فهرست مطالب

مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران
سال چهلم شماره 1 (پیاپی 119، بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • شمیلا یداللهی زاده، فرزین عبدالهی*، علیرضا یاوری، لیلا جعفری صفحات 1-17
    سابقه و هدف
    نور از عوامل محیطی تاثیرگذار بر رشد و توسعه گیاهان است. امروزه لامپ های LED منابع نوری هستند که پژوهش ها بر روی آنها متمرکز شده است و در تولیدات گیاهی پیشنهاد می شوند. در سال های اخیر توجه متخصصان کشاورزی به تنظیم کننده های رشد گیاهی برای بهبود کیفیت و پایداری سیستم کشت معطوف شده است. الیسیتورهای زیستی از طریق فعال کردن سازوکارهای دفاعی باعث القای تشکیل متابولیت های ثانوی و پاسخ های فوق حساسیتی می شوند. فیتوهورمون آبسیزیک اسید، عامل انتقال پیام در شرایط تنش های زنده و غیر زنده است.
    مواد و روش ها
    این پژوهش در سال 1400 در گلخانه مرکز تحقیقات بیولوژیک شهید فزوه اصفهان به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 5 تکرار بر روی گیاه شاهدانه (.Cannabis sativa L) انجام شد. بدین منظور تاثیر فاکتورهای آزمایش شامل چهار غلظت اسید آبسیزیک (0، 5، 10 و 20 میلی گرم در لیتر) و پنج طول روز (16، 14، 12، 10 و 8 ساعت روشنایی) بر خصوصیات رشدی، محتوای رنگدانه های فتوسنتزی و فنل گیاه شاهدانه ارزیابی گردید. برای هر سطح نوری 20 گلدان در 5 ردیف 4تایی در نظر گرفته شد و بالای سر هر 20 گلدان به صورت جداگانه با توجه به نتایج آزمایش مقدماتی 4 عدد لامپ LED 9 وات با قدرت تابش 90 لومن متصل به زمان سنج به فاصله زمانی 16، 14، 12، 10 و 8 ساعت قرار داده شد. قبل از ورود گیاه به مرحله گلدهی، گیاهان با محلول های صفر، 5، 10 و 20 میلی گرم در لیتر اسید آبسیزیک به طور کامل محلول پاشی شدند. محلول پاشی سه بار و به فاصله 24 ساعت تکرار شد. سپس یک روز پس از محلول پاشی، برگ های گیاهان برای بررسی صفات مورفولوژیکی و میزان رنگدانه ها جمع آوری گردید.
    نتایج
    بیشترین ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد برگ، طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه، وزن تر و خشک اندام هوایی و وزن تر و خشک برگ در مدت زمان روشنایی 14 ساعت حاصل شد، در حالی که کمترین میزان این صفات در مدت زمان روشنایی 16 ساعت مشاهده گردید. همچنین بیشترین میزان کلروفیل a، b، کل و کاروتنویید در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت بدون کاربرد هورمون اسید آبسیزیک حاصل شد. در حالی که بیشترین میزان آنتوسیانین در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار هورمون اسید آبسیزیک با غلظت های 10 و ppm20 مشاهده گردید. همچنین، بیشترین میزان فنل کل در مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار اسید آبسیزیک با غلظت ppm20 حاصل شد.
    نتیجه گیری
    با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان گیاهان دارویی در زندگی امروزی بشر، بررسی وجود ارتباط بین شرایط محیطی (ازجمله نور) و هورمون های گیاهی (مانند اسید آبسیزیک) با تولید و تجمع متابولیت های ثانویه در این گیاهان می تواند بسیار مفید باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نور LED با مدت زمان های روشنایی 14 و 16 ساعت برای افزایش خصوصیات رشدی و محتوای رنگیزه های فتوسنتزی گیاه شاهدانه توصیه می گردد. در حالی که در این شرایط کاربرد اسید آبسیزیک برای افزایش تولید آنتوسیانین و فنل کل، ضروری به نظر می رسد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که اگر از نظر نور طبیعی در محیط های بسته مانند گلخانه محدودیت ایجاد شود، می توان با نور مصنوعی تکمیلی حاصل از لامپ های LED ویژگی های کمی و کیفی گیاهان دارویی ازجمله شاهدانه را بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: آنتوسیانین، کاروتنوئید، نور مصنوعی، قطر ساقه، خصوصیات رشدی
  • فهیمه قرایی، منیره چنیانی*، علی گنجعلی صفحات 18-36
    سابقه و هدف
    کلپوره (.Teucrium polium L)، گیاهی علفی از تیره نعناع است که مصارف دارویی فراوانی در طب سنتی دارد. در سال های اخیر اثرهای دارویی متعدد مانند ضددیابت، ضدسرطان، ضداسپاسم، کاهش دهنده چربی و فشار خون آن گزارش شده است. بنابراین کشت این گیاه در شرایط آزمایشگاهی برای حفظ بقاء، تکثیر و افزایش متابولیت های ثانویه این گونه ضروریست. از راهکارهای اساسی، استفاده از تازن ها در تکنیک کشت بافت گیاهی یکی از پرکاربردترین روش ها برای افزایش متابولیت های ثانوی-دارویی است. کیتوسان بیوپلیمری است که سبب القای پاسخ های دفاعی، افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و مسیر فنیل پروپانویید و تجمع ترکیبات فنلی می شود. در این پژوهش با هدف بهینه سازی تولید متابولیت های ثانوی و افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی، اثر تازن زیستی کیتوسان بر برخی ترکیبات فنلی گیاه کلپوره در شرایط کشت در شیشه مطالعه شد.
    مواد و روش ها
    به این منظور ریزنمونه برگ از گیاه کلپوره نگهداری شده در شرایط هیدروپونیک و تغذیه شده با محلول هوگلند، تهیه شد و بعد از سترون کردن با سدیم هیپوکلرید 5% (v/v) و اتانول 70% (v/v)، برش های میانی از ریزنمونه برگ تهیه گردید و در محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (MS) حاوی غلظت های مجزا و تلفیقی هورمون های بنزیل آمینو پورین (BAP) (1 و 1.5 میلی گرم در لیتر) و نفتالن استیک اسید (NAA) (0.5 میلی گرم در لیتر) قرار داده شد. نمونه ها به مدت چهار هفته در شرایط تاریکی و دمای 25 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. با ظهور نشانه های کال زایی، نمونه ها به شرایط نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی منتقل شدند و در پایان هفته ششم، عملیات واکشت پینه های القاء شده انجام شد. پینه ها با غلظت های مختلف (صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم در لیتر) تازن زیستی کیتوسان تیمار شدند. پس از گذشت 8 هفته از رشد پینه ها، پینه های سبز جمع آوری و در فریزر منفی 20 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. به منظور تهیه عصاره نهایی برای سنجش های بیوشیمیایی، عصاره گیری از پینه های سبز انجام شد و از این عصاره برای اندازه گیری مقادیر ترکیبات فنلی (فنل، فلاونویید، فلاون و اسیدهای فنلی) و فعالیت آنتی اکسیدانی به روش فعالیت جاروب کنندگی رادیکال آزاد DPPH و سنجش قدرت کاهشی  FRAP و سنجش میزان فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) استفاده شد.
    نتایج
    نتایج حاصل از تجزیه وتحلیل داده ها نشان داد که کاربرد کیتوسان در چهار غلظت (صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم در لیتر) و تمامی تیمارهای هورمونی (BAP1, BAP1.5, BAP1.5+NAA0.5میلی گرم در لیتر)، سبب تاثیر افزایشی معنی دار در محتوی ترکیبات فنلی و ظرفیت آنتی اکسیدانی و فعالیت آنزیم PAL نسبت به نمونه شاهد در پینه های سبز القاء شده کلپوره شد. به طوری که تیمار همزمان و تلفیقی هورمون BAP در غلظت 1.5 میلی گرم در لیتر به همراه هورمون NAA در غلظت 0.5 میلی گرم در لیتر به همراه تیمار 100 میلی گرم در لیتر تازن زیستی کیتوسان در پینه های سبز القاء شده کلپوره در کشت درشیشه، موجب بیشینه محتوی مشتقات فنلی (1884.95 برای فنل، 936.65 برای o-دی فنل، 1462.28 برای فلاونویید، 631.07 برای فلاون و 662.41 برای اسیدهای فنلی برحسب میلی گرم در 100 گرم وزن خشک) گردید. براساس تحلیل آماری داده ها و مقایسه میانگین داده ها مشخص شد که ظرفیت های آنتی اکسیدانی اندازه گیری شده برمبنای آزمون DPPH و FRAP، به ترتیب موجب افزایش 68.34 و 71.92 درصدی نسبت به نمونه شاهد شد. فعالیت آنزیم PAL نیز به طور قابل توجهی افزایش 65.81 درصدی را نسبت به نمونه شاهد در پینه های القاء شده کلپوره نشان داد.
    نتیجه گیری
    با توجه به اهمیت گیاه دارویی کلپوره، بکارگیری کیتوسان در نقش یک تازن زیستی موفق می تواند باعث افزایش سنتز متابولیت های ثانوی-مشتقات فنلی و به دنبال آن افزایش توان آنتی اکسیدانی و افزایش فعالیت آنزیم PAL در پینه کلپوره در شرایط in vitro گردد.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، تازن، شرایط درون شیشه، پینه، مشتقات فنلی
  • خدیجه طالبی قادیکلائی، حسین مرادی*، راضیه عظیمی اترگله صفحات 37-65
    سابقه و هدف

    گیاه دارویی اسپند (.Peganum hamala L) متعلق به تیره قره داغیان (Nitrariaceae) و یکی از گونه های بومی جنس Peganum در ایران است. اسپند به دلیل داشتن متابولیت های ثانویه ارزشمند مانند فلاونوییدها، آلکالوییدها، آنتراکینون ها و ترکیب های روغنی فرار، دارای طیف وسیعی از خواص بیولوژیکی و دارویی منحصربه فرد می باشد. با وجود پراکنش وسیع گیاه اسپند در مناطق مرتفع شمال ایران، مطالعات محدودی روی این گونه گیاه سازگار با شرایط اکولوژیکی خشک و نیمه خشک کشور انجام شد. بنابراین در این راستا، ارزیابی تاثیر اکولوژیکی و اثر عرض ثابت و طول متفاوت جغرافیایی محل رویش به همراه ریزوسفر بر برخی از خصوصیات ساختاری و عملکردی گیاه اسپند در نه گرادیان ارتفاعی مختلف واقع در مازندران از اهداف این تحقیق است.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر عوامل اکولوژیکی بر صفات ساختاری (وزن تر و خشک اندام رویشی، وزن تر و خشک ریشه، 5% ماده خشک اندام رویشی، 5% ماده خشک ریشه، قوس، ارتفاع گیاه، مساحت کانوپی گیاه، قطر و طول ریشه، طول حداکثری ساقه و طوقه) و صفات عملکردی (قطر میوه، عملکرد میوه، وزن میوه، وزن دانه، تعداد متوسط دانه ها، تعداد میوه و 5% دانه ها در میوه) گیاه اسپند، نمونه هایی از گیاه کامل در مرحله بذردهی از نه گرادیان ارتفاعی مختلف در مناطق خطیرکوه (700 و 1000 متر)، چهاردانگه (1300، 1500، 1700 و 1900 متر) و گدوک (2100، 2300 و 2500)) با 3 تکرار به همراه خاک بستر در طرح کاملا تصادفی جمع آوری شدند.

