آنتی اکسیدان
در نشریات گروه باغبانی-
ملاتونین به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی معرفی شده است که در شرایط تنش، نقش حفاظتی داشته و در هنگام مواجهه با تنش های مختلف از جمله شوری به عنوان یک تنظیم کننده اسمزی و اصلاح کننده متابولیکی عمل می کند. به منظور بررسی اثر پیش تیمار ملاتونین بر بهبود صات مورفوفیزیولوژیک گیاه همیشه بهار (.Calendula officinalis L) آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. ملاتونین در سه سطح (صفر، 100 و 150 میکرومولار) و شوری با کلرید سدیم در چهار سطح (صفر، 30، 60 و 90 میلی مولار) به ترتیب به عنوان تیمارهای اول و دوم در نظر گرفته شدند. براساس نتایج به دست آمده بیش ترین ارتفاع گیاه، بیش ترین تعداد برگ و بلندترین طول ریشه در تیمار ملاتونین 150 میکرومولار بدون شوری به دست آمد. در مقابل در شوری 90 میلی مولار و بدون حضور ملاتونین کم ترین تعداد برگ و ارتفاع مشاهده شد. وزن تازه ریشه در سطوح مختلف شوری همگام با افزایش غلظت شوری روند کاهشی نشان داد به طوری که کم ترین وزن تازه ریشه در غلظت 90 میلی مولار نمک بدون ملاتونین مشاهده شد. همچنین وزن تازه ریشه همراه با افزایش غلظت ملاتونین به کار برده شده افزایش داشت. بیش ترین محتوای آب نسبی و درصد پتاسیم برگ در تیمار ملاتونین 150 میکرومولار مشاهده شد و با افزایش غلظت نمک، محتوای آب نسبی و غلظت یون پتاسیم برگ کاهش یافت. بیش ترین میزان قند محلول در شوری 60 میلی مولار به علاوه تیمار ملاتونین 100 میکرومولار و بیش ترین مقدار پرولین در تیمار شوری 60 میلی مولار به علاوه تیمار ملاتونین 150 میکرومولار ایجاد شد. با توجه به نتایج به دست آمده، پیش تیمار ملاتونین در بهبود صفات رویشی و فیزیولوژیک همیشه بهار تحت تنش شوری موثر واقع شد به گونه ای که توانست اثر شوری به ویژه در غلظت های 30 و 60 میلی مولار کلرید سدیم را کاهش دهد.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، پتاسیم، پرولین، تنش محیطی، زیست توده، سدیمMelatonin has been introduced as a strong antioxidant that has a protective role in stressful conditions and acts as an osmotic regulator and metabolic modifier when different stresses occur. In order to investigate the effect of melatonin pretreatment on improving the morphophysiological traits of Calendula officinalis L., a factorial completely randomized design with three replications was conducted. Melatonin at three levels (0, 100 and 150 µM) and sodium chloride at four levels (0, 30, 60 and 90 mM) were considered as the treatments. Based on the obtained results, the highest plant height, the highest number of leaves and the longest root length were obtained in 150 μM melatonin without sodium chloride treatment. On the other hand, at 90 mM salinity and without the presence of melatonin, the lowest number of leaves and plant height were observed. The fresh weight of the root, at different levels of salinity, showed a decreasing trend with increasing salinity concentration, so that its lowest value was observed in the concentration of 90 mM salt without melatonin. The fresh weight of the root increased with the increase in melatonin concentration. The highest relative water content and potassium percentage of leaves were observed in 150 μM melatonin treatment. As the salt concentration increased, the relative water content and potassium concentration decreased. The highest amount of soluble sugar related to 60 mM salinity in combination with 100 µM melatonin and the highest amount of proline was observed in 60 mM salinity + 150 µM melatonin. The results indicated that melatonin pretreatment was effective on the vegetative and physiological traits of marigold under salinity stress and was able to reduce the effect of salinity, especially in the concentrations of 30 and 60 mM sodium chloride.
Keywords: Antioxidant, Potassium, Proline, Environmental Stress, Biomass, Sodium -
مریم گلی ایرانی (Salvia mirzayanii L.) گیاهی دارویی متعلق به خانواده نعناعیان بوده که از گذشته های دور به علت داشتن خواص دارویی فراوان مورد توجه بوده است به منظور بررسی اثر غلظت های مختلف اسید آمینه (صفر، 5/0، 1 و 5/1 گرم در لیتر) و مدت زمان نگه داری (صفر، 2، 4 و 6 ماه) در انبار بر میزان و تغییرات اسانس مریم گلی ایرانی آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت گلدانی انجام شد. محلول پاشی اسید آمینه تاثیر مثبتی بر صفات رویشی و زایشی اندازه گیری شده گیاه مریم گلی ایرانی و همچنین درصد ترکیبات پس از برداشت داشت. در این بررسی مهم ترین ترکیبات موجود در اسانس مریم گلی ایرانی بعد از برداشت، 5-نئو سدرانول (11/20 درصد)، لینالیل استات (52/16) و آلفاترپینیل استات (28/14 درصد) بود. محتوای فنول کل با افزایش سطح محلول پاشی اسید آمینه تا سطح 1 میلی گرم در لیتر افزایش (6/82 میلی گرم در لیتر) و پس ازآن کاهش یافت و با ادامه نگه داری در انبار به مدت 6 ماه پس از برداشت به میزان 15/23 درصد نسبت به نگه داری چهارماهه در انبار کاهش یافت. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی از محلول پاشی اسید آمینه با غلظت 1 میلی گرم در لیتر به دست آمد و انبارمانی به مدت 6 ماه پس از برداشت باعث کاهش آن به میزان 29 درصد نسبت به زمان برداشت شد. براساس نتایج این آزمایش استفاده از اسید آمینه تا غلظت 5/0 گرم در لیتر به منظور حصول حداکثری وزن تر و خشک گیاه توصیه می شود.
کلید واژگان: 5- نئو سدرانول، لینالیل استات، انبار مانی، ترکیبات اسانس، فنول کل، آنتی اکسیدانPersian sage (Salvia mirzayanii L.) is a medicinal plant belonging to the mint family, which has been of interest since ancient times due to its many medicinal properties. In order to investigate the effect of different concentrations of amino acids (0, 0.5, 1 and 1.5 gr/L) and storage duration (0, 2, 4 and 6 months) on the amount and changes of Iranian sage essential oil, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design. Amino acid foliar application had a positive effect on the measured vegetative and reproductive traits of Iranian sage plant as well as the percentage of compounds after harvest. In this study, the most important compounds found in Iranian sage essential oil after harvesting were 5-neo-sedranol (20.11%), Lnalyl acetate (16.52%) and alphaterpinyl acetate (14.28%). The content of total phenol increased by increasing the level of amino acid foliar application up to the level of 1 mg/L (82.6 mg/L) and after that it decreased, and by continuing storage for 6 months after harvesting, it increased by 23.15% compared to four months. The highest antioxidant activity was obtained from foliar spraying of amino acid with a concentration of 1 mg/L, and storage for 6 months after harvest reduced it by 29% compared to the time of harvest. Based on the results of this study, it is recommended to use amino acid up to a concentration of 0.5 gr/L in order to achieve the maximum fresh and dry weight of the plant.
Keywords: 5-Neo-Sedranol, Antioxidant, Essential Oil Compounds, Linalyl Acetate, Total Phenol -
سابقه و هدف
گیاهان دارویی ترکیبات زیست فعالی تولید می کنند که ارزش آنتی اکسیدانی بالایی دارند. با توجه به اهمیت گیاه پنیر باد در صنایع داروسازی، خطر انقراض این گونه ارزشمند افزایش یافته است. ازاین رو باید به دنبال روش های جایگزین برای افزایش تولید متابولیت های ثانویه این گیاه بود. استفاده از محرک ها به عنوان یک تکنیک در کشت بافت، تولید متابولیت های ثانویه گیاهان را افزایش می دهد. گزارش شده است که محرک های قارچی نیز در القای تولید یا افزایش این متابولیت ها در گیاهان دارویی کاربرد دارند. ازاین رو در این مطالعه تاثیر محرک سلولاز بر روی شاخص رشد و صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی گیاه پنیر باد (Withania coagulans (Stocks) Dun.) در کشت سوسپانسیون سلولی بررسی شد.
مواد و روش هابذرهای گیاه پنیر باد از منطقه مهرستان شهرستان سراوان جمع آوری و بعد از ضد عفونی در محیط کشت ½ MS به منظور تولید ریز نمونه کشت گردید. ریزنمونه های تولیدی در محیط کشت MS محتوای هورمون های اکسین و سیتوکنین (2 میلی گرم در لیتر 2,4-D و نیم میلی گرم در لیتر کینتین) به منظور تولید کالوس کشت شده و بعد از سه واکشت متوالی کالوس های تولیدی به محیط کشت MS مایع محتوای هورمون های تنظیم کننده انتقال و تیمارهای مورد بررسی که 6 تیمار محرک شامل: 1: کنترل، 2: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 24 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 3: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 48 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 4: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 72 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 5: محرک با غلظت 7.5 میکروگرم بر میلی لیتر و 14 روز قرارگیری در معرض تحریک کننده و 6: محرک با غلظت 10 میکروگرم بر میلی لیتر و 14 روز قرارگیری در معرض محرک قارچی سلولاز بوده و به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه زابل اعمال گردید. صفات مورد بررسی شامل: شاخص رشد کالوس، فعالیت آنتی اکسیدانی، محتوای پرولین، کربوهیدرات های محلول، مالون دی آلدهید، آلکالوئید کل و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان (کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز، سوپر اکسید دیسموتاز و پلی فنل اکسیداز) بود.
نتایجاثر تیمارهای مختلف سلولاز بر روی کلیه صفات به غیر از فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز معنی دار بود. به طورکلی تیمارهای مختلف محرک منجر به بهبود کلیه صفات اندازه گیری شده به غیر از محتوای کربوهیدرات های کل شد. اما میزان افزایش صفات بستگی به غلظت و دوره زمانی قرارگیری در معرض محرک داشت. به طوری که در بیشتر صفات اندازه گیری شده، تیمار تحریک کننده با غلظت 10 میکروگرم بر میلی لیتر و دوره 14 روزه در معرض محرک بودن سبب افزایش بیشتر شد. همه تیمارهای محرک سلولاز منجر به افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی سلول های پنیر باد در کشت سوسپانسیون سلولی شد. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی در تیمارهای ششم و پنجم و کمترین آن در تیمارهای دوم و اول (کنترل) مشاهده شد. افزودن محرک در مرحله اول رشد سلول ها در کشت سوسپانسیون سلولی (روز هشتم) با وجود غلظت های پایین تر محرک (7.5 و 10 میکروگرم بر میلی لیتر) منجر به افزایش بیشتر رشد کالوس، فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان پرولین و آلکالوئید کل نسبت به اضافه کردن محرک در مرحله فاز نمایی رشد، با وجود غلظت بالای محرک (200 میکروگرم بر میلی لیتر) شد. غلظت بالاتر تحریک کننده ها باعث ایجاد پاسخ حساسیت بیش از حد شده که منجر به مرگ سلولی می گردد و ازاین رو سطح بهینه ای از محرک برای القای رشد مورد نیاز است.
نتیجه گیریمحرک سلولاز از طریق بهبود صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی منجر به افزایش شاخص رشد و ظرفیت آنتی اکسیدانی گیاه پنیر باد شد. با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از محرک سلولاز می تواند به عنوان یک راهبرد مهم برای افزایش رشد، ترکیبات موثره و خاصیت آنتی اکسیدانی گیاه پنیر باد در راستای تولید تجاری آن در نظر گرفته شود.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، سلولاز، شاخص رشد، متابولیت های ثانویهBackground and objectivesMedicinal plants produce bioactive compounds with high antioxidant value. Due to the importance of Withania coagulans</em> in the pharmaceutical industry and also due to the cutting of this shrub species and its use in the pharmaceutical industry using traditional methods, the risk of extinction of this valuable species will increase, so we should look for the method - to be alternatives to increase the production of secondary metabolites of this plant. Using elicitors as a technique in vitro increases plant production of effective compounds (secondary metabolites). It has been reported that fungal stimulants are also used to induce the production or increase of secondary metabolites in medicinal plants. Therefore, in this study, the effect of cellulase elicitor on the growth index and biochemical and physiological traits of Withania coagulans</em> (Stocks) Dunal) was investigated in cell suspension culture.
MethodologySeeds of Withania coagulans</em> were collected from the Mehrestan region of Saravan city, and after disinfection, they were cultivated in ½ MS medium to produce explant. Production explants were cultured in an MS culture medium containing auxin and cytokinin hormones (2mg/l 2, 4, D, and 0.5 mg/l Kinetin) to produce callus. Three sub-cultures of production called into MS culture medium containing transfer previous regulating hormones were done. Investigated treatments include six elicitor treatments: 1: Control 2: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 24 hours of exposure to the Elicitor, 3: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 48 hours of exposure to the Elicitor, 4: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 72 hours of exposure Elicitor, 5: Elicitor with a concentration of 7.5 μg/ml and 14 days of exposure to the Elicitor and 6: Elicitor with a concentration of 10 μg/ml and 14 days of exposure to the cellulase elicitor in a completely randomized design with three replications in the central laboratory of the university of Zabol was applied. Investigated traits were: callus growth index, antioxidant activity, proline content, soluble carbohydrates, malondialdehyde, total alkaloid, and activity of antioxidant enzymes (catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, superoxide dismutase, and polyphenol oxidase).
