فهرست مطالب
مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران
سال چهلم شماره 2 (پیاپی 120، تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/04/01
- تعداد عناوین: 12
-
-
صفحات 207-224سابقه و هدفسیستم های دفاعی متعددی برای غلبه گیاهان در برابر تنش ها و به ویژه تنش حاصل از فلزات سنگین وجود دارد. برخی فلزات سنگین به عنوان بخشی از ترکیب های مهم رنگیزه ها و آنزیم ها هستند و از عناصر ضروری می باشند، در غلظت های بالاتر از نیاز فیزیولوژیک گیاهان برای گیاه سمی بوده ولی برخی دیگر از فلزات سنگین مانند کادمیوم و سرب به عنوان فلزات غیرضروری حتی در غلظت های پایین نیز آثار سمی روی گیاهان دارند و به همین علت این فلزات سنگین به عنوان عوامل تنش زا برای گیاهان محسوب می شوند. بر این اساس، بررسی آثار این فلزات بر فعالیت های آنزیم های اکسیدانی گیاه حائز اهمیت است.مواد و روش هادر این تحقیق به منظور بررسی واکنش آنزیم های اکسیدانی و عوامل غیراکسیدانی در برابر تنش حاصل از کادمیوم، کنگر مورد نیاز پس از تهیه از کوهستان های کردستان در حضور بافر فسفات، 7 pH و محلول 0.02 PMSF به عنوان مهارکننده پروتئازی هموژنیزه گردید و پس از انجام سانتریفوژ در دورهای g3000 و g 15000، محلول شفاف بالایی به عنوان عصاره خام و انجام سنجش های بعدی استفاده شد. در سنجش های انجام شده، اثر غلظت های مختلف کلریدکادمیوم (CdCl2) بر محتوای پرولین، ترکیب های فنلی و فعالیت آنزیم های ضداکسیدان فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL)، کاتالاز (CAT)، سوپراکسیددیسموتاز (SOD)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و پلی فنل اکسیداز (PPO) ریشه کنگر سنجش گردید. این طرح در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در ویال های محتوی 3 میلی لیتر از عصاره ریشه کنگر با 7 تیمار اجرا شد که در آن، گروه اول به عنوان شاهد بود که تنها در حضور آب مقطر تیمار گردید. گروه دوم در معرض CdCl2 0.25 میلی مولار، گروه سوم، چهارم، پنجم، ششم و هفتم به ترتیب در حضور 0.5، 1، 2، 5 و 10 میلی مولار به مدت 10 دقیقه قبل از سنجش آنزیمی در دمای اتاق 20 تا 25 درجه و شرایط 10 دقیقه نور طبیعی تیمار شدند. سپس میزان فعالیت یکایک آنزیم های آنتی اکسیدان، میزان پرولین و محتوای فنلی آن به طور جداگانه اندازه گیری و سنجش شد. در این تحقیق نیز در ابتدا نمودار پراکنش داده ها (فعالیت آنزیم یا پروتئین در مقابل سطوح مختلف Cd) رسم و بعد برای برازش داده ها از انواع معادلات رگرسیون خطی و غیرخطی استفاده شد. در گام بعدی با توجه به برازش بهترین نوع رابطه و نیز تجزیه وتحلیل نوع پاسخ فعالیت آنزیم های GPX، SOD، APX، پروتئین، پرولین و محتوای فنلی از تجزیه رگرسیون غیرخطی (مدل های توانی، هذلولی، نمائی مجانب و رشد مجانب) و برای بیان نحوه پاسخ فعالیت آنزیم های PPO، CAT و PAL به سطوح مختلف کادمیوم از مدل بتا استفاده شد. نتایج همه مدل ها حکایت از اثر تحریک کنندگی Cd روی آنزیم های مورد مطالعه بود.