    نتایج

    براساس نتایج آنالیزها، صفات عملکردی همبستگی مثبت با عوامل جوی نشان دادند. همچنین از میان صفات ساختاری، صفات رویشی ساقه با بارش، تبخیر و تابش همبستگی مثبت در سطح احتمال 5% و با رطوبت نسبی همبستگی منفی در سطح احتمال 1% نشان می دهد. افزایش ارتفاع از سطح دریا در مناطق گدوک و خطیرکوه موجب افزایش رطوبت و کاهش دما و در منطقه چهاردانگه منجر به کاهش رطوبت و دما می شود. همچنین، با افزایش ارتفاع از سطح دریا در هر سه منطقه، عملکرد محصول کاهش می یابد و حداکثر عملکرد محصول در ارتفاعات 1500 و 2100 متر با افزایش مواد سیلتی، رطوبت، EC و pH مشاهده می شود. گرادیان ارتفاعی، همبستگی مثبت در سطح احتمال 1% با عملکرد بذر نشان می دهد. با افزایش ارتفاع از سطح دریا در هر منطقه، طول و قطر ریشه به ترتیب افزایش و کاهش پیدا می کند. صفات رویشی ساقه و ریشه همبستگی منفی با صفات بذر نشان می دهد. همچنین، سطح کانوپی با ارتفاع گیاه و حداکثر قوس ساقه گیاه با عملکرد گیاه همبستگی مثبت در سطح احتمال 1% نشان می دهد. به طور کلی براساس یافته ها، با افزایش گرادیان ارتفاعی از سطح دریا، با کاهش دما و افزایش رطوبت و مواد مغذی خاک، کاهش رشد اندام رویشی و افزایش عملکرد محصول وجود دارد. همچنین، طبق مدل رگرسیونی صفت عملکرد؛ با افزایش گرادیان ارتفاعی، میزان شن و رس، مواد آلی و تبخیر افزایش می یابد که به دنبال آن افزایش عملکرد با ضریب تعیین 60% مشاهده می شود. با توجه به مدل رگرسیونی بکار برده شده، اثرگذاری عوامل خاک بیشتر از آب و هوا می باشد. بنابراین، برای این گیاه در یک عرض جغرافیایی ثابت، عوامل آب و هوایی دارای تغییرات جزیی هستند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج حاصل از بررسی صفات ساختاری و عملکردی اکوتیپ های جمع آوری شده گیاه اسپند، صفات عملکردی؛ با افزایش گرادیان ارتفاعی، میزان شن و رس، مواد آلی و تبخیر و کاهش دما، افزایش یافته و در مقابل، صفات رویشی کاهش می یابد. بنابراین، جمعیت منطقه گدوک با دارا بودن حداکثر صفات عملکردی به عنوان اکوتیپ برتر از میان مناطق مورد بررسی در استان مازندران معرفی می گردد.

    کلیدواژگان: اسپند (Peganum harmala L)، تبخیر، تابش، خشکی، دانه، صفات ساختاری، صفات عملکردی، مواد آلی
  • فرهاد باقری فرد شربیانی*، اسماعیل چمنی، موسی ترابی گیگلو، علیرضا قنبری، یونس پوربیرامی هیر صفحات 66-78
    سابقه و هدف
    اثرهای مفید گیاه بابونه به اسانس آن نسبت داده شده است، بنابراین هر عاملی که به کمیت اسانس آن اثر بگذارد مورد توجه محققان قرار خواهد گرفت. به منظور بررسی تاثیر تنظیم کننده های رشد گیاهی اسید سالیسیلیک و متیل جاسمونات بر تولید متابولیت های ثانویه در گیاه بابونه تحت شرایط درون شیشه ای بومی منطقه شهر شربیان، این آزمایش انجام شد.
    مواد و روش ها
    برای انجام این پژوهش، بذرهای گیاهان بابونه از استان آذربایجان شرقی شهر شربیان (N ʺ52 ʹ58 37 و E ʺ06 ʹ11 47) جمع آوری شد. بذرها پس از انتقال به مدت 15 دقیقه در ماده شوینده و سطح آنها به مدت 45 ثانیه در الکل 70% و بعد به مدت 30 دقیقه به وسیله هیپوکلریت سدیم ضدعفونی شد. پس از ضدعفونی سطحی، با آب مقطر دو بار تقطیر شستشو داده شدند. محیط کشت پایه در این پژوهش، محیط کشتMS  بود. تمامی کشت های انجام شده در اتاقک رشد در دمای 2±24 درجه سانتی گراد و 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند و آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی، با 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل اسید سالیسیلیک (SA) و متیل جاسمونات (MeJA) در 5 سطح (0، 50، 100، 200، 400 میکرومولار) بود. برای تعیین میزان رنگریزه های فتوسنتزی، از روش Minguez-Mosquera and Perez-Galvez استفاده شد. میزان ترکیب های فنلی موجود در عصاره گیاه با استفاده از معرف فولین سیوکالتیو (Folin-Ciocalteau) اندازه گیری شد. داده های مربوط به این پژوهش با استفاده از نرم افزار آماری SAS V.9.g.1 تجزیه شده و مقایسه میانگین تیمارها نیز با آزمون دانکن در سطح احتمال 1% و 5% انجام گردید. نمودارها نیز با استفاده از نرم افزار Excel Microsoft رسم شد.
    نتایج
    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل تیمارهای اعمال شده بر صفات وزن ساقه، وزن ریشه، طول ساقه و طول ریشه در سطح احتمال 1% و بر تعداد ساقه در سطح احتمال 5% تفاوت معنی داری است. مقایسه میانگین ها نشان داد بیشترین مقدار وزن ساقه در اثر متقابل (µM 50) SA و (µM 200) MeJA و کمترین مقدار وزن ساقه در اثر متقابل تیمار (µM 400) SA و (µM 400) MeJA بدست آمد. مقایسه میانگین ها نشانگر تفاوت معنی داری این صفت بوده و بیشترین مقدار وزن ریشه در اثر متقابل تیمار (µM 100) SA و (µM 100) MeJA و کمترین مقدار وزن ریشه در برهم کنش تیمار (µM 400) SA و (µM 400) MeJA بدست آمد. مقایسه میانگین ها نشان داد بیشترین تعداد ساقه در اثر متقابل تیمار (µM 100) SA و (µM 50) MeJA و کمترین تعداد ساقه در برهم کنش تیمار (µM 400) SA و (µM 200) MeJA بدست آمد. مقایسه میانگین ها نشان از معنی داری صفات طول ساقه و ریشه داشت و بیشترین مقدار این دو صفت در اثر متقابل تیمارهای (µM 50)SA و (µM 100) MeJA و کمترین مقدار طول ساقه در ترکیب تیمارهای (µM 400) SA و (µM 400) MeJA و طول ریشه در ترکیب تیمارهای (µM 400)SA و (µM 200) MeJA مشاهده شد. در صفات بیوشیمیایی تجزیه واریانس داده ها نشان داد که اثر سطوح SA بر میزان کلرفیل a، b، کاروتنویید، کلروفیل کل، فنول و فلاونویید در هر سه طول موج در سطح احتمال 1% معنی دار بود.
    نتیجه گیری
    در این آزمایش نشان داده شد که افزایش تولید متابولیت ها نه تنها تحت تاثیر فعالیت آنزیم، بلکه به غلظت محرک ها بستگی دارد. افزایش محرک بیش از حد معمول نه تنها افزایش متابولییت را دربر ندارد، بلکه از طریق کاهش فعالیت آنزیم (احتمالا از طریق کاهش بیان ژن مربوط) تولید متابولیت ها را کم یا متوقف می کند.
    کلیدواژگان: اسید سالیسیلیک، بابونه، فلاونوئید، فنول، متابولیت ثانویه، متیل جاسمونات
  • حسین عسکری*، امینه زینالی، میترا پارسا، منا کاشانچی، رضا آزادی گنبد، اقدس بنایی، صنم صفائی چائی کار، احسان کهنه، علی سراجی صفحات 79-103
    سابقه و هدف
    امروزه استفاده از محرک ها به منظور افزایش رشد گیاهان و تولید متابولیت های ثانویه مورد توجه هستند. رشد کند و کیفیت پایین برگ سبز چای (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) در مناطق کشت چای در ایران، از مهمترین چالش های تولیدکنندگان چای است. محلول پاشی برگی کیتوزان و نانو کیتوزان (NC) در بسیاری از گیاهان باعث القای رشد و افزایش متابولیت های ثانویه شده و بر شاخص های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان اثر مثبت دارد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر نانو کیتوزان بر برخی پارامترهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی با و بدون تغذیه معدنی NPK و ارزیابی کیفیت برگ سبز چای از طریق مقایسه سطح بیان نسبی 3 آنزیم درگیر در مسیر فلاونوییدها در گیاه چای رقم کاشف در شمال ایران بود.
    مواد و روش ها
    بدین منظور از دو طرح استفاده شد: 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان به همراه تغذیه معدنی (NPK) و 4 غلظت متفاوت (0، 25، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر) از محلول نانو کیتوزان بدون تغذیه معدنی تهیه شد. این دو آزمایش به صورت محلول پاشی پس از اولین چین بهاره دو بار با فاصله دو هفته ای در سال 1400 در مرکز تحقیقات چای لاهیجان (ایران) اجرا شد. 20 روز پس از محلول پاشی اولیه، نمونه برداری گیاهی انجام شد. نمونه های برگی از شاخساره جوان شامل جوانه و برگ اول و دوم برای آزمایش های متابولیکی و مولکولی و برگ سوم و چهارم برای آزمایش های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی برداشت شد. بررسی ویژگی های فیزیولوژیکی شامل محتوای کلروفیل و محتوای نسبی آب (RWC)، ویژگی های بیوشیمیایی شامل محتوای پروتیین و آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز (CAT)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پلی فنل اکسیداز (PPO) اندازه گیری شدند. همچنین، اندازه گیری ویژگی های متابولیکی شامل میزان ترکیب های فنلی تام از طریق روش فولین سیو کالتیو و تعیین میزان فلاونوییدهای کاتچین، اپی گالوکاتچین (EGC) و گالوکاتچین (GC) با روش HPLC انجام شد. آنالیز مولکولی از طریق بررسی بیان نسبی 3 آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتز فلاونوییدها فلاونون 3 هیدروکسیلاز (F3H)، دی هیدروفلاونول 4 ردوکتاز (DFR) و لوکوآنتوسیانیدین ردوکتاز (LAR) انجام شد.
    نتایج
    نتایج نشان داد مقدار پلی فنل کل در تیمارهای مورد بررسی افزایش معنی داری نسبت به شاهد (بدون NC و NPK) داشت. میزان کاتچین در تیمارهای مختلف، کاهش 4 تا 6 برابری داشت. محتوای اپی گالوکاتچین با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایشی بود. محتوای گالوکاتچین نیز تنها در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان کمی روند افزایشی نشان داد. محتوای کلروفیل در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان تفاوت معنی دار با روند کاهشی داشت؛ در حالی که در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان تفاوت معنی دار با روند افزایشی مشاهده شد. البته، محتوای پروتیین در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان تفاوت معنی داری نسبت به شاهد نشان نداد. فعالیت آنزیم SOD در تیمارهای مختلف نانو کیتوزان به استثنای تیمار mgL-1 50 NC+NPK تفاوت معنی دار آشکاری با روند افزایشی داشت. فعالیت آنزیم CAT نیز در تیمارهای مختلف با افزایش غلظت نانو کیتوزان افزایش یافت. فعالیت آنزیم PPO در تیمارهای با غلظت پایین نانو کیتوزان کاهش معنی داری نشان داد. محتوای نسبی آب برگ در تیمارهای مختلف، افزایش یافت. بیان نسبی آنزیم F3H، تنها در غلظت mgL-1 100 NC+NPK افزایش حدود 3 برابری نسبت به شاهد داشت و در سایر تیمارها بیان نسبی چندان معنی دار نبود. بیان نسبی DFR در تیمارهای مختلف NC+NPK افزایشی و بالاترین میزان بیان (4 برابر) در غلظت mgL-1 100 نانو کیتوزان مشاهده شد. بیان نسبی LAR در غلظت های mgL-1 0، 50 و 100 NC به همراه NPK نسبت به شاهد روند افزایشی داشت. بالاترین میزان بیان LAR در تیمار فاقد NC و همراه NPK با بیان حدود 5/2 برابری نسبت به شاهد مشاهده شد.
    نتیجه گیری
    استفاده از نانوذرات کیتوزان در غلظت های مختلف به همراه NPK منجر به افزایش تولید ترکیب های کاتچین شد که علاوه بر مقابله با تنش اکسیداتیو در کیفیت برگ سبز چای نقش موثر دارد. نانو کیتوزان می تواند جایگزین مناسبی برای مواد شیمیایی برای القای رشد و افزایش کیفیت برگ سبز در گیاه چای باشد و با توجه به زیست تخریب پذیر بودن آن میزان آلودگی محیط زیستی را کاهش دهد.
    کلیدواژگان: گیاه چای، Camellia sinensis، تغذیه معدنی، نانو کیتوزان، فلاونوئید، دی هیدروفلاونول 4 ردوکتاز، فلاونون 3 هیدروکسیلاز، لوکوآنتوسیانیدین ردوکتاز
  • کوثر طاهری بوکانی، عباس حسنی*، میرحسن رسولی صدقیانی، محسن برین، رامین ملکی صفحات 104-129
    سابقه و هدف
    ریحان (.Ocimum basilicum L) گیاهی علفی، یک ساله و متعلق به تیره نعنا (Lamiaceae) است. از برگ های تازه و خشک شده و نیز اسانس این گیاه در صنایع غذایی، داروسازی و آرایشی و بهداشتی استفاده می شود. در سال های اخیر استفاده از همزیستی با ریزجانداران محرک رشد مانند ریزوباکتری ها و قارچ های اندوفیت به عنوان راهکاری مقرون به صرفه و پایدار برای کاهش اثرهای سوء تنش های محیطی مانند شوری مورد توجه قرار گرفته است. ازاین رو، این مطالعه به منظور ارزیابی تاثیر مایه کوبی با ریزجانداران محرک رشد بر برخی ویژگی های رشدی، فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه ریحان در شرایط تنش شوری، به صورت آزمایش گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه انجام شد.
    مواد و روش ها
    این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل مایه کوبی با ریزجانداران در سه سطح (شاهد بدون مایه کوبی، مایه کوبی با قارچ Serendipita indica و مایه کوبی با مخلوط باکتری های areuginosa Pseudomonas، P. putida و P. fluorescens) و تنش شوری در چهار سطح (صفر، 40، 80 و 120 میلی مولار نمک کلرور سدیم) بودند. برای انجام عمل مایه کوبی، بذرهای جوانه زده در شرایط آزمایشگاهی، به طور جداگانه با سوسپانسیون قارچ S. indica (حاوی 105×5 اسپور در میلی لیتر) و مایه تلقیح حاوی مخلوط باکتری های سودوموناس (109×1.61 سلول در میلی لیتر) مایه کوبی شده و در گلدان های آماده کشت شدند. گلدان ها تا مرحله هشت برگی شدن بوته ها، با آب معمولی آبیاری شدند و از این مرحله به بعد، تیمارهای تنش شوری با حل کردن غلظت های مختلف نمک کلرور سدیم در آب آبیاری اعمال شده و تا زمان گلدهی کامل ادامه یافت. در مرحله گلدهی کامل پس از برداشت نمونه های گیاهی، درصد کلونیزاسیون ریشه توسط قارچ، شاخص های رشدی (ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد و مجموع طول شاخه های جانبی، تعداد و سطح برگ، طول گل آذین، وزن تر و خشک برگ و ساقه)، محتوی نسبی آب برگ، رنگیزه های فتوسنتزی، غلظت عناصر غذایی برگ (نیتروژن، فسفر، پتاسیم، سدیم و کلر)، درصد و عملکرد اسانس اندازه گیری شد. استخراج اسانس از نمونه های گیاهی خشک شده در سایه، به روش تقطیر با آب و توسط دستگاه کلونجر انجام گردید.
    نتایج
    نتایج نشان داد که تحت تاثیر شوری، درصد کلونیزاسیون ریشه توسط قارچ، صفات رشدی، محتوی نسبی آب برگ، رنگیزه های فتوسنتزی، درصد و عملکرد اسانس، غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم کاهش، در حالی که غلظت سدیم و کلر افزایش یافت. به علاوه مقادیر صفات اندازه گیری شده بجز غلظت سدیم و کلر در گیاهان مایه کوبی شده بیشتر از گیاهان بدون مایه کوبی بود. بیشترین و کمترین میزان خصوصیات رشدی، محتوی نسبی آب (74.47 و 72.39 درصد)، عملکرد اسانس (0.23 و 0.17 میلی لیتر در گلدان) و محتوی نیتروژن (1.36% و 1.14%) به ترتیب در گیاهان مایه کوبی شده با قارچ S. indica و گیاهان بدون مایه کوبی بدست آمد. بیشترین و کمترین مقادیر کلروفیل a (0.87 و 0.74 میلی گرم بر گرم وزن تر)، کلروفیل b (0.41 و 0.37 میلی گرم بر گرم وزن تر)، درصد اسانس (1.24% و 1.05%)، محتوی پتاسیم (5.15% و 3.97%) و فسفر (0.29% و 0.24%) و نسبت پتاسیم به سدیم (10.05 و 4.07) به ترتیب در گیاهان مایه کوبی شده با باکتری های سودوموناس و گیاهان بدون مایه کوبی مشاهده شد. همچنین، کمترین میزان انباشت یون های سدیم (1.34%) و کلر (2.93%) به ترتیب در گیاهان مایه کوبی شده با باکتری های سودوموناس و قارچ S. indica مشاهده گردید.
    نتیجه گیری
    طبق نتایج این پژوهش، استفاده از ریزجانداران محرک رشد گیاه (قارچ S. indica و مخلوطی از باکتری های سودوموناس) می تواند از طریق افزایش جذب آب و عناصر غذایی، حفظ رنگیزه های فتوسنتزی و کاهش انباشت یون های سمی سبب تعدیل اثرهای منفی تنش شوری بر رشد و تولید اسانس گیاه ریحان گردد.
    کلیدواژگان: اسانس، باکتری های محرک رشد گیاه، تنش شوری، قارچ Serendipita indica، کلروفیل، محتوی نسبی آب
  • سعید ولی پور چهارده چریک*، مهران عربی، حامد حسین زاده صفحات 130-141
    سابقه و هدف