ResultsThe effect of different cellulase treatments on all traits was significant except polyphenol oxidase enzyme activity. In general, different elicitor treatments improved all the measured traits except the content of total carbohydrates. However, the increase in the trait depended on the concentration and period of exposure to the Elicitor. So, in most of the measured traits, the elicitor treatment with a concentration of 10 micrograms/ml and a period of 14 days caused an increase in all treatments. All cellulase elicitor treatments increased the antioxidant activity of Withania coagulans</em> cells in cell suspension culture. The highest antioxidant activity was observed in the sixth and fifth treatments and the lowest in the second and first treatments (control). The addition of Elicitor in the early stage of cell growth in cell suspension culture (eighth day) despite the lower concentrations of Elicitor (7.5 and 10 μg/ml) leads to a further increase in callus growth, antioxidant activity, Proline, and total alkaloid increased then the addition of Elicitor in exponential phase, despite the high concentration of Elicitor (200 μg/ml). A higher concentration of elicitors causes a hypersensitive response, which leads to cell death; hence, an optimal Elicitor level is required to induce growth.
ConclusionCellulase elicitor improved the growth index and antioxidant potential of Withania coagulans </em>through physiological and biochemical traits. According to the obtained results, the use of cellulase elicitor can be considered an important strategy to increase the growth, effective compounds, and antioxidant properties of Withania coagulans</em> for commercial production.
Keywords: Antioxidant, Cellulase Elicitor, Growth Index, Secondary Metabolites -
آلودگی به فلزات سنگین یکی از معضلات اصلی زیست محیطی و کشاورزی در دهه های اخیر است. مطالعه حاضر به بررسی پاسخ های رشدی و بیوشیمیایی گیاه دارویی مرزنجوش بستانی (Origanom marjoram) در برابر تنش عناصر سنگین کادمیوم و سرب پرداخته است. این مطالعه در طرح فاکتوریل و در قالب بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار در گلخانه دانشگاه شهید باهنر مرکز آموزش عالی کشاورزی بردسیر در سال 1400 انجام شد. فاکتور اول شامل کادمیوم در چهار سطح (صفر، 6، 12 و 24 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم شامل سرب در چهار سطح (صفر، 150، 300 و 450 میلی گرم در کیلوگرم خاک) در نظر گرفته شد. وزن خشک اندام هوایی و ریشه، غلظت سرب و کادمیوم در اندام هوایی و ریشه، پراکسیداسیون لیپیدها (MDA)، فلاونوئید، آنتوسیانین، فنول کل، پرولین، پروتئین، آنتی اکسیدانت های آنزیمی شامل، گایاکول پراکسیداز (GPX)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و کاتالاز (CAT) اندازه گیری شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که کلیه صفات مذکور تحت تاثیر اثرات ساده سرب و کادمیوم قرار گرفتند. اثر متقابل کادمیوم × سرب روی پرولین، پروتئین، GPX، پلی فنل، فلاونوئید و آنتوسیانین معنی دار نبود. وزن خشک اندام هوایی و ریشه در حضور کادمیوم و سرب کاهش و غلظت عناصر سرب و کادمیوم، افزایش پیدا کرده است، بااین حال، این آسیب در حضور کادمیوم بیشتر از سرب بود. حضور کادمیوم در محیط حاوی سرب اثر بازدارندگی در جذب سرب توسط گیاه داشت و بالعکس. بیشترین میزان MDA در ترکیب غلظت سرب 450 و کادمیوم 24 میلی گرم بر کیلوگرم گزارش شد. بررسی فعالیت سه آنزیم نشان داد که حداکثر فعالیت آنزیم کاتالاز در ترکیب کادمیوم 6 و سرب 450 میلی گرم بر کیلوگرم به میزان 0/066 و کمترین آن در شاهد 27/0 واحد جذب بر گرم وزن تر بود. همچنین، بیشترین فعالیت APX در ترکیب غلظت 24 کادمیوم و صفر سرب 3/21 و کمترین آن در شاهد 0/97 واحد جذب بر گرم وزن تر گیاه گزارش شد. استفاده از کادمیوم و سرب در بالاترین سطح مصرفی نسبت به شاهد، به ترتیب سبب افزایش فعالیت GPX به میزان 204 و 40 درصد گردید. در بررسی فنول کل، فلاونوئید و آنتوسیانین و پروتئین، با افزایش غلظت کادمیوم از صفر به 24 میلی گرم بر کیلوگرم، به ترتیب 52، 42، 208 و 81 درصد و برای پروتئین 39 درصد کاهش نشان داد. این صفات با افزایش سرب از صفر به 450، به ترتیب، 14، 14، 58 و 40 درصد افزایش و برای پروتئین 24 درصد کاهش نشان داد. با توجه به نتایج موجود به نظر می رسد که با افزایش عناصر سنگین متابولیت های ثانویه افزایش یافته و به دنبال آن مقاومت به فلز سنگین نیز افزایش می یابد.
کلید واژگان: آنتوسیانین، آنتی اکسیدان، پرولین، فلاونوئید، فنلIntroductionHeavy metals, like cadmium, lead, and arsenic, harm air, soil, agriculture, and human health. Plants suffer from reduced growth, chlorophyll production, and enzyme activity due to heavy metal exposure. Reactive oxygen species are produced, damaging biological molecules. However, plants have developed resistance mechanisms, including antioxidant stimulation. Flavonoids, complex compounds in plants, enhance resistance to heavy metals. Medicinal plants, rich in secondary metabolites like flavonoids, phenolic compounds, and alkaloids, show resistance to heavy metals. Origanum majorana as a medicinal plant, contains compounds that contribute to its heavy metal resistance. Based on limited studies, medicinal plants, particularly marjoram, have shown greater resistance to environmental stresses due to their secondary metabolites and the ability to produce uncontaminated essential oils in response to heavy metals like cadmium and lead. This study aimed to investigate the biochemical responses and growth of marjoram plants when exposed simultaneously to cadmium and lead, as well as the mutual effects of these two elements on marjoram behavior.
Materials and MethodsA factorial randomized complete block design experiment with four replications was used to study the effect of Cd in four concentrations (0, 6, 12 and 24 mg.kg-1 soil) as well as Pb in four concentrations (0, 150 300 and 450 mg. Kg-1 soil). The concentrations were determined based on previous reports and a preliminary experiment. Soil was prepared with appropriate amounts of cadmium chloride and lead chloride were added according to the desired concentrations. The contaminated soil was then incubated at field capacity moisture for two months. Seeds have been sown in germination trays. Seedlings at the three to four leaf stage were transferred to pots containing the contaminated soil. Plant harvest took place 42 to 52 days after the transfer to pots, specifically when the plants had just entered the flowering stage. The aboveground parts of the plants were harvested separately, and the roots were carefully removed from the soil. Half of the plants were dried at 105 °C for 24 h to determine the dry weight, Pb and Cd concentrations. The other half of the plants were used to measure biochemical traits including flavonoids, anthocyanins, malondialdehyde, protein, proline and some enzymatic antioxidants. The data was analyzed using a two-way analysis of variance (ANOVA), and the means were compared using the LSD test. A significance level of 95% was applied using SAS 9.2.
Results and DiscussionIn this study, various parameters were measured including the dry weight of aerial parts and roots, concentrations of lead and cadmium in the aerial parts and roots, lipid peroxidation (MDA), flavonoids, anthocyanins, total phenols, proline, protein, and antioxidant enzymes including guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX), and catalase (CAT). The results of the analysis of variance showed that all the mentioned traits were influenced by the individual effects of lead and cadmium. However, there was no significant interaction between cadmium and lead on proline, protein, GPX, polyphenols, flavonoids, and anthocyanins. The dry weight of aerial parts and roots decreased in the presence of cadmium and lead, while the concentrations of lead and cadmium increased. However, this damage was more pronounced in the presence of cadmium compared to lead. The presence of cadmium in a lead-containing environment had an inhibitory effect on lead uptake by the plant, and vice versa. The highest level of MDA was reported in the combination of lead and cadmium concentrations of 450 and 24 mg/kg, respectively. The analysis of enzyme activity showed that the maximum catalase activity was observed in the combination of 6 and 450 mg/kg of cadmium and lead, respectively, while the minimum activity was found in the control group. Similarly, the highest APX activity was reported in the combination of 24 mg/kg of cadmium and zero lead, while the lowest activity was observed in the control group. The use of cadmium and lead at the highest consumption level compared to the control group resulted in a 204% and 40% increase in GPX activity, respectively. In the analysis of total phenols, flavonoids, anthocyanins, and protein, an increase in cadmium concentration from zero to 24 mg/kg led to a decrease of 52%, 42%, 208%, and 81%, respectively, while protein decreased by 39%. These traits showed an increase of 14%, 14%, 58%, and 40%, respectively, with an increase in lead concentration from zero to 450 mg/kg, while protein decreased by 24%. Based on the results, it appears that the increase in secondary metabolites with the increase in heavy metals has accompanied the plant's response to the prevailing conditions.
ConclusionThe study found that both cadmium and lead negatively affect the dry weight of plants, with cadmium having a greater impact. This reduction is particularly noticeable in photosynthesis, pigments, electron transport chain, and energy production. The highest concentrations of lead and cadmium (24-450 mg/kg) show the maximum decrease. As the concentrations of these elements increase in the growth medium, their concentration in the plants also increases. Lead has lower mobility and tends to accumulate in the roots compared to cadmium. Interestingly, the presence of cadmium inhibits the uptake of lead by the plant, and vice versa. This leads to an average inhibition of 39% for lead uptake by cadmium and 35% for cadmium uptake by lead in the aerial parts. The study also observed an increase in secondary metabolites, which act as antioxidants and help the plant cope with the stresses caused by cadmium and lead. These metabolites may also contribute to osmotic regulation along with the increase in proline. Based on these findings, it seems that these plants can be used in green spaces contaminated with moderate to low levels of cadmium and lead, particularly in mining areas.
Keywords: Antioxidant, Antocyanin, Flavonoid, Phenol, Proline -
سابقه و هدف
در سال های اخیر گیاه دارویی گزنه (Urtica dioica L.) به دلیل تاثیرگذاری قابل توجه بر بسیاری از بیماری ها به ویژه بیماری دیابت مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. باوجوداین، تحقیقات کمی در زمینه کشت بافت و تاثیر الیسیتورها بر خصوصیات آنتی اکسیدانی و تولید متابولیت های ثانویه آن انجام شده است. این پژوهش با هدف بررسی بهترین ترکیب هورمونی و شرایط نوری موثر بر کالوس زایی گزنه و تاثیر الیسیتور متیل جاسمونات بر ویژگی های بیوشمیایی آن انجام شد.
مواد و روش هابرای این منظور با استفاده از ریزنمونه ساقه، اثر سطوح مختلف هورمون های اکسین نفتالین استیک اسید (1.5 و 3 میلی گرم بر لیتر) و 2 و4-دی کلروفنوکسی استیک اسید (2,4-D) (0.5 و 1.5 میلی گرم بر لیتر) و سیتوکینین بنزیل آمینوپورین (0.5 و 1.5 میلی گرم بر لیتر) در دو شرایط نوری (روشنایی و تاریکی) با اندازه گیری وزن تر، وزن خشک و درصد کالوس زایی بررسی شد. با استفاده از کشت مایع، منحنی رشد کالوس گیاه گزنه بدست آمد. پس از راه اندازی کشت تعلیقی، تیمار متیل جاسمونات با سه سطح 1، 0.1 و 0.01 میلی مولار اعمال شد و در زمان های 24، 48 و 96 ساعت نمونه برداری انجام شد. فعالیت آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز، پلی فنل اکسیداز و محتوای پروتئین کل با عصاره گیری در بافر Tris-HCl 50 میلی مولار با اسیدیته 8/8 و محتوای فنل کل، فلاونویید کل با استخراج در متانول 80% با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری و روش های استاندارد برای نمونه های شاهد و تحت تیمارهای مختلف متیل جاسمونات اندازه گیری شد. همچنین میزان سه متابولیت کوئرستین، کامفرول و روتین با استفاده از دستگاه HPLC دارای آشکارساز UV و فاز ثابت ستون C18 اندازه گیری شد. تجزیه داده های آزمایش کالوس زایی براساس آزمایش دو عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی و داده های آزمایش بیوشیمیایی و HPLC در قالب طرح خرد شده در زمان انجام شد و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن انجام گردید.
نتایجبراساس نتایج، بهترین ترکیب هورمونی برای تولید وزن تر و خشک در شرایط روشنایی، شامل 1.5 میلی گرم بر لیتر نفتالین استیک اسید و 1.5 میلی گرم بر لیتر بنزیل آمینو پورین و در شرایط تاریکی شامل 1.5 میلی گرم بر لیتر نفتالین استیک اسید و 0.5 میلی گرم بر لیتر بنزیل آمینو پورین بود. همچنین با توجه به نتایج، نفتالین استیک اسید (62.5%) نسبت به 2,4-D (43.5%) عملکرد بهتری در درصد کالوس زایی گزنه نشان داد. روشنایی به عنوان بهترین شرایط نوری برای کالوس زایی در گزنه تعیین شد، به طوری که میزان وزن تر، وزن خشک و درصد کالوس زایی در روشنایی نسبت به تاریکی به ترتیب افزایش 4.79، 4.91 و 1.92 برابری داشت. افزایش در فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز، فنل کل و پروتئین کل در بعضی نمونه های تحت تیمار متیل جاسمونات نسبت به شاهد دیده شد و در فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز و محتوای فلاونویید کل تغییر معنی داری مشاهده نشد. براساس نتایج HPLC بیشترین میزان متابولیت روتین در زمان 96 ساعت پس از افزودن الیسیتور و در غلظت 0.01 میلی مولار متیل جاسمونات بدست آمد.