نتایجنتایج تحقیق نشان داد که فعالیت همه آنزیم های SOD، APX، CAT، PPO، GPX و PAL و میزان پرولین و محتوای فنلی در نتیجه تیمار با کادمیوم به طور معنی دار افزایش یافت. با استفاده از پنج مدل رگرسیون غیرخطی، بیشترین فعالیت آنزیم APX در غلظت 4.6 میلی مولار (مدل نمایی مجانب)، آنزیم GPX در غلظت 12.3 میلی مولار (مدل های نمایی مجانب و رشد مجانب) و آنزیم SOD در غلظت 14.3 میلی مولار (مدل رشد مجانب) درون یابی گردید. ضمن اینکه بیشترین تولید پرولین و محتوای فنلی نیز در غلظت های 13.6 و 14.3 میلی مولار کادمیوم با بهره گیری از مدل نمایی مجانب و رشد مجانب به ترتیب حاصل شد. بیشترین فعالیت آنزیم PPO در غلظت 8 میلی مولار، CAT در غلظت 4.8 میلی مولار و بیشینه فعالیت PAL نیز مربوط به غلظت 4.1 میلی مولار بود. نتایج نشان می دهند که کادمیوم به دلیل القای تنش اکسیداتیو و افزایش تولید رادیکال آزاد منجر به افزایش میزان محتوای پرولین، ترکیب های فنلی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان ریشه کنگر می گردد و در ادامه تغییرات میزان فعالیت این آنزیم ها در طول رشد، نشان دهنده وجود سازوکار های تنظیمی آنزیمی در ریشه کنگر در برابر تنش فلزات سنگین مانند کادمیوم می باشد. سیستم دفاع آنتی اکسیدانی آنزیمی، پرولین و محتوای فنلی تولید شده نقش کلیدی در پاسخ گیاه ریشه کنگر به تنش فلز سنگین کادمیوم ایفاء می کنند.نتیجه گیرینتایج بنشان داد که کادمیوم به دلیل القای تنش اکسیداتیو و افزایش تولید رادیکال آزاد منجر به افزایش میزان محتوای پرولین، ترکیب های فنلی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان ریشه کنگر می گردد و در ادامه تغییرات میزان فعالیت این آنزیم ها در طول رشد، نشان دهنده وجود سازوکار های تنظیمی آنزیمی در ریشه کنگر در برابر تنش فلزات سنگین مانند کادمیوم می باشد و سیستم دفاع آنتی اکسیدانی آنزیمی، پرولین و محتوای فنلی تولید شده نقش کلیدی در پاسخ گیاه ریشه کنگر به تنش فلز سنگین کادمیوم ایفاء می کنند.کلیدواژگان: آنزیم، فلز سنگین، ترکیب های فنلی، کنگر
-
صفحات 225-240سابقه و هدفمنطقه چمستان در غرب استان مازندران از لحاظ اکولوژیکی و فرهنگی از تنوع ویژه ای برخوردار است. در همین راستا، این مطالعه با هدف بررسی و ثبت دانش اتنوفارماکولوژی گیاهان دارویی منطقه چمستان در استان مازندران انجام شد. در این منطقه تاکنون گزارش اتنوبوتانی ثبت نشده است و شناسایی و معرفی گیاهان دارویی می تواند به بهبود شرایط بهداشتی و درمانی این منطقه کمک کند.