    استرس، دستگاه های بدن را تحت تاثیر قرار داده و موجب بروز اختلالات متعددی ازجمله افسردگی می شود. برای مقابله با استرس و افسردگی ناشی از آن، استفاده از گیاهان دارویی که نسبت به داروهای شیمیایی عوارض جانبی کمتری دارند مورد توجه محققان قرار گرفته است. گیاه یونجه زرد (.Melilotus officinalis L) دارای ترکیباتی مانند کومارین، فلاونوییدها، تری ترپن، ساپونین و روغن های فرار با اثرهای ضدالتهابی و آنتی اکسیدانی می باشد. این مطالعه به منظور بررسی اثر عصاره هیدروالکلی گیاه یونجه زرد بر افسردگی ناشی از استرس مزمن بی حرکتی در موش بزرگ آزمایشگاهی نر بالغ، طراحی و اجرا شد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه تجربی از 48 سر موش بزرگ آزمایشگاهی نر نژاد ویستار در محدوده وزنی 300-250 گرم استفاده گردید که به صورت تصادفی در 6 گروه 8 تایی (8=n) شامل: کنترل (دست نخورده)، شاهد (تحت استرس مزمن بی حرکتی و دریافت کننده نرمال سالین)، گروه های تجربی (تحت استرس مزمن بی حرکتی و دریافت دوزهای 25، 50 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم از عصاره یونجه زرد) و گروه کنترل مثبت (تحت استرس مزمن بی حرکتی و دریافت کننده فلوکستین) تقسیم بندی شدند. برای ایجاد مدل حیوانی استرس مزمن بی حرکتی، حیوانات روزانه در دستگاه محدودکننده به مدت 2 ساعت، برای 3 هفته قرار گرفتند. تزریقات به صورت درون صفاقی (IP) 30 دقیقه قبل از القای استرس انجام شد. افسردگی با آزمون شنای اجباری و میزان فعالیت حرکتی توسط آزمون های میدان باز ارزیابی گردید و بعد با بیهوشی عمیق در حیوانات، خون گیری از قلب انجام و با جداسازی سرم، میزان کورتیکوسترون خون با استفاده از کیت های اختصاصی و به روش الایزا در گروه های مختلف اندازه گیری شد.

    نتایج

    نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد در گروه شاهد، مدت زمان عدم تحرک در آزمون شنای اجباری در مقایسه با گروه کنترل افزایش معنی دار داشته است (0.001<p). در گروه های تجربی، دوز بالا از عصاره یونجه زرد نیز سبب افزایش معنی دار در مدت زمان عدم تحرک در آزمون شنای اجباری گردید (0.01<p). اما دوزهای پایین تر عصاره سبب کاهش معنی دار در مدت زمان عدم تحرک نسبت به گروه شاهد شدند (0.001<p)(0.01<p). گروه دریافت کننده فلوکستین نیز کاهش معنی دار را در مدت زمان عدم تحرک نسبت به گروه شاهد نشان داد (0.01<p). دوزهای پایین تر از عصاره یونجه زرد سبب افزایش معنی دار در میزان کورتیکوسترون خون نسبت به گروه شاهد شدند (0.001<p). تجویز فلوکستین نیز سبب افزایش معنی دار در میزان کورتیکوسترون خون نسبت به گروه شاهد شد (0.001<p). در آزمون میدان باز، تعداد دفعات عبور از خطوط در گروه شاهد نسبت به گروه کنترل افزایش معنی دار را نشان داد (0.01<p). در گروه های تجربی، دوز بالا از عصاره یونجه زرد سبب کاهش معنی دار در تعداد دفعات عبور موش ها از خطوط نسبت به گروه شاهد شد (0.01<p).

    نتیجه گیری

    مطالعات فیتوشیمیایی، برخی از مواد فعال مانند کویرستین و اسیدهای فنلی را در یونجه زرد نشان داده اند که با مهار مونوآمین اکسیداز و افزایش دوپامین و سروتونین، فعالیت آنتی اکسیدانی و ضدافسردگی دارند. بنابراین یونجه زرد بدلیل داشتن مولکول های زیستی فعال، می تواند نقش مهمی در پیشگیری از افسردگی داشته باشد و نتایج حاصل از این تحقیق نیز نشان داده است که عصاره یونجه زرد، به ویژه در دوزهای پایین تر، اثرهای ضد افسردگی بهتری را در موش بزرگ آزمایشگاهی تحت استرس مزمن دارد.