نتیجه گیریهورمون نفتالین استیک اسید نسبت به هورمون 2,4-D و شرایط روشنایی نسبت به تاریکی در کالوس زایی گزنه موثرتر واقع شد. الیسیتور متیل جاسمونات باعت افزایش خاصیت آنتی اکسیدانی گزنه (48 ساعت پس از تیمار) به وسیله افزایش فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز شد ولی اثر معنی داری در تغییر فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز و فلاونویید کل نسبت به شاهد نداشت. بنابراین پیشنهاد می شود غلظت های دیگر متیل جاسمونات به منظور رسیدن به شرایط بهینه برای افزایش تولید متابولیت های ثانویه در شرایط کشت درون شیشه گزنه بررسی شود.
کلید واژگان: اکسین، آنتی اکسیدان، پلی فنل اکسیداز، متابولیت ثانویه، روتین، گزنه (Urtica Dioica L.)Background and objectivesIn recent years, Urtica dioica L. has attracted the attention of researchers due to its significant effect on many diseases, especially diabetes. However, more research needs to be done in the field of tissue culture and the effect of elicitors on antioxidant properties and the production of its secondary metabolites. This research aimed to investigate the best hormonal combination and light conditions effective on nettle callogenesis and the effect of methyl jasmonate elicitor on its biochemical properties.
MethodologyFor this purpose, using stem explants, the effect of different levels of auxin hormones, naphthalene acetic acid (NAA) (1.5 and 3 mg/l) and 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4 D) (0.5 and 1.5 mg/l) and cytokinin hormone, benzylaminopurine (BAP) (0.5 and 1.5 mg/l) were evaluated in two light conditions (light and dark) by measuring fresh weight, dry weight and percentage of callogenesis. The nettle plant's callus growth curve was obtained using liquid culture. After starting the suspension culture, methyl jasmonate treatment was applied with three levels of 1, 0.1 and 0.01 mM, and sampling was done at 24, 48 and 96 hours. The enzyme activity of phenylalanine ammonialyase and polyphenol oxidase and total protein content by extracting in 50 mM Tris-HCl buffer with 8.8 acidity and total phenol, total flavonoid content by extracting in 80% methanol was measured using spectrophotometric and standard methods for control samples and those under different treatments of methyl jasmonate. Also, three metabolites of quercetin, kaempferol and rutin were measured using an HPLC device with a UV detector and 18C column stationary phase. Data from the callogenesis experiment were analyzed in a two-factor experiment in a completely randomized design. The data from the biochemical and HPLC experiments were analyzed in a split-plot in time design, and the means were compared with Duncan's test.
ResultsAccording to the results, the best hormonal combination to produce fresh and dry weight in light conditions includes 1.5 mg/l of NAA and 1.5 mg/l of BAP and in dark conditions, it includes 1.5 mg/l naphthalene acetic acid and 0.5 mg/l of benzyl aminopurine. Also, according to the results, naphthalene acetic acid (62.5%) performed better than 2,4-D (43.5%) in the nettle callogenesis percentage. Lighting was determined as the best light condition for callogenesis in nettle, so the amount of fresh and dry weight and percent of callogenesis in light compared to darkness increased by 4.79, 4.91 and 1.92 times, respectively. There was an increase in polyphenol oxidase enzyme activity, total phenol and total protein in some samples treated with methyl jasmonate compared to the control, and no significant increase was observed in the activity of phenylalanine ammonialyase enzyme and total flavonoid content. According to the HPLC results, the highest amount of rutin metabolite was obtained in 96 hours after the addition of the elicitor and at the concentration of 0.01 mM methyl jasmonate.
ConclusionThe naphthalene acetic acid hormone was more effective than the 2,4-D hormone and light conditions than darkness in nettle callogenesis. Methyl jasmonate elicitor increased the antioxidant property of nettle (48 hours after treatment) by increasing the polyphenol oxidase enzyme activity. However, compared to the control, it had no significant effect on the phenylalanine ammonialyase enzyme activity and total flavonoid. It is suggested that other concentrations of methyl jasmonate be tested to reach optimal conditions for increasing the production of secondary metabolites in nettle in vitro culture conditions.
Keywords: Auxin, Antioxidant, Polyphenol Oxidase, Secondary Metabolite, Rutin, Nettle (Urtica Dioica L.) -
سابقه و هدفکلپوره (.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 هابه 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.نتایجنتایج 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 گیریبا 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.کلید واژگان: آنتی اکسیدان، تازن، شرایط درون شیشه، پینه، مشتقات فنلیBackground and ObjectivesTeucrium 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.MethodologyLeaf 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.ResultsAccording 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.ConclusionConsidering 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
-
گیاهان دارویی منابع مهمی از ترکیبات دارویی هستند که از زمان های قدیم در درمان بسیاری از بیماری ها استفاده شده است. گیاهان دارویی با میکروارگانیسم های متعددی که به صورت همزیست در قسمت های مختلف گیاهان رشد می کنند، ارتباط برقرار کرده اند. به منظور بررسی اثر قارچ های میکوریزا در شرایط تنش شوری بر ویژگی های فیزیولوژیکی و عناصر ریزمغذی گیاه دارویی بالنگوی شیرازی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1398 در گلخانه دانشگاه آزاد اسلامی مهاباد اجرا شد. فاکتور اول تنش شوری در چهار سطح (صفر (آب مقطر)، 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر ناشی از نمک کلرید سدیم) و عامل دوم تلقیح نشا با سه قارچ میکوریزا (R. irregularis G. versiform, F. mosseae,) بودند. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه تک بوته، درصد روغن دانه، ظرفیت آنتی اکسیدان، محتوای پرولین، نشت مواد یونی و عناصر غذایی شامل نیتروژن، فسفر و پتاسیم بودند. نتایج نشان داد که صفات مورد ارزیابی در پژوهش حاضر تحت تاثیر تیمارهای قارچ میکوریزا، تنش شوری و اثر متقابل قارچ در تنش شوری قرار گرفتند. گیاهچه هایی که با قارچ میکوریزا R. irregularis تلقیح شده دارای بیش ترین میزان عملکرد دانه تک بوته (94/276 گرم)، درصد روغن (51/30 درصد)، پرولین (60/246 میلی گرم بر گرم)، قدرت آنتی اکسیدان (32/49 درصد) و عناصر معدنی نسبت به دو سویه دیگر قارچ میکوریزا بودند. تنش شوری موجب افزایش درصد روغن (33/27 درصد)، پرولین (08/242 میلی گرم بر گرم)، قدرت آنتی اکسیدان (13/39 درصد) برگ گیاه دارویی بالنگوی شیرازی شد و با افزایش تنش شوری از صفر به 8 دسی زیمنس بر متر باعث کاهش صفات عملکرد دانه (03/109 گرم) و عناصر معدنی (%47/3N=، %40/0P= و %16/1K=) شد. طبق نتایج مقایسه میانگین اثر برهمکنش قارچ در تنش شوری، بیش ترین میزان عملکرد دانه (81/361 گرم) و عناصر معدنی (%33/7N=، %79/0P= و %55/2K=) در تلقیح گیاه با قارچ R. irregularis در عدم تنش شوری مشاهده شد و همچنین بیش ترین میزان صفات درصد روغن (68/33 درصد)، پرولین (33/311 میلی گرم بر گرم) و قدرت آنتی اکسیدانی (27/60 درصد) در تنش 8 دسی زیمنس بر متر بدست آمد. باتوجه به نتایج تحقیق حاضر استفاده از سویه قارچ R. irregularis بیش ترین تاثیر مثبت بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی بالنگوی شیرازی نسبت به عدم تلقیح قارچ برخوردار بود.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، بالنگو، میکوریزا، محتوای پرولین، نیتروژنIntroductionThe medicinal plant of Balangu Shirazi (Lalemantia royleana Benth) to the Lamiaceae or Labiateae family. This medicinal plant is native to the tropical regions of Asia, India, Afghanistan and Pakistan. This plant is also found in various regions of the Middle East and Europe, especially Turkey, Iran and in the Siberian regions of Russia, i.e. in Western Siberia. Due to the presence of high mucilage content, Lallemantia royleana seeds quickly absorb water through the hydration process and produce a sticky, cloudy and tasteless liquid that can be used as a new source of hydrocolloid in food formulations as well. Soil salinity is a growing problem in agricultural ecosystems that endangers the growth and productivity of plants. Salinity causes ionic toxicity, nutritional imbalance, pigment destruction and inhibition of photosynthesis, oxidative and osmotic stress, limited release of CO2 in leaves, changes in metabolic pathways, cell deformation, premature aging and finally cell death in it becomes a plant. Therefore, effective solutions to deal with soil salinity under agricultural management systems can include all kinds of salt-resistant species and biotechnological approaches such as the use of beneficial microorganisms that are able to improve plant tolerance to salt. Mycorrhizal fungi, one of the common soil microbes, can occupy the roots of most terrestrial plant species. Notably, mycorrhizal fungi can improve host plant tolerance to salinity stress by a series of physiological and biochemical mechanisms, including higher water use efficiency, photosynthetic capacity, maintaining ion homeostasis, osmotic protection, maintaining cell ultrastructure and enhancing antioxidant metabolism. This study was conducted with the aim of investigating the role of three mycorrhizal fungi on seed yield, physiological characteristics and mineral elements (N, P and K) of the medicinal plant L. royleana under salt stress conditions.
Materials and MethodsThis experiment was factorial based on a completely randomized design including the treatment of mycorrhizal fungi at three levels (R. irregularis, G. versiform, F. mosseae) with the number of spores 5 x 106 per milliliter of inoculum and salinity stress including four level (0, 2, 4, 6 and 8 dS/m of sodium chloride salt) was done in three repetitions. This experiment was carried out in 2018 in a greenhouse at Islamic Azad University, Mahabad Branch, day and night temperatures were 25 and 22 degrees Celsius, respectively, with two relative humidity levels of 60 (during the day) and 40 (at night). The percentage and amount of carbon dioxide was about (mMol.mol-1) 500-600. Shirazi Balangu seeds were obtained from Pakan Seed Company of Isfahan with 99% purity and 80% potency. Distilled water was used for zero treatment (control) and pure sodium chloride salt (Merck, Germany) was used to prepare solutions with electrical conductivity of 2, 4, 6 and 8 dS/m. Balango seeds were sown in the middle of Mehr in pots with an opening diameter of 20 cm and a length of 18 cm containing soil, sand and manure (2:1:1) at a depth of 0.5-1 cm. Three fungi G. versiform, R. irregularis and F. mosseae were used for mycorrhiza inoculation, and there were at least 50 live spores in each gram of soil. The ratio of the inoculant used to the soil was one to nine (by volume) and in layers. In order to prevent any deficiency of nutrients, 10 ml of Hoagland nutrient solution with half the concentration of phosphorus was added to all the pots every week. The traits under study encompassed the seed yield of a single plant, seed oil percentage, antioxidant capacity, proline content, as well as the leakage of ionic substances and nutrients such as nitrogen, phosphorus, and potassium. Analysis of variance (ANOVA) was conducted on the data using SAS 9.1 statistical software. Mean comparisons among traits were performed utilizing Duncan's test at a significance level of 5%.
Results and DiscussionThe results showed that the traits evaluated in the present study were affected by mycorrhizal fungus treatments, salinity stress and the mutual effect of fungi in salinity stress. Seedlings inoculated with mycorrhizal fungus R. irregularis had the highest seed yield, percentage of oil, proline, antioxidant power and mineral elements compared to the other two strains of mycorrhizal fungus. Salinity stress increased the percentage of oil, proline, and antioxidant power of L. royleana medicinal plant leaves, and increasing the salinity stress from 0 to 8 dS/m decreased grain yield and mineral elements. According to the comparison results of the average effect of fungus interaction in salt stress, the highest amount of seed yield and mineral elements in plant inoculation with R. irregularis fungus was observed in the absence of salt stress, as well as the highest amount of traits of oil percentage, proline and antioxidant power. It was obtained in a tension of 8 dS/m. According to the results of the present research, the use of R. irregularis mushroom strain had the most positive effect on the quantitative and qualitative characteristics of L. royleana medicinal plant compared to the absence of mushroom inoculation.
ConclusionIn general, the results of this study showed that mycorrhizal inoculation had a positive and significant effect on seed yield, antioxidant capacity, oil percentage, proline content and the concentration of nitrogen, phosphorus and potassium elements in L. royleana plant. Also, the results indicated that the use of mycorrhiza in the cultivation of L. royleana can partially prevent the occurrence of element deficiency in saline soils and reduce the high consumption of chemical fertilizers. This assertion has been corroborated by research conducted by other scholars focusing on medicinal plants. Employing mycorrhizal symbiosis in saline soils has been shown to enhance plant resistance to salinity. Therefore, by employing a suitable mycorrhizal strain with salinity resistance, it becomes feasible to mitigate the departure of saline soils from the production cycle, thereby averting consumption-related issues. Furthermore, the excessive use of chemical fertilizers has led to numerous problems, highlighting the need for alternative approaches.
