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

زعفران (Crocus sativus L.) یکی از شناخته‌شده‌ترین و گران‌ترین گیاهان دارویی و معطر در جهان است که از آن خامه‌های خشک شده مصرف می‌شوند. زعفران شامل 85 گونه است و جایگاه ویژه‌ای در بین کالاهای صنعتی و صادراتی دارد. تابش فرا بنفش-B (UV-B) باعث تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن می‌شود که تعادل متابولیسم در سلول‌ها را مختل می‌کند. مطالعه حاضر با هدف بررسی کاربرد نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2 NPs) بر روی زعفران در معرض تابش مضر UV-B انجام شد تا اثر آنها در برابر استرس فتو-اکسیداتیو ارزیابی شود. گیاهان زعفران به مدت 45 روز در سیستم هیدروپونیک در گلخانه رشد داده شدند. پس از مرحله سه برگی، به مدت 30 و 45 دقیقه روزانه به مدت یک ماه در معرض تابش UV-B قرار گرفتند. نانوذرات TiO2 در دو غلظت 25 و 50 میلی‌گرم بر لیتر به عنوان کاربرد برگی قبل از قرار گرفتن در معرض UV-B هر روز استفاده شد. گیاهان پس از 75 روز برداشت شده و پارامترهای رشد، شیمیایی و آنتی‌اکسیدانی آنها اندازه‌گیری شد.نتایج نشان داد که تابش UV-B با کاهش طول گیاه، وزن تازه و خشک و تعداد برگ‌ها مرتبط است. تابش همزمان UV-B و کاربرد نانوذرات TiO2 باعث از دست رفتن قندهای محلول و افزایش محتوای کل آنتوسیانین‌ها و مالون دی آلدئید (MDA) در برگ‌های زعفران شد. علاوه بر این، مقدار جاذب‌های UV-B (کل ترکیبات فنولی و کل فلاونوئیدها) و فعالیت رادیکال‌زدا (DPPH) در کلاله زعفران افزایش یافت. مصرف برگ‌پاشی نانوذرات TiO2 برخی از ویژگی‌های گیاه که توسط تابش UV-B آسیب دیده بودند را در مقایسه با گیاهانی که تنها در معرض تابش UV-B قرار داشتند متعادل کرد. با توجه به افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی کلاله 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.