    کلیدواژگان: استرس مزمن، افسردگی، مدل حیوانی، یونجه زرد (.Melilotus officinalis L)
  • وحیده صمدیان ساربانقلی، بهلول عباس زاده*، فاطمه سفیدکن سفیدکن، مهرداد یارنیا صفحات 142-154
    سابقه و هدف

    کمبود یا بیش از حد مطلوب هر یک از عوامل موثر بر رشد، اختلالات ریختی، آناتومی، فیزیولوژیک و رشد و نمو را در گیاهان به همراه دارد. تنش خشکی به منزله کمبود آب در گیاه بوده و این وضعیت هنگامی ایجاد می شود که میزان تعرق از میزان جذب آب بیشتر باشد. کم آبیاری (آبیاری کمتر از نیاز آبی مطلوب گیاه) یک راهبرد برای صرفه جویی در مصرف آب است که گیاه را در مرحله خاصی از رشد یا کل فصل تحت تاثیر قرار می دهد. کودهای زیستی باعث توسعه سیستم ریشه، تغییر روابط آبی گیاه میزبان و متابولیسم گیاهی، فعال سازی سریع سیستم دفاعی، بهبود دسترسی به مواد معدنی و تحمل به خشکی در گیاه میزبان می شود. برای مدیریت بحران آبی حاکم، بایستی بدنبال راهکارهایی مانند کاهش مصرف آب و قطع آبیاری در مراحلی از رشد بدون آسیب به عملکرد نهایی گیاه بود. علاوه بر این، با توجه به اهمیت گیاهان دارویی و افزایش زیست توده آنها مصرف کودهای زیستی و تعدیل اثرهای ناشی از تنش خشکی جایگاه ویژه ای دارد. این آزمایش با هدف بررسی تاثیرپذیری مرزه بختیاری (Satureja bachtiarica Bunge.) از کم آبی در مراحل مختلف رشد و مصرف قارچ های میکوریزی و باکتری های محرک رشد در راستای مدیریت تولید گیاهانی با کمیت و کیفیت بالا اجرا شد.

    مواد و روش ها

    آزمایش به صورت کرت های خرد شده (اسپلیت پلات) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز در سال 1396 اجرا شد. عامل اصلی شامل تنش آب مدیریت شده در راستای کاهش مصرف آب در چهار سطح آبیاری کامل (I1)، قطع آبیاری در مرحله ساقه دهی و شروع دوباره در مرحله غنچه دهی (پس از انتقال نشاء و استقرار گیاهچه ها آبیاری تا مرحله غنچه دهی قطع شد) (I2))، قطع آبیاری در مرحله غنچه دهی و شروع دوباره در مرحله 50 درصد گلدهی (I3)) و قطع آبیاری در مرحله 50 درصد گلدهی و عدم آبیاری تا پایان دوره گلدهی (I4)) بود.

    نتایج

    مقایسه میانگین قطع آبیاری نشان داد که بالاترین تعداد برگ، قطر ساقه، گستردگی تاج پوشش، وزن ریشه، عملکرد برگ، عملکرد ساقه گلدار و عملکرد سرشاخه گلدار متعلق به قطع آبیاری در مرحله 50 درصد گلدهی بود. تلقیح با قارچ مایکوریزی Funneliformis mosseae  باعث دستیابی به بیشترین عملکرد برگ (912.06 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد ساقه گلدار (1071.25 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد سرشاخه گلدار (1983.32 کیلوگرم در هکتار) در تلقیح با Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacter  شد. بیشترین درصد اسانس متعلق به تلقیح با Funneliformis mosseae با میانگین 1.76 درصد بود. بیشترین میانگین عملکرد اسانس با 30.50 کیلوگرم در هکتار در تیمار تلقیح با Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacter مشاهده شد. نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته و تعداد گل آذین با میانگین 61.72 سانتی متر و 30.46 عدد در بوته در اثر متقابل تیمار قطع آبیاری در مرحله ساقه دهی و تلقیح Rhizophagus irregularis + Funneliformis mosseae مشاهده شد که حدود 31 و 39 درصد نسبت به کمترین مقدار آنها افزایش داشت. بیشترین مقدار اسانس با میانگین 2.33 درصد با قطع آبیاری در مرحله غنچه دهی ×   Funneliformis mosseae  بدست آمد و کمترین مقدار اسانس با میانگین 0.98 درصد با قطع آبیاری در مرحله ساقه دهی ×  Rhizophagus irregularis حاصل شد. بیشترین عملکرد برگ (1212.83 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد ساقه گلدار (1494.75 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد سرشاخه گلدار (2707.58 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد اسانس (44.39 کیلوگرم در هکتار) در اثر متقابل قطع آبیاری در مرحله 50 درصد گلدهی ×  Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacterمشاهده شد که نسبت به کمترین آنها به ترتیب 70، 82،81 و 87 درصد افزایش داشت.

    نتیجه گیری کلی:

     مدیریت صحیح حاصلخیزی خاک، بهبود و حفظ باروری خاک در سیستم های زراعی نوین سبب تامین مواد غذایی مورد نیاز گیاه و افزایش عملکرد می شود. ازاین رو، در سال های اخیر مطالعات زیادی در راستای استفاده از کودهای زیستی انجام شده است. قارچ های میکوریزی از عوامل ضروری در سیستم پایدار خاک گیاه محسوب می شوند که با ریشه بیش از 85% گیاهان همزیستی دارند. تنش خشکی به عنوان یکی از مهمترین فاکتور های محیطی دخیل در رشد گیاهان و باعث تغییرات مورفولوژی، فیزیولوژی و متابولیکی است. بعلاوه، کودهای زیستی با افزایش میزان دسترسی گیاهان به مواد غذایی، تولید و هدایت هورمون های دخیل در رشد کنار محیط ریشه، باعث افزایش تحمل به تنش و افزایش عملکرد می شوند. با در نظر گرفتن شرایط خشک و نیمه خشک کشور و افزایش تقاضای گیاهان دارویی و مرزه بختیاری، قطع آبیاری در مرحله 50 درصد گلدهی و مصرف کودهای زیستی ازتوباکتر، آزوسپریلیوم و سودوموناس برای حصول بیشترین عملکرد برگ، سرشاخه گلدار و اسانس توصیه می شود.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، مایکوریزی، سودوموناس، ازتوباکتر، آزوسپریلیوم، عملکرد اسانس
  • محمدهادی شجاعی باغینی*، مهدی نقی زاده صفحات 155-173
    سابقه و هدف

    زیره سبز (.Cuminum cyminum L) یکی از قدیمی ترین گیاهان معطر و ادویه ای جهان است که از نظر دارویی به عنوان دومین گیاه دارویی اهلی در ایران شناخته شده است. تنش خشکی به عنوان یک تنش اکسیداتیو بر پاسخ های بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گیاه تاثیرگذار است. یکی از راهکارهای افزایش مقاومت گیاهان به تنش های غیرزیستی ازجمله خشکی، استفاده از براسینواسترویید و ملاتونین است که با دامنه گسترده ای از فعالیت ها در گیاه، دارای تاثیرات بیولوژیکی منحصربه فردی در رشد و نمو گیاه می باشد و عملکرد گیاه را از راه تغییرات متابولیسمی آن و حفاظت گیاه در برابر تنش های محیطی، افزایش می دهد. هورمون های رشد گیاهی، با تاثیر بر متابولیت های گیاه، تحریک بیوسنتز فیتوهورمون ها، افزایش میزان جذب عناصر غذایی، بهبود سازوکارهای دفاعی، تحریک رشد ریشه و بهبود تبادلات گازی موجب بهبود عملکرد کمی و کیفی گیاه در شرایط تنش و غیر تنش می گردند. اگرچه نتایج برخی تحقیق ها بیان کننده آنست که استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی براسینواسترویید و ملاتونین که منشا طبیعی دارند و نیز سازگار با محیط زیست هستند، تاثیر بسزایی در کاهش اثرهای سوء ناشی از تنش های محیطی دارند، اما استفاده ترکیبی از این هورمون های گیاهی و نیز کاربرد این هورمون ها در زیره سبز، کمتر گزارش شده است. بنابراین، این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر محلول پاشی براسینواسترویید و ملاتونین بر عملکرد کمی و کیفی زیره سبز در شرایط تنش خشکی اجرا شد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با شش تکرار در سال 1401 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف تنش خشکی (100% و 50% ظرفیت زراعی مزرعه)، ملاتونین (صفر و 100 میکرومولار) و براسینواسترویید (0 و 75/0 میکرومولار) بودند.

    نتایج

    نتایج نشان داد در رویارویی با تنش خشکی میزان مالون دی آلدیید، پراکسیدهیدروژن، نشت یونی، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (پراکسیداز (POD)، کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و سوپراکسیددیسموتاز (SOD))، غلظت کربوهیدرات ها و پرولین در گیاه زیره سبز افزایش یافت. همچنین محلول پاشی براسینواسترویید و ملاتونین به طور قابل ملاحظه ای فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و تجمع اسمولیت ها را افزایش و سطح مالون دی آلدیید، پراکسیدهیدروژن و نشت یونی گیاهان رشد کرده در شرایط تنش را کاهش داد. تنش خشکی موجب کاهش عملکرد دانه زیره سبز شد و در مقابل، تحت این شرایط درصد اسانس بذر زیره افزایش یافت. کاربرد براسینواسترویید و ملاتونین در هر دو شرایط تنش و عدم تنش، موجب افزایش عملکرد کمی و کیفی زیره سبز شد.

    نتیجه گیری

    درمجموع می توان بیان کرد که کاربرد براسینواسترویید و ملاتونین، مقاومت زیره سبز در برابر تنش خشکی را از طریق افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، افزایش تجمع اسمولیت های سازگار پرولین و کربوهیدرات ها و نیز حفظ پایداری غشاء افزایش داد و درنهایت افزایش عملکرد دانه را به همراه داشت. استفاده از ملاتونین و براسینواسترویید کیفیت محصول تولیدی را نیز تحت تاثیر قرار داد و موجب افزایش درصد اسانس گردید. قابل توجه است که تاثیر مثبت استفاده توام از ملاتونین و براسینواسترویید بر روی کمیت و کیفیت محصول تولیدی زیره سبز در مقایسه با کاربرد هر یک از این هورمون های گیاهی به تنهایی، بسیار قابل ملاحظه تر و مشهودتر بود. در مجموع، با توجه به سازگار با محیط زیست بودن براسینواسترویید و ملاتونین و تاثیر مثبت کاربرد آنها بر بهبود کمیت و کیفیت محصول تولیدی، کاربرد براسینواسترویید و ملاتونین می تواند راهکاری مناسب برای افزایش عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی و اقتصادی ارزشمند زیره سبز در شرایط معمول و تنش خشکی باشد.