Keywords: Antioxidant, Balangu, Mycorrhiza, Nitrogen, Proline content -
توت فرنگی یکی از میوه های مهم و مغذی است که قابلیت کشت در مزرعه و گلخانه را دارا می باشد. به منظور بررسی تاثیر هورمون ها بر رشد توت فرنگی رقم ’گاویتا‘ دو آزمایش در یک واحد گلخانه تجاری طراحی و اجرا شد. در آزمایش اول جیبرلین در غلظت های 50، 100 و150 میلی گرم در لیتر و ایندول بوتیریک اسید در غلظت های 20، 40 و 60 میلی گرم در لیتر در مراحل رشدی (کدهای 55، 60 و 65) براساس دستورالعمل جهانی BBCH محلول پاشی شدند. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 4 تکرار انجام شد. میوه ها پس از رسیدن به مرحله قرمزی به صورت دستی برداشت شدند و به منظور آزمایش های تکمیلی به آزمایشگاه های گروه علوم باغبانی دانشکده مهندسی علوم باغبانی و فضای سبز دانشگاه تهران منتقل شدند. صفات رویشی و زایشی شامل سطح برگ، تعداد برگ، محیط تاج بوته، ارتفاع بوته، تعداد گل و ابعاد میوه و صفات بیوشیمیایی میوه شامل: مواد جامد محلول، میزان اسید قابل تیتراسیون میوه، آنتوسیانین، فعالیت آنتی اکسیدانی، ترکیبات فنلی کل، میزان فعالیت آنزیم کاتالاز، آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز، ویتامین ث و رنگ میوه مورد ارزیابی قرار گرفتند. جیبرلین در غلظت 50 میلی گرم در لیتر ویژگی های رویشی بوته نظیر: سطح برگ بوته، محیط تاج بوته، ارتفاع بوته و تعداد گل را بهبود بخشید در حالیکه اکسین موجب کاهش بدشکلی میوه تا 40 درصد شد و همچنین موجب افزایش در میزان مواد جامد محلول، میزان اسید قابل تیتراسیون میوه و میزان فعالیت آنتی اکسیدانی میوه شد. در کل جیبرلین در غلظت 50 میلی گرم در لیتر به منظور افزایش ویژگی های رویشی بوته و اکسین در غلظت 60 میلی گرم در لیتر موجب افزایش ویژگی های میوه شدند. در آزمایش دوم میوه ها در محلول نفتالین استیک اسید (NAA) با غلظت های 20، 40 و 60 میلی گرم در لیتر و جیبرلین با غلظت های 25، 50 و 100 میلی گرم در لیتر در مراحل رشدی میوه براساس زمان کدهای 70 (تشکیل میوه) و 73 (میوه سبز کوچک) دستورالعمل جهانی BBCH غوطه ور شدند. جیبرلین در غلظت 100 میلی گرم در لیتر موجب افزایش در اندازه میوه، وزن میوه، افزایش ویژگی های بیوشیمیایی میوه و کاهش بدشکلی میوه تا 5/37 درصد شد. در حالیکه اکسین در غلظت 60 میلی گرم در لیتر موجب افزایش میزان آنتوسیانین میوه، ترکیبات فنلی کل میوه و ویتامین ث شد. در کل جیبرلین با غلظت 100 میلی گرم در لیتر و اکسین با غلظت 60 میلی گرم در لیتر به منظور افزایش اندازه میوه، وزن میوه، ویژگی های بیوشیمیایی میوه و کاهش بدشکلی میوه ها توصیه می شوند.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، استولون زایی، بدشکلی میوه، توت فرنگی، کشت گلخانه ای، کیفیت میوهIntroductionStrawberry is known as one of the most important temperate small fruits which is cultivated in the field, greenhouse and high tunnels in the most regions of the world. The role of gibberellin and auxin in increasing fruit size of strawberries have been reported. One of the major problems of strawberry production in greenhouse is the fruits malformation which has reduced the market value of the fruit. Gibberellin and auxin have been different effects in vegetative and reproductive of growth stages. The purpose of this research was to improve the vegetative and reproductive indices of the fruit and to control the malformation problem by stimulating the development of seeds on the fruit and stimulating the growth of the fruit receptacle by gibberellin GA3.
Materials and MethodsExperiments were conducted in a commercial greenhouse in Karaj, Hashtgerd New City, Phase 7 during 2017-2019. Two separate experiments (spraying hormones on whole plant or immersing individual fruitlets on hormone solution) were designed and implemented in a commercial greenhouse unit. In the first experiment: GA3 was at concentrations of 50, 100 and 150 ppm and IBA at concentrations of 20, 40 and 60 ppm in growth stages of 60 and 65 according to BBCH worldwide model. In the second experiment, fruits were immersed in NAA with concentrations of 20, 40 and 60 ppm and GA3 with concentrations of 25, 50 and 100 ppm at fruit growth stages 70 and 73 according to BBCH procedure. After reaching the red stage, the fruits were manually harvested and transferred to the laboratories for additional tests. Vegetative and reproductive traits were evaluated including leaf area, number of leaves, crown circumference, plant height, number of flowers and fruit dimensions. Fruit biochemical characteristics include: total soluble solids, titratable acid content of fruit, anthocyanin and antioxidant capacity, total phenolics, catalase and superoxide dismutase enzymes activities and content of vitamin C were evaluated. The experiments were designed and implemented in the frame of a randomized complete block design. The data were analyzed by SAS ver.9.4 and SPSS ver. 22 software, the mean data were compared based on Duncan's multi-range test, and the graphs were drawn by Excel 2013 software.
Results and DiscussionFoliar spraying with gibberellin had a significant effect on several characteristics, including leaf area, crown circumference, number of flowers, and plant height at the 1% level of significance. However, it did not yield a significant impact on the attribute of leaf number. The increase in vegetative growth could be due to the synthesis of more amino acids in the stimulation of gibberellin treatment. Gibberellin treatments increased the vegetative growth of the plant and increased the number of flowers, but their growth was stopped after fruit formation and no fruits were formed in gibberellin spraying. This can be due to the existence of an antagonistic relationship between vegetative parts and fruit developments. Auxin hormone treatments had a significant effect on increasing fruit size and reducing the percentage of malformed fruits. GA3 at concentration of 50 ppm improved plant vegetative characteristics such as: plant leaf area, plant crown circumference, plant height and number of flowers, while IBA reduced fruit deformity by 40% and also increased the amount of total soluble solids, the titratable acid content of the fruit and the antioxidant content of the fruit. In general, gibberellin at a concentration of 50 ppm in order to increase plant vegetative indices and auxin at a concentration of 60 ppm were statistically effective. In second experiment, it seems that three levels of gibberellin treatment have increased all traits related to fruit compared to auxin and control. GA3 at a concentration of 100 ppm, causing an increase in fruit size, fruit weight and the biochemical properties of the fruit and the deformity decreased by 37/5% while NAA at a concentration of 60 ppm increased the amount of fruit anthocyanin as well as total fruit phenolics and vitamin C content.
ConclusionIn the first experiment, gibberellin foliar application at a concentration of 50 ppm had the greatest effect on vegetative growth indicators. Also, in the same experiment, it was found that the use of GA3 in high concentrations has the negative effects on flowering and fruit growth., while it increases the amount of runner production. Also, IBA at a concentration of 60 ppm was the most effective treatment in fruit indices. In the second experiment, gibberellin at a concentration of 100 ppm was the most effective treatment in fruit and its biochemical traits, while NAA auxin in the second experiment showed a lower response to fruit than IBA auxin in the first experiment.
Keywords: Antioxidants, Fruit malformation, Greenhouse cultivation, Fruit quality, Stolen formation, Strawberry -
گل های فصلی، از عناصر اصلی در احداث فضای سبز می باشند که کشت آن ها با تنش خشکی محدود می شود. به نظر می رسد بهبود محیط کشت این گل ها با مواد آلی مانند بیوچار (زغال زیستی)، می تواند یک راهکار پایدار و سازگار با محیط زیست برای افزایش تحمل به تنش خشکی باشد. در همین راستا، پژوهشی گلخانه ای برای بررسی اثرهای خشکی بر ویژگی های ریخت شناسی، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی جعفری آفریقایی با کاربرد بیوچار پوسته برنج انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل با دو عامل تیمار آبیاری در سه سطح 100، 50 و 25% ظرفیت مزرعه و کاربرد بیوچار در سه سطح صفر، 5/3 و 7% وزنی در قالب طرح به طور کامل تصادفی با 5 تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که تنش خشکی سبب کاهش ویژگی های ریخت شناسی ارتفاع گیاه، وزن خشک شاخساره، تعداد برگ، تعداد شاخه های جانبی، تعداد گل، و طول و قطر گل شد به طوری که کمترین مقدار آن ها در 25% ظرفیت مزرعه به دست آمد. همچنین، کاربرد بیوچار باعث افزایش ویژگی های ریخت شناسی بیان شده در شرایط تنش خشکی شد. مقدار سبزینه a، سبزینه b، سبزینه کل، کاروتنویید، پراکسید هیدروژن، پرولین، مالون دی آلدیید و کربوهیدرات های محلول کل و نیز فعالیت آنزیم های پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در شرایط خشکی افزایش یافتند و کاربرد بیوچار باعث کاهش مقادیر این ویژگی ها در شرایط خشکی شد. همچنین، محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشاء یاخته ای و پروتیین های محلول کل در شرایط خشکی روند کاهشی نشان دادند که استفاده از بیوچار باعث بهبود این ویژگی ها در شرایط تنش خشکی شد. به طورکلی اثرگذاری مقدار 7% وزنی بیوچار در مقایسه با 5/3% آن در کاهش اثرهای نامناسب تنش خشکی بیشتر بود. بنابراین، به طورکلی می توان بیوچار پوسته برنج به مقدار 7% وزنی را به عنوان یک بهبوددهنده مناسب خاک، برای افزایش تحمل به تنش خشکی در گل های فصلی برای کشت در فضای سبز، توصیه کرد هرچند که نیاز به بررسی های بیشتر هم به صورت کشت مزرعه ای و هم در مقدار های دیگر کاربرد، می باشد.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، زغال زیستی، کم آبی، گل های فصلیBedding plants are important elements in landscape construction, and their cultivation is limited by drought stress. Improving the cultivation medium of these flowers with organic materials such as biochar can be a sustainable and environmentally friendly solution to increase their tolerance to drought stress. For this purpose, a greenhouse research was conducted to mitigate the effects of drought on morpho-physiological and biochemical characteristics of African marigold by application of rice husk biochar. The factorial experiment was conducted with two factors of irrigation treatment at three levels of 100, 50 and 25% of the field capacity (FC) and biochar at three levels of 0, 3.5 and 7% (w/w) in a completely randomized design with 5 replications. The results showed that drought decreased the morphological factors of shoot height, shoot dry weight, number of leaves, number of lateral branches, number of flowers, and length and diameter of flowers, so their lowest value were obtained in 25% FC. Furthermore, the use of biochar improved the morphological traits mentioned under drought conditions. The activity of peroxidase and superoxide dismutase enzymes, hydrogen peroxide content, proline, malondialdehyde, soluble carbohydrates, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoid increased under drought conditions. The use of biochar reduced these biochemical traits under drought conditions. Furthermore, relative water content of leaf, cell membrane stability index and soluble proteins showed a decreasing trend under drought conditions, and the use of biochar led to the improvement of these traits. In general, 7% biochar was more effective than 3.5% in reducing the adverse effects of drought stress. Therefore, 7% rice husk biochar can be recommended as a suitable soil improver to increase tolerance to drought stress in bedding plants for landscape purposes, although more investigations are needed both under field cultivation and at other applied amounts.
Keywords: Antioxidant, Bedding plants, Biochar, Water deficit -
میوه انگور در مراحل پس از برداشت، به دلیل نرم شدن بافت، بسیار فسادپذیر می باشد که همین امر عمر پس از برداشت آن را کوتاه می کند. پوشش های خوراکی مانند کیتوسان و ژل آلویه ورا با ایجاد ساختار محافظت کننده در برابر آسیب های مکانیکی و تغییر اتمسفر درونی بافت، می توانند کیفیت میوه ها را افزایش دهند. به همین منظور، در این بررسی اثر محلول پاشی کیتوسان (در سه غلظت صفر، 2 و 3 درصد) قبل از برداشت و ژل آلویه ورا (صفر، 25 و 33 درصد) بعد از برداشت، بر کیفیت و ماندگاری میوه انگور رقم عسگری در پنج زمان مختلف (صفر، 7، 14، 21 و 28 روز پس از برداشت) در دمای 4 درجه سانتی گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان دهنده معنی دار بودن اثر تیمار و زمان انبارمانی بر صفات مورد نظر در سطح یک درصد بود. میوه های تیمار شده با کیتوسان و ژل آلویه ورا دارای سفتی بافت، شاخص طعم، محتوای فنلی، فعالیت آنتی اکسیدانی و اسیدهای قابل تیتراسیون بالاتر و شاخص پوسیدگی و اسیدیته کم تر از شاهد بودند. بالاترین میزان محتوای فنل، آنتی اکسیدان، شاخص طعم و اسیدیته قابل تیتراسیون در هر پنج زمان اندازه گیری متعلق به تیمارهای کیتوسان 2 درصد به همراه هر دو غلظت ژل آلویه ورا (25 و 33 درصد) و کم ترین میزان مربوط به تیمار شاهد بود. در تیمار شاهد، در مدت زمان انبارمانی درصد شاخص پوسیدگی افزایش یافت و در انگورهای تیمار شده با کیتوسان و ژل آلویه ورا روند پوسیدگی کندتر بود و کم ترین میزان پوسیدگی در تیمار کیتوسان 2 درصد به همراه ژل آلویه ورا در روز 14ام مشاهده شد. به طور کلی، بر اساس نتایج به دست آمده مشاهده شد که کاربرد قبل از برداشت کیتوسان و پس از برداشت ژل آلویه ورا، عمر پس از برداشت انگور ’عسگری‘ را افزایش داد و موجب بهبود صفات کیفی در آن شد.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، پوشش طبیعی، شاخص پوسیدگی، محتوای فنول کلIntroductionWhile grapes are considered as non-climacteric fruits, during the post-harvest stages, due to the softening of the tissue, it is very prone to decay, which shortens its post-harvest life. Today, due to the desire of consumers to use high quality food, the use of biodegradable films and coatings with antimicrobial properties, is a suitable alternative to synthetic preservatives, in order to maintain food security and prevent wastage of significant capital. Edible coatings are edible thin layers that are used to increase the shelf life and quality of fruits. This material increases the quality and health of the product by creating a semi-permeable barrier to water vapor and oxygen and carbon dioxide gases between the product and the environment, and to prevent anaerobic respiration, it absorbs a certain amount of gases and to this Sequence increases product shelf life. One of the most important ways to increase the shelf life and maintain the quality of agricultural products, especially fruits, is the use of edible coatings on the crop surface. Chitosan is one of the most important natural derivatives of chitin, of which about 50% of its acetyl’s groups have been removed. Due to the fact that Aloe vera gel has no taste and odor, can be considered a good option as a cover for fruits after harvest and due to its elasticity and strength solution in water, as a suitable layer on the product. Located and protects the fruit from mechanical damage and moisture loss.
