تاثیر برخی هورمون‌ها و غلظت‌های نانولوله کربنی در بهینه‌سازی کالوس‌زایی زعفران

این تحقیق با استفاده از تکنیک های کشت آزمایشگاهی و طرح RSM در چهار تکرار انجام شد. عوامل مورد بررسی شامل غلظت 2،4-D (0.2-0.5 میلی گرم در لیتر)، BAP (1.5-6 میلی گرم در لیتر)، و نانولوله های کربنی چند جداره (30-70 میکروگرم در میلی لیتر) بود. محیط کشت و تجهیزات در اتوکلاو در دمای 120 درجه سانتی گراد و 1.5 اتمسفر استریل شدند. پس از پنج هفته، ویژگی‌های القای کالوس مانند درصد، قطر و وزن تر کالوس اندازه‌گیری شد. برای تجزیه و تحلیل داده ها از طرح آماری باکس بنکن استفاده شد و تغییرات لازم بر اساس توصیه های نرم افزاری اعمال شد. به طور کلی یک تابع درجه دوم برای مدل برازش شده انتخاب شد، حتی در موارد غیر معنی‌دار، و منحنی‌های سطح پاسخ همراه با نمودارهای کانتور برای تفسیر اثرات متقابل صفات استفاده شد. یافته‌ها و بحث: یافته‌های این مطالعه نشان داد که غلظت‌های نانوکربن و 2,4-D به‌طور معنی‌داری بر تعداد پینه‌های تولید شده تأثیر می‌گذارد. در غلظت‌های پایین‌تر 2،4-D، افزایش BAP منجر به تعداد بیشتری پینه شد، در حالی که در غلظت‌های بالاتر، این اثر مثبت باقی ماند. حداکثر تعداد پینه ها با ترکیبات خاصی از غلظت های 2،4-D و BAP به دست آمد. سطوح بالای BAP و نانولوله‌های کربنی درصد تولید کالوس را به 174 درصد افزایش داد، در حالی که در غلظت‌های پایین‌تر، این درصد کمتر از 85 درصد بود. نسبت‌ها عملکرد زینی را نشان دادند، با بیشترین تعداد پینه در غلظت‌های کم 2،4-D و نانوکربن مشاهده شد. علاوه بر این، اثرات خطی غلظت‌های 2،4-D و نانولوله‌های کربنی در سطح 1 درصد معنی‌دار بود، در حالی که اثر BAP معنی‌دار نبود. افزایش غلظت 2،4-D بر قطر کالوس تأثیر منفی گذاشت، در حالی که افزایش نانوکربن در غلظت‌های بالا به افزایش قطر کمک کرد. در نهایت، افزایش غلظت 2،4-D منجر به افزایش درصد القای کالوس از 79.68 درصد به 92.185 درصد شد، اگرچه غلظت های بالا اثر مضری داشت. بالاترین درصد القای کالوس با ترکیب خاصی از نانولوله‌های 2،4-D و کربنی مشاهده شد. نتیجه‌گیری: نتایج تجربی نشان داد که نانولوله‌های کربنی و هورمون‌های BAP و 2,4-D به‌طور معنی‌داری بر تولید کالوس زعفران تأثیر می‌گذارند. غلظت بالای 2،4-D بیشترین تأثیر را بر تعداد پینه های تولید شده نشان داد. علاوه بر این، استفاده از هورمون BAP تا یک غلظت مشخص باعث افزایش تعداد کالوس شد، اما غلظت‌های بالاتر منجر به کاهش شد. در نهایت، درصد القای کالوس تحت تأثیر نانولوله‌های کربنی مثبت قرار گرفت، در حالی که سایر ویژگی‌ها تأثیر معنی‌داری نشان ندادند.

This research was conducted using in vitro culture techniques and a RSM design, comprising four replications. The factors investigated included concentrations of 2,4-D (0.2-0.5 mg/L), BAP (1.5-6 mg/L), and multi-walled carbon nanotubes (30-70 μg/mL). The culture medium and equipment were sterilized in an autoclave at 120°C and 1.5 atmospheres. After five weeks, callus induction characteristics, such as callus induction percentage, diameter, and fresh weight, were measured. The Box-Benken statistical design was utilized for data analysis, and necessary transformations were applied based on software recommendations. A quadratic function was generally selected for the fitted model, even in cases of non-significance, and response surface curves along with contour diagrams were used to interpret the interaction effects of the traits. Results and Discussion: The study’s findings indicated that the concentrations of nanocarbon and 2,4-D significantly affected the number of calluses produced. At lower concentrations of 2,4-D, increasing BAP resulted in a higher number of calluses, while at higher concentrations, this effect remained positive. The maximum number of calluses was achieved with specific combinations of 2,4-D and BAP concentrations. High levels of BAP and carbon nanotubes increased the callus production percentage to 174%, whereas at lower concentrations, it was below 85%. The ratios exhibited a saddle function, with the highest number of calluses observed at low concentrations of 2,4-D and nanocarbon. Additionally, the linear effects of 2,4-D and carbon nanotube concentrations were significant at the 1% level, while the effect of BAP was not significant. Elevated concentrations of 2,4-D negatively impacted callus diameter, whereas increasing nanocarbon at high concentrations contributed to an increase in diameter. Ultimately, raising the concentration of 2,4-D led to an increase in callus induction percentage from 79.68% to 92.185%, although high concentrations had a detrimental effect. The highest callus induction percentage was noted with a specific combination of 2,4-D and carbon nanotubes. Conclusion: The experimental results demonstrated that carbon nanotubes and the hormones BAP and 2,4-D significantly influenced saffron callus induction. High concentrations of 2,4-D exhibited the most substantial effect on the number of calluses produced. Furthermore, the application of BAP hormone up to a certain concentration increased callus number, but higher concentrations resulted in a decrease. Finally, the percentage of callus induction was positively affected by carbon nanotubes, while other characteristics did not show significant effects