    کلیدواژگان: Cuminum cyminum L، اسمولیت ها، براسینواستروئید، درصد اسانس، ملاتونین، گیاه دارویی
  • بابک بحرینی نژاد*، فاطمه سفیدکن سفیدکن، محمدحسین لباسچی، زهرا جابرالانصار صفحات 174-190
    سابقه و هدف
    آگاهی از تغییرات کمی و کیفی گیاهان دارویی در طول زمان یکی از مهمترین اهداف مدیریت کشاورزی است. گیاه مرزه موتیکا با نام علمی Satureja mutica Fisch. & C.A. Mey. یکی از گونه‏های دارویی ارزشمند است که به صورت خودرو در ایران رویش دارد. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر بسترهای مختلف کاشت بر تغییرات ویژگی های رویشی، عملکرد، اسانس و ترکیبات آن در طول سال‏های مختلف رویش در گونه مرزه موتیکا در شرایط دیم اجرا شد.
    مواد و روش ها
    آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به مدت سه سال (1399-1397) در شرایط دیم شهرستان فریدونشهر-استان اصفهان انجام شد. بستر کاشت به عنوان پلات اصلی شامل کود گاوی (30 تن در هکتار)، کاه گندم (10 تن در هکتار) و شاهد (بدون کود گاوی و کاه گندم) بود. کشت نشاء پس از آماده سازی مزرعه در کف جوی های ایجاد شده به فاصله 50×50 سانتی متر از یکدیگر انجام شد. در طول فصل رشد و در زمان 50% گلدهی صفات مورد بررسی شامل وزن‏ خشک ‏کل گیاه، وزن ‏خشک ‏برگ و ساقه، ارتفاع گیاه، قطر بوته، مساحت تاج‏پوشش برای هر بوته و تاج‏پوشش در هر مترمربع زمین و تعداد ساقه در هر بوته اندازه‏گیری شد. برای اسانس‏گیری، سرشاخه گلدار گیاهان در مرحله گلدهی کامل برداشت شد و پس از خشک شدن در سایه به روش تقطیر با آب اسانس گیری گردید. پس از تعیین بازده اسانس براساس وزن خشک گیاه، اسانس ها به وسیله کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی گازی متصل به طیف سنج جرمی در آزمایشگاه فیتوشیمی موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور تجزیه و شناسایی گردید. برای انجام محاسبات آماری از برنامه رایانه ای SAS و برای مقایسه میانگین ها از آزمون LSD استفاده شد.
    نتایج
    تجزیه واریانس داده ها نشان داد که اثرهای بستر، سال و اثرهای متقابل آنها بر روی صفات اندازه‏گیری شده در بسیاری از موارد معنی دار بود. نتایج نشان داد که بیشترین مقادیر ارتفاع گیاه، قطر بوته، تاج‏پوشش و تعداد ساقه در هر بوته در سال نخست در تیمار کود حیوانی و در سال پایانی در تیمار شاهد دیده شد. بیشترین مقادیر وزن خشک کل و برگ، عملکرد اسانس و بازده اسانس به ترتیب با 1427، 891 و 42 کیلوگرم در هکتار و 4.67% در سال سوم در تیمار بستر شاهد مشاهده شد. مهمترین ترکیبات شناسایی شده تیمول، کارواکرول، پارا-سیمن و گاما-ترپینن بودند. مقادیر هریک از این ترکیبات تحت تاثیر اثرهای بستر و سال رویش قرار گرفت. به طوری که در مورد پارا-سیمن بیشترین مقدار بدست آمده در سال اول در تیمار کاه بود. بیشترین مقادیر گاما-ترپینن در هر سه تیمار بستر کشت در سال آخر رویش مشاهده شد. مرزه موتیکا دارای مقادیر قابل توجهی تیمول بود و روند تغییرات در بین تیمارهای بستر و در طول سال‏های رویش بسیار اندک بود. بیشترین مقادیر کارواکرول در تیمار کاه و کود حیوانی در سال دوم رویش بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که مهمترین صفات تاثیرگذار بر عملکرد اسانس شامل وزن خشک کل، برگ و ساقه و بازده اسانس بودند. از سوی دیگر، تغییرات تیمول با پارا-سیمن و کارواکرول با گاما-ترپینن با یکدیگر نسبت معکوس داشتند.
    نتیجه گیری
    در مجموع، برای تولید مرزه موتیکا در شرایط دیم و مشابه با این پژوهش اگرچه بکارگیری کودهای دامی و کاه بر تولید عملکرد محصول و اسانس آن طی سال های اول و دوم تاثیرگذار بودند اما در سال سوم این اثرگذاری کاهش یافت و تیمار شاهد نسبت به تیمارهای کاه و کود برتری داشت.
    کلیدواژگان: گیاهان دارویی، مرزه (Satureja)، کاه، کود حیوانی
  • مصطفی سارانی ملاک، مریم اله دو*، لیلا مهرآوران، حلیمه پیری صفحات 191-205
    سابقه و هدف
    تنش خشکی مهمترین عامل محدودکننده عملکرد گیاهان زراعی و دارویی در نواحی خشک و نیمه خشک است. گیاه خارمریم (Silybum Marianum L.) یک گیاه دارویی دارای متابولیت های ثانویه (فلاونولیگنان ها) با خاصیت آنتی اکسیدانی می باشد. تولید و تجمع فلاونولیگنان ها در گیاه خارمریم علاوه بر ماهیت ژنتیکی گیاه به وسیله شرایط محیطی مختلف تحت تاثیر قرار می گیرد. تجمع متابولیت های ثانویه در این گیاه تحت تنش خشکی با توجه به سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی در سطح بیوشیمیایی مطالعه شد. هدف از این پژوهش، ارزیابی متابولیت های ثانویه خارمریم در شرایط غیرتنش و سطوح مختلف تنش خشکی و مراحل مختلف رشدی و نیز شناسایی بهترین سطح تنش رطوبتی و زمان برداشت گیاه برای افزایش ترکیبات موثره گیاه می باشد.
    مواد و روش ها
    بذرهای گیاه خارمریم ابتدا ضدعفونی شده و بعد به پتری دیش های حاوی کاغذ صافی منتقل و برای جوانه زنی در ژرمیناتور در دمای 25 درجه سانتی گراد قرار داده شد. بذرهای جوانه زده شده به گلدان ها منتقل و در گلخانه شهرستان هیرمند، روستای شندل که در 25 کیلومتری شهرستان زابل، استان سیستان و بلوچستان واقع شده است، در شرایط دمایی و رطوبت کنترل شده قرار گرفت. ارزیابی تاثیر تنش خشکی در 4 سطح مختلف آبیاری (25، 50، 75 و 100 درصد نیاز آبی به ترتیب تنش شدید، تنش متوسط، تنش ملایم و غیر تنش) و در 3 مرحله رشدی (6، 13 و 20 هفته پس از کاشت) روی صفات بیوشیمیایی شامل محتوی پرولین (PC)، محتوی کربوهیدرات ها (CC)، محتوی فنل کل (TPC)، محتوی فلاونویید کل (TFC)، فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان مانند کاتالاز (CA)، آسکوربات پراکسیداز (AP)، گایاکول پراکسیداز (GP)، سوپر اکسید دیسموتاز (SOD) و پلی فنول اکسیداز (PO) انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گردید. نرمال بودن داده ها و خطاها ارزیابی شده و پس از تایید نرمال بودن، تجزیه واریانس کلیه صفات و آزمون مقایسه میانگین (LSR) در سطح 5% انجام شد.
    نتایج
    تجزیه واریانس صفات نشان داد که اثر سطوح مختلف آبیاری، زمان برداشت و اثر متقابل آنها بر روی کلیه صفات معنی دار بود. مقایسه میانگین اثر متقابل تیمار آبیاری و زمان برداشت محتوی پرولین، محتوی کربوهیدرات ها، محتوی فنل و فلاونویید و فعالیت آنتی اکسیدانی در تمام مراحل رشدی افزایش داشته و کمترین و بیشترین آن به ترتیب در مرحله رشدی 6 هفته پس از کاشت در شرایط 100% نیاز آبی و مرحله رشدی 20 هفته پس از کاشت در شرایط 25% نیاز آبی مشاهده شد. بنابراین فاکتور تنش خشکی به عنوان یک عامل بهبود دهنده مواد موثره این گیاه می تواند مورد استفاده قرار گیرد، همچنین مرحله رشدی نهایی بهترین زمان برداشت این گیاه با توجه به تجمع بیشتر متابولیت های ثانویه در این مرحله است. اثر متقابل تیمار آبیاری و زمان برداشت برای فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز معنی دار نبوده و برای سایر آنزیم های آنتی اکسیدان نشان داد که بیشترین فعالیت آنزیم کاتالاز به مرحله رشدی 6 هفته پس از کاشت در شرایط 25% و 50% نیاز آبی، آسکوربات پراکسیداز به مرحله رشدی 6 هفته پس از کاشت در شرایط 100% نیاز آبی آنزیم های  پلی فنل اکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز به مرحله رشدی 20 هفته پس از کاشت در شرایط 25% نیاز آبی تعلق داشت. این نتایج بیانگر این است که آنزیم های آنتی اکسیدانی در مراحل رشدی مختلف و در شرایط تنش رطوبتی مختلف به صورت متفاوت عمل می کنند.
    نتیجه گیری
    نتایج بررسی گیاه خارمریم در 4 رژیم آبیاری و 3 مرحله رشدی نشان داد که بیشتر صفات بیوشیمیایی در شرایط تنش افزایش داشته که بیانگر این است که گیاه خارمریم از طریق سیستم دفاعی آنتی اکسیدان آنزیمی و غیر آنزیمی به تنش خشکی پاسخ می دهد. گیاه خارمریم در مرحله توسعه نهایی (20 هفته پس از کاشت) بیشترین محتوی فنل و فلاونویید کل را داشت. بر این اساس، بهترین زمان برداشت آن مرحله توسعه نهایی می باشد که بیشترین ترکیبات پلی فنولیک را دارد.
    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، فلاونوئید، فعالیت آنتی اکسیدانی، متابولیت ثانویه، مراحل رشدی
|
  • Shamila Yadollahizadeh, Farzin Abdollahi *, Alireza Yavari, Leila Jafari Pages 1-17
    Light is one of the environmental factors influencing the growth and development of plants. In recent years, the attention of agricultural experts has been directed to plant growth regulators in order to improve the quality and stability of the cultivation system. The current research was carried out in the year 2021 in the greenhouse of Shahid Fozveh Biological Research Center in a factorial format in the form of a completely randomized design in 5 replications. For this purpose, the effect of test factors including four concentrations of abscisic acid (0, 5, 10 and 20 mg/liter) and 5 day lengths (16, 14, 12, 10 and 8 hours of light) on the growth characteristics and content of photosynthetic pigments. The cannabis plant was evaluated. The results showed that the highest plant height, stem diameter, number of leaves, root length, fresh and dry weight of roots, fresh and dry weight of aerial parts and fresh and dry weight of leaves were obtained under the lighting duration of 14 hours, while the lowest amount of this the traits were observed during the lighting period of 16 hours. Also, the highest amounts of chlorophyll a, b, total and carotenoid were obtained in the treatment of 16 hours of light duration without the use of abscisic acid hormone. While the highest amount of anthocyanin was observed in the treatment of 16 hours of light duration under the treatment of abscisic acid hormone with concentrations of 10 and 20 ppm. Also, the highest amount of total phenol was obtained during the lighting period of 16 hours under the treatment of abscisic acid with a concentration of 20 ppm. Considering the importance and many uses of secondary metabolites in today's human life, investigating the existence of a relationship between environmental conditions and the production and accumulation of secondary metabolites in plants can be very useful. Therefore, it is recommended to use LED light with lighting durations of 14 and 16 hours to increase the growth characteristics and content of photosynthetic pigments of hemp plant.
    Keywords: Anthocyanin, carotenoid, artificial light, stem diameter, Growth Characteristics
  • Fahimeh Gharaie, Monireh Cheniany *, Ali Ganjeali Pages 18-36
    Background and Objectives
    Teucrium polium L. is a herbaceous plant from the mint family that has many uses in traditional medicine. In recent years, numerous medicinal effects such as anti-diabetes, anti-cancer, anti-spasm, and reducing fat and blood pressure have been reported. Therefore, cultivation of this plant under laboratory conditions is necessary to preserve its survival, reproduction, and increased secondary metabolites. Among the solutions, elicitors in the plant tissue culture technique are one of the most widely used methods to increase secondary-medicinal metabolites. Chitosan, as a biopolymer, induces defense responses, increases antioxidant enzyme activity, and accumulates phenolic compounds. In the present study, the effect of chitosan bio-elicitor was studied on some phenolic compounds of T. polium under in vitro culture to optimize secondary metabolites and increase antioxidant capacity.
    Methodology
    Leaf explants were prepared from preserved T. polium in hydroponic conditions and fed with Hoagland's solution. After sterilization with sodium hypochlorite 5% (v/v) and ethanol 70% (v/v), middle slices were prepared from the leaf explant and cultured on Murashige and Skoog (MS) culture medium containing separate and combined concentrations of benzyl amino purine (BAP)(1 and 1.5 mg.L-1) and naphthalene acetic acid (NAA)(0.5 mg.L-1). The samples were kept for four weeks in the dark at 25 degrees Celsius. With callogenesis, the samples were transferred to light conditions of 16 hours of light and 8 hours of darkness. At the end of the sixth week, the induced calli were subcultured. The calli were treated with chitosan at different concentrations (0, 50, 100, and 150 mg.L-1). After eight weeks, green calli were collected. Finally, to prepare the final extract for biochemical assays, extraction was done from green calli. The content of phenolic compounds (phenol, flavonoid, flavone, and phenolic acids), antioxidant activity, and phenylalanine ammonialyase (PAL) activity was measured.
    Results
    According to the results, the application of different concentrations of chitosan (0, 50, 100, and 150 mg.L-1) and all hormonal treatments (BAP1, BAP1.5, and BAP1.5+NAA 0.5 mg.L-1) caused a significant increase in the content of phenolic compounds, antioxidant capacity, and PAL activity compared to the control samples. So the application of the simultaneous and combined treatment of BAP at a concentration of 1.5 mg.L-1 with NAA at a concentration of 0.5 mg.L-1, along with the treatment of 100 mg.L-1 of chitosan induced green calli of T. polium in in vitro culture, results in the maximum content of phenolic derivatives (1884.95 for phenol, 936.65 for o-diphenol, 1462.28 for flavonoid, 631.07 for flavone, and 662.41 for phenolic acids). As compared to the control, the antioxidant capacities (measured by DPPH and FRAP assays) increased by 68.34 percent and 71.92 percent, respectively. A significant increase in PAL activity (65.81%) was observed in induced calli.
    Conclusion
    Considering the importance of T. polium as a medicinal plant, chitosan, a successful elicitor, promotes the synthesis of phenolic secondary metabolites. As a result, the increase of antioxidant power and PAL activity in the callus of T. polium.
    Keywords: Antioxidant, Elicitor, in vitro condition, Callus, Phenolic derivatives
  • Khadije Talebi Ghadikolai, Hossein Moradi *, Razia Azimi Etergale Pages 37-65
    Background and purpose