Material and MethodsIn this study, 12-year-old mature grape trees of ‘Asgari’ cultivar in the scaffolding garden of Abestan region of Khorramabad city in 1398 were studied. In the pre-harvest stage, chitosan was sprayed on the tree and in the post-harvest stage, Aloe vera gel was applied by dipping the fruit in Aloe vera gel in the laboratory. After treatment, the fruits were stored in the refrigerator at a temperature of 4 ± 0.5 ° C and were examined at different time stages for quantitative and qualitative characteristics of the fruit. 20 identical grape trees (in terms of fruit size and load, with 50 to 70 annual branches in 8-14 buds) selected and grape clusters with different concentrations of chitosan (control (distilled water), 2 and 3 Percentage of chitosan) at different stages of growth (fruit set), 35 and 50 days later) were sprayed directly with 4 liters per vine, by hand sprayer (2 ml Tween 80% was added as the active surfactant). For this stage, immediately after harvesting the grapes, take them to the laboratory and immerse them in concentrations (zero, 25 and 33%) of Aloe vera gel for 10 to 20 seconds and then in the air. They dried. Then, grape fruits weighing about 360-300 g in each experimental unit were stored for 28 days at 4 ° C and examined. This study was performed as a factorial experiment (2 factors) in a completely randomized design with three replications. The first factor is the effect of the treatments studied in seven levels including: control, 2% chitosan (CTS 2%), 3% chitosan (CTS 3%), chitosan 2% + Aloe vera gel 25% (AVG 25% + CTS 2%), chitosan 3% + Aloe vera gel 25% (AVG 25% + CTS 3%), 2% chitosan + 33% Aloe vera gel (AVG 33% + CTS 2%), chitosan 3% + Aloe vera gel 33% (AVG 33% + CTS 3%) and the second factor was storage time at five levels (zero, 7, 14, 21 and 28 days after harvest). Data analysis was performed using SAS software and a significant difference between treatments for each trait with a minimum significant difference at the probability level = 0.05 α was determined.
Results and DiscussionThe results of analysis of variance showed that the effect of treatment and storage time on the desired traits was significant at the level of one percent. Fruits treated with chitosan and Aloe vera gel had higher texture firmness, taste index, phenolic content, antioxidant activity and titratable acids and caries index and pH were lower than the control. The highest content of phenol, antioxidant, flavor index and titratable acidity in all five measurement times belonged to 2% chitosan treatments with both concentrations of Aloe vera gel (25 and 33%) and the lowest amount belonged to the control treatment. In control treatment, the percentage of caries index increased during storage and in grapes treated with chitosan and Aloe vera gel, the caries process was slower and the lowest rate of caries was observed in 2% chitosan treatment with aloe vera gel on the 14th day. In general, it was observed that pre-harvest application of chitosan and post-harvest Aloe vera gel increase the post-harvest life of ‘Asgari’ grapes and improve its quality traits. Chitosan creates a barrier with selective permeability to oxygen and carbon dioxide gases, and by placing carbon dioxide at a higher level and reducing oxygen, it creates a modified atmosphere around the fruit, which reduces respiration and ethylene production. As a result, it reduces the aging process and reduces the consumption of organic acids and sugars and prevents the increase of pH. Low pH prevents browning of the fruit due to the activity of catechins and chlorogenic acid enzymes. Aloe vera gel coating maintains and increases the antioxidant capacity of the whole fruit by reducing fruit juice loss, reducing respiration, reducing ethylene production and delaying aging.
ConclusionThe combined treatment of chitosan 2% and Aloe vera gel (25 and 33%) increased fruit firmness, titratable acidity, taste index, total phenol content and antioxidant activity of grapes and reduced pH and caries index. Application of these treatments increased the post-harvest life of ‘Asgari’ grapes by 14 days, so it can be stated that the use of chitosan in the pre-harvest stage and the use of Aloe vera gel in the post-harvest stage as biodegradable and natural compounds to increase Shelf life of ‘Asgari’ grape fruit is recommended.
Keywords: Antioxidant, Decay index, Natural coating, Total phenol content -
برداشت میوه در زمان نامناسب مهمترین عامل کاهش کیفیت، بازارپسندی و عمر پس از برداشت میوه کیوی است. در این پژوهش، تاثیر زمان های مختلف برداشت بر ویژگی های کیفی، ارزش غذایی و خواص ارگانولپتیک میوه دو ژنوتیپ جدید کیوی فروت با گوشت قرمز و زرد بررسی شد. میوه های هر دو ژنوتیپ در شش زمان مختلف 130، 140، 150، 160، 170 و 180 روز پس از مرحله تمام گل برداشت شدند. نتایج نشان داد میوه هایی که 180 روز پس از تمام گل برداشت شدند، میانگین وزن، طول، قطر میوه، درصد ماده خشک، محتوای مواد جامد محلول و قند محلول کل بالاتری داشتند. این در حالی است که اسید قابل عیارسنجی آن ها نسبت به میوه هایی که زودتر برداشت شده بودند، کمتر بود. دامنه میزان مواد جامد محلول در ژنوتیپ گوشت زرد بین 80/6 و 66/11 و در ژنوتیپ گوشت قرمز بین90/6 و 70/13 درجه بریکس متغیر بود. با تاخیر در زمان برداشت میزان فنول کل، آسکوربیک اسید، ظرفیت آنتی اکسیدانی کل با دو روش DPPH و FRAP، و زاویه هیوی پریکارپ بیرونی و درونی میوه ها در هر دو ژنوتیپ کاهش پیدا کرد. محتوای آسکوربیک اسید در ژنوتیپ گوشت قرمز از 34/90 به 57/75 میلی گرم در 100 گرم و در ژنوتیپ گوشت زرد از 83/74 به 62/50 میلی گرم در 100 گرم کاهش یافت. میوه کیوی گوشت قرمز در مقایسه با گوشت زرد ظرفیت آنتی اکسیدانی و ارزش غذایی بالاتری داشت. همچنین، بین محتوای آسکوربیک اسید و ظرفیت آنتی اکسیدانی اندازه گیری شده با دو شیوه DPPH (98/0=r) و FRAP (95/0=r) همبستگی مثبت و معنی دار وجود داشت. در مجموع، میوه ژنوتیپ های جدید کیوی فروت با رنگ گوشت قرمز و زرد تنها بعد از 170 روز پس از تمام گل، به حداقل محتوای مواد جامد محلول و حداقل زاویه هیو جهت برداشت تجاری با خواص ارگانولپتیک بالا رسیدند و تاخیر در برداشت باعث افزایش خواص ارگانولیپتیک در هر دو ژنوتیپ شد. همچنین ظرفیت آنتی اکسیدانی آنها نسبت به برداشت زودهنگام اندکی کمتر بود.کلید واژگان: ارزش غذایی، ارزیابی حسی، آنتی اکسیدان، شاخص هیوHarvest at inappropriate time is the most important factor in reducing the fruit quality, marketability, and postharvest life of kiwifruit. In this study, the effect of different harvest times on fruit quality, nutritional value, and organoleptic characteristics of two novel kiwifruits of yellow and red flesh was investigated. Fruits from promising genotypes were harvested at 130, 140, 150, 160, 170, and 180 days after full bloom (DAFB). The results showed that fruits harvested after 180 DAFB showed higher weight, length, diameter, dry matter, soluble solids content, and total soluble sugars. Meanwhile, titratable acidity was lower than fruits harvested earlier. The values of soluble solid content ranged from 6.80 to 11.66° brix in golden kiwifruit and from 6.90 to 13.70° brix in red flesh kiwifruit. With delayed harvest, total phenols, ascorbic acid content, DPPH and FRAP antioxidant capacity and hue angle in outer and inner pericarp decreased in both genotypes. Ascorbic acid content in the red-fleshed genotype decreased from 90.34 to 75.57 mg/100 g and in the golden genotype from 74.83 to 50.62 mg/100 g. Fruits from the red-fleshed genotype had the higher antioxidant capacity and nutritional value compared to the golden genotype. There was a positive significant correlation between ascorbic acid content and antioxidant capacity measured by DPPH (r=0.98) and FRAP (r=0.95) methods. In conclusion, novel golden and red flesh kiwifruit genotypes reached the minimum soluble solid content and hue angle for commercial harvest with favorable organoleptic properties only at 170 DAFB and the delay in harvest increased the organoleptic properties in both genotypes. However, the content of their antioxidant capacity was slightly lower compared to the early harvest.Keywords: Antioxidant, Hue Index, nutritional value, sensory evaluation
-
اسطوخودوس افراشته (Lavandula stricta)، سنا بومی (Cassia obovata)، زامور (Cocculus pendulus) و بادمجان وحشی (Solanum xanthocarpum) از گونه های قابل رویش در استان بوشهر می باشند و تاکنون گزارشی مبنی بر توصیف ویژگی های اکوفیزیولوژیک، علف کشی و بیوشیمیایی این گونه ها در ایران وجود ندارد. برای این منظور، گیاهان مورد نظر در بهار سال 1398 در استان بوشهر از طبیعت جمع آوری و در شرایط سایه و جریان هوای آزاد به منظور عصاره گیری و اندازه گیری صفات مورد نظر، خشک شدند. در بین گیاهان مورد مطالعه بیشترین و کمترین میزان فنول کل به ترتیب در گیاهان زامور جمع آوری شده در کیلومتر 3 جاده گله دار و گیاه سنا بومی جمع آوری شده در منطقه کاکی مشاهده گردید. گیاهان اسطوخودوس افراشته برداشت شده از منطقه گلوگاه، دارای بالاترین میزان فلاونویید کل بود. کمترین و بیشترین میزان فلاوون و فلاونول مربوط به گیاهان سنا بومی و زامور بود. در این مطالعه، بیشترین میزان فعالیت آنتی اکسیدانی به ترتیب در گیاهان زامور، اسطوخودوس افراشته و بادمجان وحشی گزارش گردید. گیاهان سنا بومی جمع آوری شده از منطقه کاکی دارای کمترین میزان فعالیت آنتی اکسیدانی بود. گیاهان اسطوخودوس افراشته برداشت شده از منطقه گلوگاه، دارای ترکیبات فنولی پی کوماریک اسید و الاژیک اسید می باشد. در بین اسیدهای فنولی مورد ارزیابی، اسیدهای فنولی کاتچین و پی کوماریک اسید در گیاهان زامور جمع آوری شده در کیلومتر 3 جاده گله دار مشاهده شد. گیاه سنا بومی جمع آوری شده از منطقه کاکی و اسطوخودوس افراشته دارای الاژیک اسید در پیکره رویشی بودند. نتایج این بررسی نشان داد اسیدهای فنولی شناسایی شده در بادمجان وحشی جمع آوری شده از بندر سیراف، کافییک اسید، کلروژنیک اسید، پی کوماریک اسید، وانیلین و هسپریدین بود. در بین اسیدهای فنولی شناسایی شده، کلروژنیک اسید ترکیب غالب در بادمجان وحشی بود. نتایج این پژوهش نشان داد بیشترین اثر بازدارندگی روی جوانه زنی بذور پنیرک مربوط به غلظت 1000 میکرولیتر در لیتر عصاره های زامور و بادمجان وحشی بود، به نحوی که به طور کامل جوانه زنی را متوقف کردند. به طور کلی با افزایش غلظت عصاره از صفر تا 1000 میکرولیتر در لیتر، شاخص آللوپاتی در مورد همه گیاهان منفی تر شد. افزون بر این، با به کارگیری عصاره های الکلی گیاهان مورد مطالعه و افزایش غلظت از صفر تا 1000 میکرولیتر در لیتر، میانگین درصد، سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه سلمه تره به طور معنی داری کاهش یافت. کمترین شاخص آللوپاتی در غلظت 1000 میکرولیتر در لیتر عصاره بادمجان وحشی مشاهده شد که بیشترین اثر بازدارندگی (شاخص آللوپاتی 58/0-) را بر رشد و جوانه زنی بذور سلمه تره داشت. با توجه به پتانسیل بالای علف کشی عصاره های زامور و بادمجان وحشی، می توان از آن ها در راستای مدیریت علف های هرز پنیرک و سلمه تره استفاده کرد. همچنین می توان از عصاره گیاه زامور به عنوان یک منبع آنتی اکسیدان طبیعی در صنایع مرتبط استفاده نمود.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، الاژیک اسید، کلروژنیک اسید، فلاونوئید، علف کشیIntroductionLavandula stricta, Cassia obovata, Cocculus pendulus, and Solanum xanthocarpum are among the species that can be grown in Bushehr province, and so far, there is no report describing the ecophysiological, herbicidal and biochemical characteristics of these species in Iran. In recent decades, many chemical herbicides have been used to control weeds in agricultural ecosystems. Despite the many benefits of these herbicides, their improper use has caused devastating effects on the environment and agricultural production and ultimately has harmed human health. At present, the approach of developed countries is to use non-chemical methods and natural materials (biocides) to control weeds. Bushehr province with an area of about 252,653 Km2 in southern Iran and the Persian Gulf and at an altitude of 0 to195 meters above sea level. The average rainfall in Bushehr province is 250 mm. Bushehr province has a great variety in terms of having medicinal plants that allopathic substances and secondary metabolites of these plants have received less attention. Therefore, the identification of secondary metabolites and plants with allopathic properties is very important for the production of biological herbicides.
