and 50 mg/L as the foliar application before UV-B exposure every day. The plants were harvested 75 days later and their growth, chemical and antioxidant parameters were measured. The results showed that UV-B exposure was related to lower plant length, fresh and dry weight, and leaf number. The simultaneous UV-B exposure and TiO2 NPs application resulted in the loss of dissolved sugars and the increased content of total anthocyanins and malondialdehyde (MDA) in saffron leaves. Besides, content of UV-B absorbents (total phenolics and total flavonoids) and radical scavenging activity ((DPPH) in saffron stigmas were increased. The foliar application of TiO2 NPs counterbalanced some plant traits impaired by UV-B exposure as compared with plants only exposed to UV-B radiation. Due to the increased antioxidant activity of saffron stigmas, it could be assumed that the use of TiO2 NPs enhances the nutritive value of saffron.