    The Peganum hamala L. medicinal plant belongs to the Nitrariaceae family and is a native species of the Peganum genus in Iran. P. hamala possesses a wide range of unique biological and medicinal properties due to its valuable secondary metabolites like flavonoids, alkaloids, anthraquinones, and volatile oil compounds. Despite the widespread distribution of P. hamala in northern Iran, limited studies were conducted on this plant species adapted to arid and semi-arid ecological conditions. Therefore, in this regard, one of the goals of this research is to evaluate the ecological impact and the effect of fixed latitude and different geographical longitudes of the growing place along with the rhizosphere on some structural and yield traits of P. hamala under nine altitude gradients located in Mazandaran.

    Methodology

    To investigate the effect of ecological factors on the structural traits (wet and dry weight of vegetative organs, fresh and dry weight of root, dry matter percentage of vegetative organs, dry matter percentage of root, arch, plant height, plant canopy area, diameter and length of root, and maximum length of stem and crown) and yield traits (fruit diameter, fruit yield, fruit weight, seed weight, average number of seeds, number of fruits, and percentage of seeds in the fruit) of P. hamala, samples of whole plants in the seeding stage were collected from nine different altitude gradients in regions of Khatirkoh (700 and 1000 m), Chahardangeh (1300, 1500, 1700, and 1900 m), and Gadook (2100, 2300, and 2500 m), with three replications along with the substrate soil in a completely random design.

    Results

    Based on the results of the analysis, yield traits show a positive correlation with atmospheric Based on the analysis, yield traits are positively correlated with atmospheric factors. Furthermore, among the structural traits, stem vegetative traits are positively correlated with precipitation, evaporation, and radiation at the probability level of 5%. They also have a negative correlation with relative humidity at 1%. The increase in height above sea level causes an increase in humidity and a decrease in temperature in the Gadook and Khatirkoh areas. In contrast, it causes decreased humidity and temperature in the Chahardangeh area. Also, crop yield decreases with increasing altitude in all three regions. The maximum yield of the product is observed at 2100 m and 1500 m altitudes. The increase is due to increased silty materials, moisture, EC, and pH. The altitude slope shows a positive correlation with grain yield at 1%. In each region, as height above sea level increases, the root length and diameter increase and decrease, respectively. Stem and root vegetative traits show a negative correlation with seed traits. Also, canopy level with plant height and maximum plant stem arch were positively correlated with plant yield at the 1% probability level. In general, based on the results, by increasing the height gradient from sea level, decreasing the temperature, and increasing the humidity and nutrients of the soil, there is a decrease in vegetative growth and an increase in crop yield. According to the performance feature regression model, as elevation increased, the amount of sand and clay, organic matter, and evaporation increased. This led to an increase in yield with a 60% determination factor. According to the regression model used, the effect of soil factors is higher than weather and climate. Therefore, climate factors change for this plant at a fixed latitude.

    Conclusion

    According to the results of examining the structural and yield traits of the collected P. hamala ecotypes, yield traits increase with the increase in altitude gradient, the amount of sand and clay, organic substances, evaporation, and decrease in temperature. On the other hand, vegetative traits decrease. Therefore, the Gadook region population is introduced as the superior ecotype with maximum yield traits among these studied regions in Mazandaran province.