Materials and MethodsThis study was conducted to evaluate the eco-physiological, biochemical and herbicidal characteristics of Lavandula stricta, Cassia obovata, Cocculus pendulus and Solanum xanthocarpum. The plants were collected in April and May 2019. The location was situated in Kangan and Dashti, Bushehr Province, Iran. The ecological characteristics of the four areas such as latitude and longitude (UTM) and altitude were also recorded. Also, in order to determine the physicochemical properties of the soil in the collection areas of the studied plants, samples were taken from 15 different points of plant growth, from a depth of 0-30 cm and their properties were reported. In order to investigate the phytotoxic activity of the studied plants on germination and growth characteristics of Malva sylvestris and Chenopodium album in laboratory conditions, the seeds were first disinfected in 5% sodium hypochlorite for 5 minutes. Then the seeds were washed for 15 minutes and then dried at room temperature. In this study, Solanum xanthocarpum juice and alcoholic extracts of Lavandula stricta, Cassia obovata and Cocculus pendulus were used to investigate the phytotoxic properties and biochemical traits. From the extracts, concentrations of 0 (distilled water), 200, 400, 600, 800 and 1000 µl.L-1 were prepared and added to Petri dishes containing 25 seeds. In order to germinate the seeds, Petri dishes containing the extracts related to the extract were placed in suitable light conditions at a temperature of 25°C. Two weeks after treatment, germination percentage (%), germination rate index (number of day), radicle and plumule length (cm) and allopathic index were measured. Determination of free radical scavenging was performed by using the DPPH test. The samples’ absorptions were read at a wavelength of 517 nm with Epoch Microplate Spectrophotometer, BioTek Instruments, Inc., USA. Measuring the total phenols was performed according to Folin’s reagent method and the use of gallic acid as standard by using a spectrophotometer at the wavelength of 765 nm. Total flavonoid content was measured using a spectrophotometer at a wavelength of 510 nm through a standard curve of quercetin from Sigma-Aldrich. Flavones and flavonols were measured using 2% aluminum chloride and methanol at 425 nm. To isolate and measure the amount of polyphenols, an HPLC Agilent HPLC 1200 series model was used. Data were analyzed by using Duncan’s multiple range test (P< 0.05) by SAS, version 9.4 for Windows.
Results and DiscussionAmong the studied plants, the highest and lowest amount of total phenol was found in Cocculus pendulus and Cassia obovata, respectively. The results showed, the highest amount of the total flavonoid in the extract, was achieved in Lavandula stricta plants collected in Kangan. The lowest (0.37 mg QUE. 100 g-1 DW) and highest (2.79 mg QUE. 100 g-1 DW) amount of flavon and flavonol was found in Cassia obovata and Cocculus pendulus, respectively. Also, antioxidant activity (I%) for Cocculus pendulus, Lavandula stricta and Solanum xanthocarpum were 77, 57 and 35%, respectively. Although, the lowest amount of antioxidant activity was found in Cassia obovata plants collected in Dashti. The results showed, the Lavandula stricta plants collected in Kangan had p-coumaric acid (PC) and ellagic acid (EA) by 0.565 and 1.28 mg g-1 DW. Among the phenolic acids evaluated, only catechin (0.262 mg g-1 DW) and p-coumaric acid (0.163 mg g-1 DW) were observed in the Cocculus pendulus plants collected in Kangan. The Cassia obovata plants collected in Dashti, had ellagic acid by 0.915 mg g-1 DW. The results of this study showed that the phenolic compounds identified in Solanum xanthocarpum juice were caffeic acid, chlorogenic acid, pi-coumaric acid, vanillin and hesperidin. Chlorogenic acid was the predominant phenolic compound by 457 mg g-1 DW. Laboratory results showed Cocculus pendulus and Solanum xanthocarpum extracts had the most inhibition effect on the germination and growth of Malva sylvestris at the concentration of 1000 µl L-1.
ConclusionIn this study, as the concentration of the extracts increased, the germination percentage, germination rate index (GRI), radicle and plumule lengths of Chenopodium album decreased significantly. Moreover, Solanum xanthocarpum juice showed the highest inhibition effect on Chenopodium album growth and germination at 1000 µl L-1. Due to the high potential allelopathy of the Cocculus pendulus and Solanum xanthocarpum, they can be used for Malva sylvestris and Chenopodium album control. Also, Cocculus pendulus extract can be used as a natural antioxidant source in related industries.
Keywords: Antioxidants, Chlorogenic acid, Ellagic acid, flavonoids, Herbicidal -
گیاه دارویی استویا از خانواده Asteraceae، حاوی ترکیبات طبیعی، به ویژه استویوزید و ریبایودیوزید A است که تخمین زده می شود 150 تا 400 برابر شیرین تر از ساکاروز باشد. به منظور بررسی اثر قارچ اندوفیت Piriformospora indica در شرایط تنش آبی بر خصوصیات رویشی، پارامترهای فیزیولوژیکی و عناصر ریزمغذی گیاه دارویی استویا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار در سال 97-1396 اجرا شد. عامل اول تنش خشکی در چهار سطح (25، 45، 60 و 80 درصد ظرفیت مزرعه) و عامل دوم تلقیح نشاء با قارچ در دو سطح (عدم تلقیح و تلقیح باP. indica) بودند. صفات مورد مطالعه شامل کولونیزاسیون ریشه، وزن خشک، تعداد برگ، ارتفاع بوته، قطر ساقه، کلروفیل a، b، کلروفیل کل، کاروتنویید، پرولین، قندهای محلول، قدرت آنتی اکسیدانی و عناصر ریزمغذی شامل مس، آهن، روی و منگنز بودند. نتایج نشان داد که صفات مورد ارزیابی در پژوهش حاضر تحت تاثیر تیمارهای اصلی قارچ و تنش خشکی قرار گرفتند. نهال هایی که با قارچ اندوفیت P. indica تلقیح شده دارای بیش ترین درصد کولونیزاسیون ریشه، پارامترهای رشد، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی، ترکیبات محلول و عناصر ریزمغذی نسبت به عدم تلقیح بودند. تنش خشکی موجب افزایش قندهای محلول، میزان پرولین و قدرت آنتی اکسیدانی برگ گیاه دارویی استویا شد و با افزایش تنش خشکی از 80 درصد ظرفیت زراعی به 25 درصد باعث کاهش مابقی صفات شد. طبق نتایج مقایسه میانگین اثر برهمکنش قارچ در تنش خشکی، بیش ترین میزان کولونیزاسیون ریشه، قطر ساقه و محتوای کاروتنویید در تلقیح گیاه با قارچ P. indica و تنش 25 درصد و قدرت آنتی اکسیدانی در تنش 80 درصد مشاهده شد. باتوجه به نتایج تحقیق حاضر استفاده از قارچ P. indica بیش ترین تاثیر مثبت بر خصوصیات کمی و کیفی گیاه دارویی استویا نسبت به عدم تلقیح قارچ برخوردار بود.کلید واژگان: آنتی اکسیدان، استویا، عناصر غذایی، کم آبی، کلونیزاسیونIntroductionStevia (Stevia rebaudiana) is one of the medicinal plants of the Asteraceae family that contains natural compounds, especially stevioside and ribaodioside A, which are estimated to be 150 to 400 times sweeter than sucrose. Plants are exposed to various environmental stresses during growth and development under natural and agricultural conditions. Among these, drought is one the most severe environmental stresses affecting plant productivity. About 80–95% of the fresh biomass of the plant body is comprised of water, which plays a vital role in various physiological processes including many aspects of plant growth, development, and metabolism. Stevia is susceptible to various environmental stresses but the major effects are contributed by drought. Today, the fungal species Stevia rebaudiana is used as a biofertilizer and increases the production of secondary metabolites of economically valuable plants and also increases the growth and seed production of many plants. This fungal endophyte produces a significant amount of acid phosphatase for mobility in a wide range of insoluble or complex forms of phosphate, enabling the host plant to have adequate access to inactive phosphorus reserves in the soil. However, medicinal plants that are cultivated have often been reported to have lower abundance of arbuscular mycorrhizal fungi in the rhizosphere, which significantly reduces plant survival. Considering the coexistence role of mycorrhizal fungi in modulating the effects of drought stress, the aim of this study was to investigate the morphological, physiological and biochemical traits of stevia in response to the effects of mycorrhizal inoculation and drought stress.
Materials and MethodsThis experiment was conducted to investigate the effect of P. indica endophytic fungus under water stress conditions on vegetative characteristics, physiological parameters and micronutrients of stevia. A factorial experiment was employed based a completely randomized design with four replications in the research greenhouse of Islamic Azad University, Mahabad Branch in 2017. The first factor was drought stress at four levels (25, 45, 60 and 80% of field capacity) and the second factor was inoculation of seedlings with fungus at two levels (no inoculation and inoculation with P. indica). Water stress was applied based on a combination of plant appearance symptoms (no wilting to severe wilting) and soil moisture. Investigated traits included root colonization, dry weight, leaf number, plant height, stem diameter, chlorophyll a, b, total chlorophyll, carotenoids, proline, soluble sugars, antioxidant power and micronutrients including copper, iron, zinc and manganese. To analyze the data variance, SAS 9.1 statistical software was used to analyze the variance of the data.Results and DiscussionThe results showed that the evaluated traits in the present study were affected by the main treatments of fungus and drought stress. Seedlings inoculated with P. indica endophytic fungi had the highest percentage of root colonization, growth parameters, photosynthetic pigment content, soluble compounds and micronutrients compared to no inoculation. Drought stress increased soluble sugars, proline content and antioxidant power of stevia leaves and decreased the other traits by increasing the stress level from 25 to 80%. The highest rate of root colonization (26.90%), stem diameter (3.21 mm) and carotenoid content (1.71 μg/ml) was observed in the treatment of plant inoculation with fungi and 25% drought stress. While the highest antioxidant power was found in the treatment of plant inoculation with fungi and 80% drought stress. According to the results of the present study, use of P. indica fungus had the most positive effect on the quantitative and qualitative characteristics of stevia medicinal plant compared to no fungus inoculation.
ConclusionThis study showed the positive effect of P. indica endophyte inoculation on quantitative and qualitative characteristics of root colonization, dry weight, number of leaves, plant height, stem diameter, chlorophyll a, b, total chlorophyll, carotenoids, proline, soluble sugars, antioxidant power and The micronutrients of calcium, iron, zinc and manganese showed stevia, and drought stress reduced the studied traits except for proline content, soluble sugars and antioxidant power. Inoculation of stevia seedlings with P. indica endophytic fungi at drought stress levels had the highest rate of root colonization, stem diameter, carotenoid content and antioxidant power compared to non-fungal inoculation. Therefore, due to the effect of biological compounds of natural origin and the production of plants with healthier active secondary compounds, the use of P. indica endophytic fungi can be recommended.Keywords: Nutrients, Pigment, photosystem, Stevia, Water deficit -
توت فرنگی به دلیل عطر، طعم و دارا بودن ارزش غذایی بالا جایگاه خود را در رژیم غذایی میلیون ها نفر در جهان پیدا کرده است. امروزه عواملی از قبیل تغیرات آب و هوایی، محدود شدن منابع آب و خاک، افزایش آلودگی محیط زیست، مشکلاتی در زمینه کشاورزی و تولید غذای کافی و سالم به وجود آورده است. از این رو دانشمندان برای غلبه بر این مشکلات ابزارهای گوناگونی به کار می برند که از آن جمله می توان به فناوری نانو اشاره نمود. به همین منظور پژوهشی برای بررسی تاثیر محلول پاشی نانو دی اکسید تیتانیوم بر برخی ویژگی های مورفولوژیک و بیوشیمیایی در چهار رقم توت فرنگی در گلخانه هیدروپونیک گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1400-1399 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح نانو دی اکسید تیتانیوم (صفر، 5، 10 و 20 میلی گرم بر لیتر) و چهار رقم توت فرنگی (’سابرینا‘، ’پاروس‘، ’گاویوتا‘ و’ کاماروسا‘) بود. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری بین ارقام مورد مطالعه از نظر صفات مورد بررسی وجود داشت. در سطح 10 میلی گرم بر لیتر نانو دی اکسید تیتانیوم تعداد میوه در ارقام ’سابرینا‘ (72/1)، ’پاروس‘ (03/2)، ’گاویوتا‘ (59/2) و ’کاماروسا‘ (65/1) برابر نسبت به تیمار شاهد و سطح برگ بوته در ارقام’سابرینا‘ (1/10 درصد)، ’پاروس‘ (8/19 درصد)، ’گاویوتا‘ (3/22 درصد) و ’کاماروسا‘ (1/6 درصد) نسبت به تیمار شاهد و وزن خشک بخش هوایی در ارقام’سابرینا‘ (7/23 درصد)، ’پاروس‘ (8/18 درصد)، ’گاویوتا‘ (6/26 درصد) و ’کاماروسا‘ (5/21 درصد) نسبت به تیمار شاهد و طول رانر در ارقام ’پاروس‘ (51 درصد) و ’گاویوتا‘ (9/42 درصد) نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. هم چنین در سطح 10 میلی گرم بر لیتر نانو دی اکسید تیتانیوم بیشترین میزان وزن خشک ریشه (8 گرم) و طول ریشه (1/30 سانتی متر) در رقم ’گاویوتا‘ و طول رانر (2/166 سانتی متر) در رقم ’پاروس‘ بدست آمد. بیشترین میزان pH آبمیوه در رقم ’گاویوتا‘ (97/3)، اسیدیته قابل تیتراسیون در رقم ’کاماروسا‘ (4/3 میلی گرم بر 100 گرم وزن تازه برگ)، مواد جامد محلول در رقم ’کاماروسا‘ (5/9 درجه بریکس) و آنتی اکسیدان در رقم ’سابرینا‘ (9/90 درصد) در سطح 20 میلی گرم بر لیتر نانو دی اکسید تیتانیوم بدست آمد. بر اساس نتایج بدست آمده ارقام ’گاویوتا‘ و ’پاروس‘ نسبت به دو رقم دیگر، از کارایی و عملکرد بهتری برخوردار بودند.کلید واژگان: آنتی اکسیدان، تعداد میوه، رقم، شاخص سطح برگ، میزان مواد جامد محلولIntroductionToday, in the commercial production of strawberries, short day cultivars are used due to having large fruits of desirable quality. Among the short day cultivars available in Iranare Camarosa, Atabaki, Gaviota, Queen Aliza, Paros and McDonance, which can be cultivated at greenhouse. Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles are one of the metal oxides that exist in three forms of rutile, brookite and anatase, which affect growth, enzymatic activity and photosynthesis. Reported titanium nano dioxide in the highest concentration used (11.5 mg/l) increases fruit formation percentage, leaf chlorophyll content, vitamin C content, fruit ripening index, fresh and dry weight of roots and shoots and yield of strawberries. In another study, it was shown that titanium dioxide treatment under drought stress can increase photosynthetic pigments, total soluble solids, vitamin C, phenol, flavonoid, anthocyanin, and antioxidant activity, and it also improved plant performance. increase the strawberry cultivar Ventana compared to the control treatment. In a research found that spraying titanium increases the biomass, fertility and quality of peach fruit. It has alsow been showed that the pomegranate size of flowers and fruits increased with using titanium nano dioxide, and this can increase the quantity and quality of Alberta peach cultivar. Foliar application of titanium nano dioxide in cucumber has been reported to increase photosynthesis and phenolic content and reduce lipid peroxidation. In a research, it was shown that titanium dioxide nanoparticles increased photosynthesis rate, water conductivity and transpiration rate in tomato leaves. Despite the effect of titanium dioxide nanoparticles on the quantitative and qualitative improvement of some agricultural products, the researches conducted on strawberry plants were not complete or were only conducted on a specific variety. Therefore, with the aim of investigating and comparing the morphological and biochemical traits of some commercial strawberry cultivars under the effect of foliar spraying with titanium dioxide, the above research was conducted.