    Keywords: Espand (Peganum harmala L.), evaporation, radiation, drought, seed, structural, yield traits, organic substances
  • Farhad Bagheri Fard Sharabiani *, Esmaeil Chamani, Mousa Torabi Giglou, Alireza Ghanbari, Younes Pourbeyrami Hir Pages 66-78
    Background and objectives
    The beneficial effects of the chamomile plant have been attributed to its essential oil, so any factor that affects the quantity of its essential oil will be of interest to researchers. To investigate the effect of plant growth regulators salicylic acid and methyl jasmonate on the production of secondary metabolites in chamomile plants, this experiment was conducted under the native in vitro conditions of Sharbian City.
    Methodology
    To conduct this research, chamomile seeds were collected from Sharbian (N ʺ52 58 37 and E ʺ06 ʹ11 ˚), East Azerbaijan province. After transfer, the seeds were sterilized for 15 minutes in a detergent. Their surfaces were disinfected with 70% alcohol for 45 seconds and then with sodium hypochlorite for 30 minutes. After surface disinfection, they were washed twice with distilled water. The basic culture medium in this study was the MS culture medium. All cultures were placed in the growth chamber at a temperature of 24±2°C and 16 hours of light and 8 hours of darkness. A factorial experiment was performed in a complete random design with three replications. Test treatments included salicylic acid (SA) and methyl jasmonate (MeJA) at five levels (0, 50, 100, 200, 400 μM). Minguez-Mosquera and Perez-Galvez methods were applied to determine photosynthetic pigment amounts. The amount of phenolic compounds in the plant extract was measured with a slight modification based on the Slinkard and Singleton method with the Folin-Ciocalteau reagent. The data related to this research were analyzed using SAS V.9.g.1 statistical software. The comparison of treatment averages was done with Duncan's test at 5% and 1%. Graphs were drawn using Microsoft Excel software.
    Results
    The analysis of variance showed that the interaction effect of the applied treatments on the traits of stem weight, root weight, stem length, and root length is significant at the 1% probability level. In addition, it is significant on the number of stems at the 5% probability level. The comparison of the averages showed that the highest amount of stem weight was obtained in the interaction effect of (50 µM) SA and (200 µM) MeJA, and the lowest amount of stem weight was obtained in the interaction effect of (400 µM) SA and (400 µM) MeJA treatment. The comparison of the means shows a significant difference in this trait. The highest amount of root weight was obtained in the interaction effect of (100 µM) SA and (100 µM) MeJA, and the lowest amount of root weight was obtained in the interaction of (400 µM) SA and (400 µM) MeJA treatment. Came. A comparison of the averages showed that the highest number of stems was obtained in the interaction of (100 µM) SA and (50 µM) MeJA, and the lowest number of stems was obtained in the interaction of (400 µM) SA and (200 µM) MeJA. The comparison of the means showed the significance of the stem and root length traits. The highest value of these two traits was due to the interaction of (50 µM) SA and (100 µM) MeJA treatments, and the lowest value of stem length was in the combination of (400 µM) SA and (µM) treatments. 400) MeJA and root length were measured from the combination of SA (400 µM) and MeJA (200 µM) treatments. In the biochemical traits, variance analysis of the data showed that the effect of SA levels on the amount of chlorophyll a, b, carotenoid, total chlorophyll, phenol, and flavonoid in all three wavelengths was significant at the 1% probability level.
    Conclusion
    In this experiment, it was shown that metabolite production depends not only on enzyme activity but also on stimulant concentration. Increasing the stimulus more than usual not only increases metabolism but also reduces or stops the production of metabolites through the reduction of enzyme activity (probably through the reduction of the corresponding gene expression).
    Keywords: salicylic acid, Chamomile, flavonoid, phenol, secondary metabolite, methyl jasmonate
  • Hossein Askari *, Amineh Zeinali, Mitra Parsa, Mona Kashanchi, Reza Azadi Gonbad, Aghdas Banaei, Sanam Safaei-Chaeikar, Ehsan Kahneh, Ali Seraji Pages 79-103
    Background and objectives
    Elicitors are used more frequently to promote plant growth and secondary metabolites. One of the main challenges for tea producers is the slow growth and poor quality of green tea leaves (Camellia sinensis) in tea-growing regions of Iran. In many plants, foliar application of chitosan or nano-chitosan (NC) enhances secondary metabolite production. It has a positive impact on plants' physiological and biochemical indicators. This study investigated the impact of nano-chitosan on some biochemical and physiological parameters with and without mineral nutrition (NPK), as well as assessing the quality of green leaves by comparing the relative expression levels of three enzymes involved in the flavonoids pathway in the Kashef cv. tea plant in northern Iran.
    Methodology
    For this, two scenarios were used: four different concentrations of nano chitosan solution (0, 25, 50, and 100 mgL-1) were prepared and combined with NPK (1%-1%-0.5%), and without NPK were prepared. At the Lahijan Tea Research Center in Iran, two experiments were conducted as foliar treatments applied twice at two-week intervals, after the first season's harvest in 2021. Twenty days following the initial foliar treatment, plant sampling was conducted to examine physiological, biochemical, metabolic, and molecular characteristics. The first and second leaves, as well as the buds, were gathered for metabolic and molecular testing. The third and fourth leaves were collected for physiological and biochemical analyses. Chlorophyll content and relative water content were measured in physiological experiments. Protein content and the antioxidant enzymes CAT, SOD, and PPO were investigated biochemically. Additionally, metabolic properties were determined using the folin-sio-catheo method as well as HPLC to determine catechins, epigallocatechins, and gallocatechins. Molecular analysis was also performed by examining the relative expression of three critical enzymes in the flavonoid biosynthesis pathway, F3H, DFR, and LAR.
    Results
    The results showed that utilizing NC along with NPK significantly increased the content of total polyphenols in tea compared to the control (without NC and NPK). All treatments reduced catechin content 4- to 6-fold. With an increase in NC concentration, epigallocatechin content increased. Gallocatechin content also revealed a slight increase in 100 mg.L-1 NC concentration. Chlorophyll content indicated a significant difference with a falling trend in treatments with low concentrations of NC; however, a significant difference with a growing trend was seen in treatments with 100 mgL-1 of nano chitosan. In comparison to the control, various NC treatments had similar protein content. Except for the 50 mg.L-1 NC+NPK treatment, there was an apparent significant difference in the SOD enzyme activity in each NC treatment, with a positive trend. With increasing NC concentrations, CAT enzyme activity also rose in various treatments. In treatments with insignificant NC concentrations, PPO enzyme activity significantly decreased. In different treatments, leaf water content rose. Only at a dose of 100 mg.L-1 NC+NPK did the relative expression of the F3H enzyme rise nearly three times compared to the control; in contrast, other treatments had no meaningful effect on relative expression. Different NC+NPK treatments raised DFR relative expression, and 100 mg.L-1 NC demonstrated the highest expression (4 times). Compared to the control, LAR relative expression increased at 0, 50, and 100 mg.L-1 NC and NPK. The treatment without NC and with NPK displayed the highest level of LAR expression, with an expression almost 2.5 times higher than the control.
    Conclusion
    In Kashef cultivar tea plants, chitosan nanoparticles in various concentrations coupled with NPK increased the production of catechin compounds. This effectively reduced oxidative stress and enhanced green tea leaf quality. In addition to addressing oxidative stress, NC may play a practical role in green tea quality. Due to its biodegradable properties, nano chitosan can be used instead of chemicals to improve tea plants' green leaves quality and lower environmental pollution.
    Keywords: Tea plant, Camellia sinensis (L.) O. Kuntze, NPK, nano chitosan, flavonoid, Dihydro flavonol 4 reductase, Flavonone 3 hyroxilasr, Leuoco anthocyanin reductase
  • Kosar Taheri Boukani, Abbas Hassani *, Mirhassan Rasouli-Sadaghiani, Mohsen Barin, Ramin Maleki Pages 104-129
    Background and objectives
    Basil (Ocimum basilicum L.) is an annual herbaceous plant belonging to the mint family (Lamiaceae). Its fresh and dried leaves and essential oils are used in the food, pharmaceutical, and cosmetic industries. In recent years, the use of symbiosis with plant beneficial rhizospheric microorganisms including rhizobacteria and endophytic fungi has been considered as a cost-efficient and sustainable strategy to alleviate the adverse effects of environmental stresses such as salinity. Therefore, the present study was conducted in the research greenhouse of Urmia University. It evaluated the effect of inoculation with growth-promoting microorganisms on some growth, physiological, and phytochemical characteristics of basil plants under salt-stress conditions.
    Methodology
    This research was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The experimental factors were inoculation with microorganisms at three levels (control without inoculation, inoculation with Serendipita indica, and inoculation with a mixture of Pseudomonas areuginosa, P. putida, and P. fluorescens) and salinity stress at four levels (0, 40, 80 and 120 mM of NaCl). For inoculation, the germinated seeds were separately inoculated with S. indica suspension (5×105 spores per ml) and inoculum containing a mixture of Pseudomonas bacteria (1.61×109 cells per ml) and planted in prepared pots. The pots were irrigated with ordinary tap water until the plants were eight-leafed, and from this stage onwards, salinity stress treatments were applied by dissolving different concentrations of NaCl in the irrigation water and continued until the full flowering stage. In the full flowering stage, plant samples were collected and root colonization percentage by fungus, growth parameters (plant height, stem diameter, number and total length of lateral branches, leaf number and area, inflorescence length, fresh and dry weight of leaf and stem), leaf relative water content (RWC), photosynthetic pigments, concentration of leaf nutrients (N, P, K, Na and Cl), essential oil content and yield were evaluated. For essential oil extraction, shade-dried samples were hydro-distilled using a Clevenger-type apparatus.
    Results
    The results showed that due to salinity stress, the percentage of root colonization by S. indica, growth parameters, RWC, photosynthetic pigments, essential oil content, yield, N, P, and K content, and K/Na ratio decreased while Na and Cl content increased. In addition, all evaluated parameters in inoculated plants were higher than in non-inoculated plants except Na and Cl content. The highest and lowest rates of growth parameters, RWC (74.47 and 72.39%), essential oil yield (0.23 and 0.17 ml/pot), and N content of leaves (1.36 and 1.14%) were obtained in plants inoculated with S. indica and non-inoculated plants, respectively. The highest and lowest amounts of chlorophyll a (0.87 and 0.74 mg/g fw), chlorophyll b (0.41 and 0.37 mg/g fw), essential oil percentage (1.24 and 1.05%), K content (5.15 and 3.97%), P content (0.29 and 0.24%) and the K/Na ratio (10.05 and 4.07), were observed in plants inoculated with a mixture of Pseudomonas bacteria and non-inoculated plants, respectively. Also, the lowest Na (1.34%) and Cl (2.93%) accumulation was observed in plants inoculated with Pseudomonas bacteria and S. indica fungus, respectively.
    Conclusion
    According to the results of this study, the use of plant growth-promoting microorganisms (S. indica fungus and a mixture of Pseudomonas bacteria) can alleviate adverse effects of salinity stress on the growth and essential oil production of the basil plant by increasing the absorption of water and nutrients, preserving photosynthetic pigments and reducing the accumulation of toxic ions.
    Keywords: essential oil, Plant growth-promoting bacteria, Salt stress, Serendipita indica fungus, chlorophyll, relative water content
  • Saeid Valipour Chahardahcharic *, Mehran Arabi, Hamed Hoseinzadeh Pages 130-141
    Background and objectives

    Stress affects the body's systems and can lead to many disorders, including depression. To deal with stress and depression, the use of medicinal plants that have fewer side effects than chemical drugs has attracted the attention of researchers. Melilotus officinalis L. contains compounds such as coumarin, flavonoids, triterpene, saponin, and volatile oils with anti-inflammatory and antioxidant effects. The present study investigated the effect of the hydroalcoholic extract of the M. officinalis plant on depression caused by chronic immobility stress in adult male rats.

    Methodology

    In this experimental study, 48 male Wistar rats weighing 250-300 grams were used. The rats were randomly divided into 6 groups of 8 (n=8) including control (intact), sham (under chronic immobility stress and receiving normal saline), experimental groups (under chronic immobility stress and subjected to doses 25, 50, and 100 mg.kg-1 of M. officinalis extract), and the positive control group (under chronic immobility stress and receiving fluoxetine). To establish an animal model of chronic immobility stress, the rats were placed in the restraint device daily for 2 hours, for 3 weeks. Injections were made intraperitoneally (IP), 30 minutes before stress induction. The depression model was evaluated by the Forced Swimming Test (FST) and motor activity by the Open Field Test (OFT). Then with deep anesthesia in the animals, blood was taken from the heart. By separating the serum, the amount of corticosterone in the rats’ blood was evaluated and measured using special kits and the ELISA method.

    Results

    The results of this research showed that in the sham group, the duration of immobility in the FST increased significantly in comparison to the control group (P<0.001). In the experimental groups, a high dose of M. officinalis extract led to a significant increase in the duration of immobility in the FST (P<0.01). However, the lower doses of the extract led to a significant decrease in immobility duration compared to the sham group (P<0.001) (P<0.01). The fluoxetine-receiving group also showed a significant reduction in immobility duration compared to the sham group (P<0.01). Lower doses of M. officinalis extract caused a significant increase in blood corticosterone relative to the sham group (P<0.001). Administration of fluoxetine also caused a significant increase in corticosterone levels in the blood in comparison to the sham group (P<0.001). In the OFT, the number of crossing lines in the sham group showed a significant increase relative to the control group (P<0.01) in the experimental groups, a high dose of M. officinalis extract resulted in a significant decrease in the number of times the rats crossed the lines in comparison to the sham group (P<0.01).

    Conclusion

    Phytochemical studies have shown some active substances, such as quercetin and phenolic acids in M. officinalis, which have antioxidant and antidepressant activity by inhibiting monoamine oxidase and increasing dopamine and serotonin. Therefore, due to active biological molecules, M. officinalis can play a vital role in preventing depression. The results have also shown that M. officinalis extract, particularly in lower doses, has better antidepressant effects in rats under chronic stress.

    Keywords: Chronic stress, depression, Animal model, Melilotus officinalis L
  • Vahideh Samadiyan-Sarbangholi, B. Abaszadeh *, Fatemeh Sefidkon, Mehrdad Yarnia Pages 142-154
    Bachground and objective

    Deficiency or excess of any growth factor leads to morphological, anatomical, physiological, and growth disorders in plants. Drought stress means a lack of water in the plant. This situation occurs when the amount of transpiration exceeds the amount of water absorption. Low irrigation (watering less than the optimal water requirement of the plant) is a strategy to save water, but it affects the plant at a particular stage of growth or the entire season. Biofertilizers develop the root system, changing host plant water relations and plant metabolism. They also activate the defense system, improving access to minerals and tolerance to drought in the host plant, making it environmentally friendly and natural. To manage the prevailing water crisis, one should look for solutions such as reducing water consumption and stopping irrigation at all stages of growth. This is without harming the plant's final performance. In addition, due to the importance of medicinal plants and increasing their biomass, biological fertilizers and the adjustment of drought stress effects have a special place. This experiment was carried out to investigate the effectiveness of Satureja bachtiarica Bunge. against dehydration at different stages of growth. It also investigated the consumption of mycorrhizal fungi and growth-stimulating bacteria to manage plant production with high quality and quantity.

    Methodology

    The experiment was carried out in the form of split plots in the form of a randomized complete block design in three replications in the research farm of Islamic Azad University, Tabriz branch, in 2018. The main and sub-factors were included in 4 water stress (I1: without stress, I2: cut irrigation in stem elongation stage, I3: cut irrigation at the budding stage and I4: cut irrigation at 50% flowering stage) and 5 biofertilizer levels (b1: without inoculation, b2: inoculation with Funneliformis mosseae, b3: inoculation with Rhizophagus irregularis, b4: Funneliformis mosseae + Rhizophagus irregularis and b5: Azosprillium+Pseudomonas+Azetobacter), respectively. The harvest was in full flowering stage.

    Results

    The comparison of the average of irrigation interruptions showed that the most number of leaves, stem diameter, canopy extent, root weight, leaf yield, flowering stem yield, and flowering branch yield belonged to the irrigation interruption at the 50% flowering stage. Inoculation with Funneliformis mosseae mycorrhizal fungus achieved the highest leaf yield (912.06 kg/ha), flowering stem yield (1071.25 kg/ha) and flowering branch yield (1983.32 kg/ha) in inoculation with Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacter was observed. The highest percentage of essential oil was found in inoculation with Funneliformis mosseae with an average of 1.76%. The maximum average yield of essential oil at 30.50 kg/ha was observed in the inoculation treatment with Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacter. The results of the comparison of the average of the interaction effect showed that the maximum height of the plant and the number of inflorescences with an average of 61.72 cm and 30.46 per plant were found in the interaction effect of the treatment of interruption of irrigation at the stemming stage and inoculation of Rhizophagus irregularis + Funneliformis mosseae, which is about 31 and 39 The percentage increased compared to their lowest value. Stopping irrigation in the budding stage ×Funneliformis mosseae had the highest percentage of essential oil with an average of 2.33%. Stopping irrigation in the stemming stage ×Rhizophagus irregularis had the lowest essential oil percentage. The highest leaf yield (1212.83 kg/ha), flowering stem yield (1494.75 kg/ha), flowering branch yield (2707.58 kg/ha) and essential oil yield (44.39 kg/ha) in the interaction effect of cutting × Azosprillium + Pseudomonas + Azotobacter irrigation was observed at the 50% flowering stage, which increased by 70, 82, 81 and 87% compared to the lowest ones.

    Conclusion

    The correct management of soil fertility, improvement, and maintenance of soil fertility in modern agricultural systems will provide the nutrients needed by the plant and thus enhance the yield. Therefore, in recent years, many studies have been conducted on biological fertilizers. Mycorrhizal fungi are essential factors in the stable plant-soil system, which coexists with more than 85% of plants. Drought stress is one of the most influential environmental factors in plant growth and causes morphological, physiological, and metabolic changes. In addition, biofertilizers increase plant access to nutrients and produce and direct hormones involved in the growth of the root environment. They also increase stress tolerance and enhance yield. Considering the arid and semi-arid conditions of the country and the increase in demand for medicinal plants and Satureja bachtiarica spices, it is recommended to stop irrigation at the 50% flowering stage and use Azotobacter, Azospirillium, and Pseudomonas biofertilizers to obtain the maximum yield of leaves, flowering branches, and essential oil.

    Keywords: Drought Stress, Mycohrriza, Pseudomonas, Azetobacter, Azosprillium, essential oil yield
  • MohammadHadi Shojaei Baghini *, Mahdi Naghizadeh Pages 155-173
    Background and objectives

    Cumin (Cuminum cyminum L.) is one of the oldest aromatic plants in the world, known medicinally as the second domesticated medicinal plant in Iran. Drought stress, as oxidative stress, affects plant biochemical, physiological, and morphological responses. One of the ways to increase plants' resistance to environmental stress is to use plant growth regulators such as brassinosteroids and melatonin. These hormones increase plant performance in both stress and non-stress conditions. Plant growth regulators, by affecting plant metabolites, stimulating phytohormone biosynthesis, enhancing nutrient absorption, improving defense mechanisms, stimulating root growth, and improving gas exchange, contribute to plants' quantitative and qualitative performance in stress and non-stress conditions. Although some research shows that the use of plant growth regulators such as brassinosteroid and melatonin, which are of natural origin and compatible with the environment, has a significant effect on reducing adverse effects caused by environmental stresses; however, the combined use of these plant hormones is less reported. Therefore, in this research, the influence of the foliar application of brassinosteroid and melatonin on some physiological traits, including amount of malondialdehyde, hydrogen peroxide, electrolyte leakage, activity of antioxidant enzymes, accumulation of carbohydrates and proline, malondialdehyde, hydrogen peroxide as well as quantitative and qualitative yield of cumin was examined under water deficit conditions.

    Methodology

    This research was conducted in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran. A factorial experiment in a randomized complete block design with six replications was carried out in 2022. The experimental treatments included different levels of drought stress (100 % and 50 % field capacity; F.C.), melatonin (0 and 100 μM), and brassinosteroid (0 and 0.75 μM).

    Results

    The results showed that water deficit increased the amount of malondialdehyde, hydrogen peroxide, electrolyte leakage, activity of antioxidant enzymes (peroxidase (POD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) and superoxide dismutase (SOD)), as well as raised the accumulation of carbohydrates and proline in cumin plants. Indeed, brassinosteroids and melatonin significantly increased antioxidant enzyme activities and the concentrations of osmolytes. It also decreased the levels of malondialdehyde, hydrogen peroxide as well and electrolyte leakage in drought-stressed plants. Drought stress resulted in reduced cumin grain yield. In contrast, under these conditions, the percentage of cumin seed essential oil was increased. Foliar application of brassinosteroid and melatonin in stress and non-stress conditions improved cumin yield.

    Conclusion

    Overall, it was concluded that the use of brassinosteroid and melatonin increased the resistance of cumin plants against drought stress by increasing the activity of antioxidant enzymes, increasing the accumulation of compatible osmolytes such as proline and carbohydrate, and maintaining the stability of the membrane and ultimately enhancing the yield of cumin seeds. The application of melatonin and brassinosteroid also affected the quality of the product and increased the percentage of cumin essential oil; however, the positive effects of brassinosteroid and melatonin were greater than those of brassinosteroid or melatonin applied separately.

    Keywords: Cuminum cyminum L, Osmolytes, brassinosteroid, essential oil percentage, Melatonin, medicinal plant
  • Babak Bahreininejad *, Fatemeh Sefidkon, M.H. Lebaschy, Zahra Jaberalansar Pages 174-190
    Background and objectives
    Awareness of changes in medicinal plant yield quantity and quality over time is one of the most important goals in agricultural management. Satureja mutica is one of the valuable medicinal species growing in Iran. This study was conducted to evaluate the effects of different planting beds on changes in vegetative characteristics and essential oil components over the years of growth in S. mutica under rainfed conditions.
    Methodology
    The experiment was conducted in the form of split plots in a randomized complete block design for three years (2018-2020) in the rainy conditions of Feridounshahr city, Isfahan province. Planting beds as the main plot included cow manure (30 tons per hectare), wheat straw (10 tons per hectare), and control (without cow manure and wheat straw). After the preparation of the field, the seedlings were planted at the bottom of the wells created at a distance of 50 x 50 cm from each other. During the growing season and at the time of 50% flowering, the studied traits including total plant dry weight, leaf and stem dry weight, plant height, crown diameter per plant, canopy area per plant, and in each square meter of land and the number of stems per plant were measured. For essential oil extraction, the flowering branches of the plants were harvested at the full flowering stage. After drying in the shade, the essential oil was extracted by the water distillation method. After determining the yield of essential oils based on the dry weight of the plant, the essential oils were analyzed and identified by gas chromatography, and gas chromatography was connected to a mass spectrometer in the phytochemistry laboratory of the Research Institute of Forests and Rangelands. Considering that the plant is several years old and measurements are carried out every year on fixed plots, the design analysis was done on divided plots at the time of implementation. The SAS computer program was used to perform statistical calculations, and the LSD test was applied to compare the means. For essential oil extraction, the flowering branch of the plant was harvested at the full flowering stage. After drying in the shade, the essential oil was extracted by the water distillation method. After determining the yield of essential oils based on the dry weight of the plant, the essential oils were analyzed and identified by gas chromatography, and gas chromatography was connected to a mass spectrometer in the phytochemistry laboratory of the Research Institute of Forests and Pastures. The SAS computer program was used to perform statistical calculations, and the LSD test was used to compare the means.
    Results
    The variance analysis of the data showed that the effects of bed, year, and their interaction effects on the measured traits were significant in many cases. Results showed that the highest values of plant height, crown diameter, canopy area, and number of stems per plant in the first year were seen in manure treatment. In the last year, they were in control. The highest rates of total dry weight, leaf dry weight, essential oil yield, and essential oil percentage were observed in control in the last year. These rates were 1427, 891, 42 kg ha-1, and 4.67%, respectively. The main essential oil components are thymol, carvacrol, p-cymene, and gamma-terpinene. These essential oil components are affected by the planting bed and the growth year. So in the case of p-cymene, the highest amount obtained in the first year was in the straw treatment. The highest amounts of gamma-terpinene were observed in all three planting bed treatments in the last year of growth. S. mutica had significant amounts of thymol, and the trend of changes among planting bed treatments and during growing years was very small. The highest amounts of carvacrol were observed in straw treatment and animal manure in the second year of growth. The results of the correlation coefficients showed that the most vital traits affecting essential oil yield were total dry weight, leaf and stem, and essential oil percentage. Thymol and p-cymene were inversely correlated with carvacrol and gamma-terpinene.
    Conclusion
    On the whole, to produce S. mutica under rainfed conditions similar to this study, manure or straw could affect yield and essential oil over the first and second years; however, in the third year, this effect diminished, and control treatment was superior to straw and manure treatments.
    Keywords: Medicinal plants, Savory, WHEAT STRAW, Cow manure
  • Mostafa Sarani Mallak, Maryam Allahdou *, Leila Mehravaran, Halimeh Piri Pages 191-205
    Background and objectives
    Drought stress is the most critical factor limiting agricultural and medicinal plants' performance in arid and semi-arid areas. Silybum Marianum L. is a medicinal plant with antioxidant properties. In addition to the plant's genetic nature, flavonolignan production and accumulation are affected by various environmental conditions. The accumulation of secondary metabolites under drought stress was studied concerning the antioxidant defense system at the biochemical level. The purpose is to evaluate the secondary metabolites of milk thistle under non-stress conditions and different levels of drought stress and different growth conditions, as well as to identify the best level of moisture stress and the time of harvesting the plant to increase the effective compounds.
    Methodology
    Milk thistle seeds were disinfected and transferred to a Petri dish containing filter paper and placed in a germinator at 25°C for germination. The germinated seeds were transferred to the pots and put under controlled temperature and humidity in the greenhouse of Hirmand city, Shandel village, located 25 km from Zabul city, Sistan, and Baluchistan province. Evaluation of the effect of drought stress at four different levels of irrigation (25, 50, 75, and 100% of water requirement respectively severe stress, moderate stress, mild stress, and non-stress) and in 3 growth stages (6, 13 and 20 weeks after planting) on biochemical traits including proline content (PC), carbohydrates content (CC), total phenol content (TPC), total flavonoid content (TFC), antioxidant activity and activity of antioxidant enzymes such as catalase (CA), ascorbate peroxidase (AP), guaiacol peroxidase (GP), superoxide dismutase (SOD) and polyphenol oxidase (PO) was carried out. The experiment was done as a factorial based on a completely randomized design with three replications. Data and errors were examined for normality. After confirming the normality of the data and errors, analysis of the variance of the traits and comparing the mean of the traits (LSR) was done at the 5% level.
    Results
    The variance analysis of traits showed that the effect of different levels of irrigation, harvest time, and their interaction on all traits was significant. Comparison of the average interaction effect of irrigation treatment and harvest time of traits: proline content, carbohydrates content, phenol and flavonoid content, and antioxidant activity increased in all growth stages and the lowest and highest values were respectively observed in the growth stage 6 weeks after planting in 100 Percentage of water requirement and growth stage 20 weeks after harvesting in the condition of 25% water requirement. Therefore, the drought stress factor can be used to improve the effective substances of this plant. In addition, the final growth stage is the most appropriate time to harvest this plant due to the accumulation of secondary metabolites at this stage. The interaction effect of irrigation treatment and harvest time was not significant for the activity of guaiacol peroxidase enzyme, and for other antioxidant enzymes it showed that the highest activity of catalase enzyme was at the growth stage 6 weeks after planting in conditions of 25 and 50% water requirement, for ascorbate peroxidase enzyme, it belonged to the growth stage 6 weeks after planting in the condition of 100% water requirement, and for polyphenol oxidase and superoxide dismutase enzymes, it belonged to the growth stage 20 weeks after planting in the condition of 25% water requirement. These results indicate that antioxidant enzymes act differently at different growth stages and under various moisture stress conditions.
    Conclusion
    The evaluation results of milk thistle in 4 irrigation regimes and three growth stages showed that most biochemical traits increased under stress conditions. This indicates that the milk thistle plant responds to drought stress through an enzymatic and non-enzymatic antioxidant defense system. Milk thistle plants had the highest total phenolic and flavonoid content at the final development stage (20 weeks after planting). Therefore, the best time to harvest is at the final stage of development, which has the most polyphenolic compounds.
    Keywords: Antioxidant enzymes, flavonoid, Antioxidant activity, secondary metabolite, developmental stages