Materials and MethodsThis research was conducted to investigate the effect of nano titanium dioxide foliar spraying on four strawberry cultivars in the hydroponic greenhouse of the Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad in 2020-2021. Experimental treatments included 4 levels of titanium nano dioxide (0, 5, 10 and 20 mg/l) and 4 strawberry cultivars (Sabrina, Paros, Gaviota and Camarosa) with 4 replications. The research was done in a factorial manner based on a completely random design. JMP 8 software was used to perform variance analysis and compare the averages of the measured traits. Means were compared using Tukey test at 5% probability level and graphs were drawn using Excel 2010 software.Results and DiscussionAccording to the tables of mutual effects of titanium dioxide nano treatments and varieties, it can be found that the application of titanium dioxide nanoparticles had a positive effect on the desired characteristics in all four studied strawberry varieties. So that the application of different levels of titanium dioxide nano particles causes a significant increase in quantitative traits (number of leaves, leaf area, root length, fresh and dry weight of aerial and root parts, photosynthetic pigments) The yield-dependent traits compared to the control plants were found in strawberry-strawberry cultivars. Nano titanium dioxide had an effect in increasing the number of fruits and vegetative traits of all investigated cultivars, in such a way that, on the one hand, with a balanced increase in vegetative growth, and on the other hand, improving the efficiency of photosynthesis and absorption through the roots and increasing the percentage of fruit formation. , increased the yield per plant. Also, sprinkling of titanium nanoparticles on all levels caused a significant increase in juice pH, TSS, TA, vitamin C, anthocyanin, total phenol, flavonoid and in general qualitative traits compared to the control. In the treatment of nano titanium dioxide, especially at the level of 10 mg/liter, better results were observed.ConclusionAccording to the results, the use of Paros and Gaviota cultivars is recommended to farmers and agricultural researchers due to its high yield and good quality.Keywords: amount of soluble solids, Antioxidants, cultivars, Leaf area, Number of fruits -
مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، سال سی و نهم شماره 2 (پیاپی 116، تابستان 1402)، صص 203 -212گیاه بارهنگ (Plantago major L.) گیاهی علفی و چندساله با اثرات بیولوژیکی فراوان همچون خواص آنتی اکسیدانی قوی می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر مهاری عصاره دانه بارهنگ بر تولید نانورشته های آمیلوییدی و همچنین ویژگی آنتی اکسیدانی این عصاره بود. در مرحله اول، عصاره هیدرو الکلی دانه پودر شده گیاه با استفاده از اتانول 96% تهیه شد. سپس ترکیب های موجود در عصاره با روش کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی (GC/MS) بررسی شد. تولید رشته های آمیلوییدی با استفاده از روش طیف سنجی کنگورد و نیز تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی گذاره مورد تایید قرار گرفت و اثرات آنتی اکسیدانی آن با روش DPPH بررسی شد. حضور ماده پیرولیدینون (2.95%) و آمینوبوتیل استامید (17.98%) در عصاره با روش GC/MS تایید شد. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی (99.18%) و کمترین تولید نانورشته های آمیلوییدی (55.73%) به ترتیب در غلظت های 2 و 0.4 میلی گرم بر میلی لیتر از عصاره بدست آمد. حضور رشته های آمیلوییدی با تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی مورد تایید قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد عصاره دانه بارهنگ می تواند به عنوان کاندیدای مناسبی برای کاهش عوارض ناشی از بیماری آلزایمر معرفی گردد.کلید واژگان: بارهنگ (Plantago major L.)، آنتی اکسیدان، آمیلوئید، نانورشتهPlantago major L. is a herbaceous perennial plant with many biological effects such as strong antioxidant properties. This study aimed at investigating the inhibitory effect of P. major seeds extract on amyloid nanofibrils production and also to antioxidant properties of this extract. First, the plant powdered-seeds hydroalcoholic extract was prepared using 96% ethanol. The extract compounds were then analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) method. The production of amyloid fibrils was confirmed using the concord spectrometry method and transmission electron microscope imaging and its antioxidant effects were evaluated by the DPPH method. The presence of pyrrolidinone (2.95%) and N-(4-aminobutyl) acetamide (17.98%) in the extract was confirmed by GC/MS. The highest antioxidant activity (99.18%) and lowest amyloid nanofibrils production (55.73%) were obtained in the concentrations of 2 and 0.4 mg.ml-1 of the extract, respectively. The presence of amyloid fibrils was confirmed by electron microscopic imaging. The results of this research showed that the P. major seeds extract can be introduced as a suitable candidate to reduce the complications caused by Alzheimer's disease.Keywords: Plantago major L, Antioxidant, amyloid, nanofiber
-
زرشک یکی از محصول های مهم باغبانی است که به دلیل ویژگی های کم نظیر دارویی از جایگاه ممتازی بین محصولات باغبانی برخوردار است. هدف پژوهش حاضر ارزیابی خصوصیات مورفولوژیکی و بیو شیمایی میوه برخی از ژنوتیپ های وحشی دانهدار زرشک شاهرود جهت معرفی ژنوتیپ های برتر برای مطالعات تکمیلی بوده است. طی پژوهش حاضر، 27 ژنوتیپ زرشک از سه منطقه نکارمن، اولنگ و دهخیر شاهرود انتخاب و برخی صفات مورفولوژیکی از جمله طول، عرض و وزن میوه و دانه، طول دم میوه، تعداد دانه در میوه، طول و عرض برگ، طول دمبرگ و همچنین صفات بیوشیمیایی از جمله فنل، فلاونویید و آنتوسیانین کل و فعالیت آنتی اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بین ژنوتیپ ها از نظر صفات مورد ارزیابی تفاوت معنی داری وجود دارد. بیشترین اندازه طول، عرض و وزن میوه و دانه، طول و عرض برگ، طول دمبرگ و خوشه و تعداد دانه در میوه در ژنوتیپ اولنگ 1 (OL1) مشاهده شد. وزن میوه در ژنوتیپ های مورد مطالعه، از 09/0 در ژنوتیپ نکارمن5 (NK5) تا 28/0 گرم در ژنوتیپ اولنگ2 (OL1) و 27/0 گرم در اولنگ1 (OL1) متغیر بود. بیشترین میزان فنل کل (75 میلیگرم بر 100 میلیلیتر عصاره)، فلاونوییدکل (2/37 میلیگرم بر 100 میلیلیتر عصاره) و فعالیت آنتی اکسیدانی (38 درصد) در ژنوتیپ اولنگ3 (OL3) مشاهده شد. ژنوتیپ های جمع آوری شده از منطقه نکارمن دارای آنتوسیانین بالاتری بودند. بر اساس محاسبه ضریب تنوع فنوتیپی، بیشترین و کمترین میران تنوع به ترتیب در شاخص کروما (109 درصد) و صفت طول خوشه (10/6 درصد) بدست آمد.کلید واژگان: آنتی اکسیدان، زرشک، فنل کل، گیاهان داروییBarberry is one of the most important horticultural crops that has a privileged position among horticultural products due to its unique medicinal properties. The aim of this study was to evaluate the morphological and biochemical characteristics of the fruit of some wild barberry genotypes in Shahroud to introduce the superior genotypes. 27 barberry genotypes were selected from three regions of Shahroud (Nekarman, Olang and Dehkhair), and sampling from each genotype was done in three replications. Morphological traits including fruit width and length, fruit weight, fruit tail length, seed width and length, seeds weight, number of seeds per fruit, leaf length, leaf width, petiole length, as well as total phenol and flavonoid, anthocyanins content and antioxidant activity were evaluated. The results showed that there was a significant difference between the genotypes in terms of the evaluated traits. The highest length, width and weight of fruit, seed length and width, seeds weight, seeds number per fruit, leaf length and width, petiole and cluster length were observed in Olang 1 (OL1) genotype. Fruit weight in the studied genotypes, varied from 0.09 in Nekarman 5 (NK5) to 0.28 g in OL2 and 0.27 g in OL1 genotypes. The highest amount of phenol (75 mg/g FW), flavonoids (37.2 mg/100 g FW) and antioxidant activity (38%) were recorded in OL3 genotype. Genotypes collected from Neckarman region had considrable anthocyanins content. According to the results, the highest (109%) and lowest (6.10%) amount of phenotypic coefficient of variation were observed for chroma index and cluster length, respectively.Keywords: Antioxidants, Barberry, medicinal plants, total phenol
-
هدف از این پژوهش، بررسی تنوع ژنتیکی و روابط فیلوژنتیکی 14 جمعیت از پنج گونه ترشک شامل R. chalepensis، R. kandavanicus، R. pulcher، R. crispus و R. tuberosus از استان های اردبیل و خراسان رضوی با استفاده از صفات مورفولوژیک بود. صفات مورد مطالعه شامل طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ در بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی، کلروفیلa ، کلروفیل b، کارتنویید، آنتی اکسیدان و فنل بود. بررسی های صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی در مزرعه و گلخانه نشان داد بیش ترین ضریب تغییرات برای صفات مورفولوژیکی مربوط به وزن تر و خشک اندام هوایی و تعداد برگ در بوته بود، در حالی که کمترین ضریب تغییرات مربوط به طول برگ بود. علاوه بر این، بیش ترین ضریب تغییرات مربوط به کلروفیل b و فنل و کم ترین مربوط به کلروفیل a بود. همچنین نتایج مقایسه میانگین صفات مورفولوژیکی تحت شرایط مزرعه و گلخانه نشان داد بین گونه های مختلف جنس Rumex و جمعیت های مختلف درون هر گونه در مزرعه تفاوت معنی دار وجود داشت، در حالی که بین گونه های مختلف در گلخانه تنها از لحاظ طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ در بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی، فنل و آنتی اکسیدان تفاوت معنی دار بود. به طور کلی، میزان فنل و آنتی اکسیدان در گونه R. crispus نسبت به گونه های دیگر بیشتر بود، در حالی که R. tuberosus از لحاظ کلیه صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی مورد بررسی مقادیر پایین تری را در مقایسه با سایر گونه ها نشان داد.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، صفات مورفولوژیکی، فنل، گونه وحشیThe aim of this study was to investigate the genetic diversity and phylogenetic relationships of 14 populations of five species of Rumex, including R. chalepensis, R. kandavanicus, R. pulcher, R. crispus and R. tuberosus from Ardabil and Khorasan Razavi provinces using morphological traits. The studied traits included leaf length, leaf width, number of leaves per plant, aerial fresh and dry weight, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, phenol and antioxidants. Studies of morphological and phytochemical traits on farm and greenhouses showed that the highest coefficient variation for morphological traits related to aerial fresh and dry weight and number of leaves per plant, while the lowest coefficient variation related to the leaf length. In addition, the highest coefficient variation related to chlorophyll b and phenol and the lowest related to chlorophyll a. Also, the results of mean comparison of morphological traits under farm and greenhouse conditions showed that there was a significant difference between different species of Rumex and different populations within each species in the farm, however, there was a significant difference between different species in the greenhouse only in leaf length, leaf width, number of leaves per plant, aerial fresh and dry weight, phenol and antioxidants. In general, phenol and antioxidants were higher in R. crispus than in other species, however, R. tuberosus showed lower values in all morphological and phytochemical traits compared to other species.
Keywords: Antioxidant, morphological traits, phenol, wild species -
کامکوات یکی از مرکباتی است که به تدریج در دنیا اهمیت پیدا کرده است. میوه های کامکوات در آفتاب شدید دچار آفتاب سوختگی می شوند. به منظور کاهش اثرات نامطلوب تابش خورشید، در این آزمایش از تیمارهای کایولین (صفر، 3 و 5 درصد) و سالیسیلیک اسید (با غلظت های صفر، 1/0 و 1 میلی مولار) به صورت محلول پاشی روی نمونه های گلدانی استفاده شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. صفات مورد ارزیابی شامل محتوای نسبی آب، جذب خالص CO2، پارامترهای بیوشیمیایی داخلی برگ، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و غلظت عناصر غذایی بودند. نتایج نشان داد که تیمارهای تلفیقی، تاثیر معنی داری بر پارامترهای اندازه گیری شده داشتند. کایولین با ایجاد پوشش نازک روی گیاه و محافظت از آن در برابر شرایط تنش زای محیطی و کاهش دمای گیاه، هدایت روزنه ای و جذب خالص CO2 را افزایش داد. سالیسیلیک اسید نیز تاثیرات مثبتی بر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی داشت. اثرات این تیمار بر تعادل عناصر غذایی گیاه محسوس نبود، فقط در برخی موارد تغییراتی مشاهده شد. به طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از کایولین 5 درصد و 1 میلی مولار سالیسیلیک اسید می تواند به عنوان یک روش ارزان و موثر در کامکوات برای محافظت از گیاه در شرایط دمای بالا و پرتوهای شدید استفاده شود.کلید واژگان: مرکبات، آنتی اکسیدان، محتوای نسبی آب، تبادلات گازیKumquat is one of the citrus fruits that has gradually become important in the world. The fruits of kumquat suffer from sunburn in intense sunlight. In order to reduce the adverse effects of solar radiation, in this experiment, treatments of kaolin (0, 3 and 5%) and salicylic acid (with concentrations of 0, 0.1 and 1 mM) were used as foliar spray on potted samples. The evaluated treatments included relative water content, gas exchange, biochemical characteristics of the leaves, antioxidant enzymes activity and concentrations of nutrients. The results showed that treatments had significant effects on the measured parameters. Kaolin increased stomatal conductance and net CO2 uptake by creating a thin coating on the plant and protecting it from environmental stresses and reducing plant temperature. Salicylic acid also had positive effects on the activities of antioxidant enzymes.The effects of treatments on the balance of plant nutrients were not very noticeable, although slight changes were observed in some cases. In general, the results of this experiment showed that the use of kaolin 5% and 1mM salicylic acid together can be considered as a cheap and effective treatment in kumquat and in order to protect the plant in high temperature and severe radiation conditions.Keywords: Citrus fruits, Antioxidant, relative water content, gas exchanges
-
این پژوهش به منظور بررسی ویژگی های شیمیایی میوه انار در شرایط آب و هوایی استان فارس روی درختان شش ساله شش رقم انار شامل ارقام ’ملس یوسف خانی‘، ’بجستانی‘، ’خزر بردسکن‘، ’ملس دانه سیاه‘، ’رباب نی ریز‘ و ’زرد انار ارسنجان‘ انجام گردید. درختان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار کشت شدند و میوه های این ارقام در طی سال های 1397 و 1398 برداشت شدند و هر سال بطور جداگانه ویژگی های کمی، کیفی و بیوشیمیایی آن ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. ویژگی های مورد بررسی شامل خصوصیات فیزیکی و بیوشیمیایی آب میوه و همچنین ترکیب پلی فنولیک آب میوه ها بود که با استفاده از آنالیز HPLC مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که از نظر ویژگی های کمی و کیفی میوه و میزان ترکیبات پلی فنولیک آب میوه، اختلاف معنی داری در ارقام انار مورد مطالعه وجود دارد. رقم ’ملس دانه سیاه‘ دارای بیشترین وزن (332 گرم) و قطر میوه (8 سانتی متر) بود. این رقم از لحاظ ویژگی های بیوشمیایی میوه مانند میزان TSS(7/15 درجه بریکس)، مقدار آنتوسیانین (98/28 میلی گرم در 100 میلی لیتر)، مقدار فنول کل (3/514 میلی گرم در 100 میلی لیتر)، میزان ویتامین ث (23/9 میلی گرم در 100 میلی لیتر) و فعالیت آنتی اکسیدانی (2/52 درصد) نیز از سایر ارقام بهتر بود. رقم ’رباب‘ نیز از لحاظ دارا بودن میزان پلی فنول ها مانند اسید گالیک (1/163 میلی گرم در لیتر)، کاتچین (2/264 میلی گرم در لیتر)، اسید کافییک (1/265 میلی گرم در لیتر)، اسید کلروژنیک (40/74 میلی گرم در لیتر)، وانیلین (21/18 میلی گرم در لیتر)، اسید ترانس فرولیک (20/18 میلی گرم در لیتر) و اسید الاژیک (05/43 میلی گرم در لیتر) نسبت به سایر ارقام مورد مطالعه برتر بود. با توجه به موارد فوق از بین ارقام مورد مطالعه رقم ’ملس دانه سیاه‘ با توجه به خصوصیات مناسب کمی و کیفی میوه به عنوان یک رقم مناسب جهت این منطقه معرفی می گردد.کلید واژگان: آنتی اکسیدان، آنتوسیانین، ترکیبات پلی فنولیک، ویتامین ثIntroductionPomegranate (Punica granatum L.) is a nutrient dense fruit with a high health value and one of the most important Iranian fruit crop. Historical evidence reveals that the primary origin of pomegranate is Iran and that it has been spread from this region to other areas. A vast range of pomegranate varieties can be found in Iran; 760 original, decorative and wild ones. Pomegranate juice contains a high amount of total soluble solid (TSS), anthocyanins, polyphenolic compounds, vitamin C, sugars and proteins.Pomegranate is considered as one of the most tolerant fruit crops capable of growing under arid and semi-arid climatic conditions. Cultivar and growing region climate are the main factors determining chemical composition of pomegranate fruits; Significant differences in various fruit quality parameters such as organic acids, phenolic compounds, sugars and water-soluble vitamins have been reported in previous studies. The aim of present study was to compare and evaluate physical and biochemical characteristics of fruits and different polyphenolic compounds in juice of six commercial Iranian pomegranate cultivars.Materials and MethodsThis research was conducted in 2017 and 2018 years in a commercial orchard in Arsanjan region of Fras province. Six Iranian pomegranate cultivars included ‘Malas Yusef Khani’ (MYK), ‘Bajestani (BK), ‘Khazr Bardskan’ (KHZ), ‘Malas Dane Syah’ (MDS), ‘Rabbab’ (RB) and ‘Zard Anar Arsenjan’ (ZA) were studied. The trees were planted in randomized block design and spaced 5 and 3 m between and along the rows, respectively. The trees were grown under drip irrigation with routine cultural practices suitable for commercial fruit production. Orchard management was conducted uniformly according to optimized available recommendations (based on soil and water samples analysis) for the orchard site. Fruits were harvested randomly from orchard and some physicochemical characteristic of fruits were measured. Fruit length and fruit diameter measured by manual caliper, fruit and above ground weight was determined by digital scale. The fruit juice percentage was calculated by calculating the percentage of aril juice. TSS (Total soluble solids) expressed in Brix◦ was measured using a refractometer. The titrable acidity (TA) was determined by titration to pH 8.1 with 0.1M NaOH solution and expressed as percentage.Total anthocyanins, total polyphenols, vitamin C and anthyoxidant activity were measured spectrophotometrically. Polyphenolic compositions of juices (Gallic acid, Catechin, Caffeic acid, Chloregenic acid, p-Coumaric acid Vanilin, Trans-ferulic acid, Hesperedin and Ellagic acid) were also measured using HPLC analysis. The chromatographic analysis was carried out on Agilent Technologies 1200 series HPLC system. Chromatograms were recorded at 280 and 320 nm. Each compound was quantified by comparing its peak. Data was analyzed by SPSS software and means were compared using Duncan’s multiple range tests at 5% probability level.
Results and DiscussionSignificant differences were found among studied pomegranate cultivars for various physical fruit characteristics, quality parameters and polyphenolic composition of fruit. ‘Malas Daneh Syah Yazd ’was the best in comparison to other cultivars. ‘Malas Daneh Syah Yazd’ had the highest fruit weight (332 g), fruit length (8 cm), fruit diameter (8 cm), TSS(15.77 Brix◦), anthocyanin content (26.98 mg 100 ml-1), polyphenol content (514.37 mg 100 ml-1) , ascorbic acid content (9.23 mg 100 ml-1) and antioxidant activity (52.2%). Also, the amount of polyphenols in this cultivar was relatively high. This cultivar had high amount of some polyphenol content such as cathechin (223.5 mg L-1), Hesperidin (30.55 mg L-1) and Ellagic acid (43.02 mg L-1) with no significant differences with highest amount. ‘Rabbab’ had the highest aril weight (340 mg) and moderate levels of other fruit characterestics, this cultivar had the maximum polyphenols such as gallic acid (163.1 mgL-1), catechin (264.2 mgL-1), caffeic acid (265.1 mgL-1), p-Coumaric (74.41 mgL-1) acid, vanillin (18.21 mgL-1) and ellagic acid (43.5 mgL-1). Zard anar’ pomegranate cultivar which was native to this region in terms of most biochemical properties had a low a‘mount .Therefor, among the studied pomegranate cultivars‘ Malas Dane syah’ and was the best. This cultivar had the highest fruit characteristics and polyphenol content such as ellagic acid.ConclusionThe results of this study showed significant differences among studied pomegranate cultivars. ‘Dane syah Yazd’ had the highest physical and chemical characterestics of fruits. Previous studies showed that theses cultivars had good growth characteristics and high yield in comparison to other cultivars. Therefore, among the studied cultivars, ‘Dane syah Yazd’ is introduced as a suitable cultivar for this region. Also, ‘Rabbab’ Neyriz cultivar can be considered as a cultivar with high antioxidant properties of fruit juice due to having the highest amount of measured polyphenolic compounds, especially alginic acid.Keywords: Anthocyanin, Antioxidant, polyphenolic compounds, vitamin C -
گروه جدیدی از سایه بان های رنگی به نام سایه بان های نورگزین (Photo-Selective Netting) در حال گسترش هستند که می توانند بر کیفیت و کمیت نور دریافتی توسط گیاهان موثر باشند و در عین حال حفاظت مطلوبی از آنها نیز به عمل آورند. لذا جهت بررسی کاربرد سایه بان های رنگی (قرمز، سبز و زرد) بر ویژگی های مورفولوژیک و فیزیولوژیک همیشه بهار، بنفشه، کروتون و آگلونما دو آزمایش جدا از هم در دو فصل زمستان و بهار در ایستگاه تحقیقات گل و گیاه زینتی لاهیجان انجام شد. صفات مورفولوژیکی مورد ارزیابی شامل ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک شاخساره و صفات فیزیولوژیک شامل کلروفیل، کاروتنویید، آنتوسیانین، فلاونویید، ظرفیت آنتی اکسیدانی، آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز بودند. نتایج نشان داد سایه بان زرد باعث افزایش قدرت رویشی گیاهان شد. اثرات متقابل سایه بان و گونه گیاه نشان داد بیشترین میزان ارتفاع گیاه، میزان کلروفیل و میزان کاروتنویید گیاه مربوط به تیمار سایه بان زرد و بنفشه بود. بیشترین میزان آنتوسیانین، کاروتنویید و کاتالاز تحت سایه بان قرمز و بیشترین میزان کلروفیل کل تحت سایه بان های قرمز و زرد در کروتون و آگلونما به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد کاربرد سایه بان های رنگی در مقایسه با عدم استفاده از سایه بان، شرایط رشد مطلوب تری را برای گیاهان بوجود آورد. همچنین سایه بان های زرد و قرمز برای رشد گیاهان مورد آزمایش بهتر از سایه بان سبز و بدون سایه بان بود و تاثیر مطلوب تری بر رشد گیاهان داشته است.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، آنتوسیانین، سایه بان زرد، نورگزینA new group of colored shades called photo-selective netting shades are being developed, which can the affect the quality and quantity of light received by the plants, and at the same time provide optimal protection for them. Therefore, in order to investigate the use of colored shades (red, green and yellow) on the morphological and physiological characteristics of marigold, violet, croton and aglaonema, two separate experiments were carried out in winter and spring at Lahijan Flower and Ornamental Plants Research Station. The evaluated morphological traits included: plant height, fresh and dry weight of shoot and physiological traits included chlorophyll, carotenoid, anthocyanin, flavonoid, antioxidant capacity and catalase and peroxidase enzymes. The results showed that the yellow shade increased the vegetative power of the plants. The interaction effects of shade and plant species showed that the highest plant height, chlorophyll content and carotenoid content the plant were related to yellow shade and violet treatment. The results showed that the highest amount of anthocyanin, carotenoid and catalase was obtained under the red shade and the highest amount of total chlorophyll was obtained under the red and yellow shades in croton and aglaonema. The results of this research showed that the use of colored shades compared to not using shades created more favorable growth conditions for plants. Also, the yellow and red shades were better for the growth of the tested plants than the green shades and no shade and had a more favorable effect on the growth of the plants.
Keywords: Antioxidant, Anthocyanin, photo-selective, yellow netting
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.