مواد و روش هااطلاعات اتنوفارماکولوژیکی گیاهان دارویی این منطقه با استفاده از پرسش نامه نیمه ساختار یافته، در بهار 1402 جمع آوری شد. شهر چمستان در حاشیه جنگل های طبیعی شمالی قرار دارد. پس از تقسیم بندی شهر به دو بخش شهری و روستایی و با استفاده از اطلاعات راهنمایان محلی، نمونه هایی از منطقه انتخاب شد و اطلاعات با استفاده از مصاحبه های نیمه ساختاریافته، بحث های گروهی و پیاده روی میدانی جمع آوری گردید. در کل 24 نفر (13 مرد و 11 زن) در این مطالعه شرکت کردند که از این 24 نفر، 20 نفر به طور تصادفی انتخاب شدند و 4 نفر از مطلعان کلیدی به صورت هدفمند انتخاب شدند. برای جمع آوری داده ها، از پرسش نامه نیمه ساختاریافته، بحث های گروهی و پیاده روی میدانی استفاده شد. مشخصات جمعیتی افراد شامل سطح تحصیلات، جنسیت، گروه سنی ثبت شده و در نظر گرفته شد. هدف اصلی از این مطالعه، دستیابی به دانش بومی و کاربردهای سنتی برای شناسایی نمونه های دارویی است. برای این منظور، اطلاعات از افراد بومی منطقه، عطارها و افراد آگاه در زمینه طب سنتی و گیاهان دارویی جمع آوری و مصاحبه های لازم انجام شد. برای بررسی کمی اطلاعات اتنوبوتانیکی دانش بومی گیاهان دارویی، با استفاده از نرم افزار (MS Excel 2021) طبقه بندی شده از الگوهای آماری توصیفی شامل فراوانی نسبی نقل قول ها، ارزش استفاده و شاخص اجماع مطلعان استفاده گردید.نتایجدر این مطالعه گیاهان دارویی جمع آوری شده متعلق به 21 خانواده بود که سهم خانواده های Lamiaceae، Rosaceae، Apiaceae، Amaryllidaceae و Brassicaceae با 6/28، 19، 19، 3/14 و 5/9 درصد بیشتر است. بیشترین فراوانی نسبی نقل قول به ترتیب مربوط به آویشن، گل گاوزبان، گزنه و ترم است. در طبقه بندی بین المللی مراقبت های اولیه، بیشترین توافق اطلاعات مربوط به سه گروه بیماری های گوارشی، عصبی و کلیه بود. همچنین بیشترین قسمت دارویی مورد استفاده گیاهان در این منطقه اندام هوایی (برگ و گل) با 30 و 13 درصد و کمترین قسمت دارویی مورد استفاده پوست و ریشه گیاهان با 3% بوده است. براساس یافته های این مطالعه، بیشترین فراوانی نسبی نقل قول (RFC) به ترتیب مربوط به آویشن، گل گاوزبان، گزنه و ترم بود. توافق بیشترین میزان اطلاعات در مورد بیماری های گوارشی، عصبی و کلیه با مقادیر IFC (0.6، 0.5 و 0.3) بین اطلاع رسانان مشاهده شد. بیشترین گزارش مصرف از گونه های آویشن (Thymus serpyllum)، گل گاوزبان (Echium amoenum)، گزنه (Urtica dioica) و پونه کوهی (Mentha mozaffariani) است. گیاهان خانواده Lamiaceae معمولا اثرهای مثبتی روی مشکلات گوارشی دارند. علاوه بر مصرف دارویی، مردم شهر چمستان از گیاهان زیادی به عنوان سبزی به صورت خام و یا ترکیب با پلو استفاده می کنند که تمامی گیاهان مانند اوجی (Mentha pulegium)، الیما (Allium ampeloprasum)، برف لیم (Ficaria fascicularis)، والک (Allium ursinum)، اسا (Rumex elbursensis) و آشکنی (Amaranthus retroflexus) از نظر مواد موثره هم بسیار غنی هستند.نتیجه گیریدر این منطقه، به دلیل تنوع و غنای بالای گیاهان دارویی و ارتباط نزدیک مردمان بومی با طبیعت، استفاده گسترده از گیاهان درمانی و تامین نیازهای زندگی مورد انتظار بود. اما انتقال دانش بین نسل ها به طور کامل انجام نشده، احتمالا به دلیل تغییرات در سبک زندگی مردم و شهرنشینی است. با توجه به فلور غنی و دانش بومی محلی، توصیه می شود که اقدامات حمایتی برای شناسایی، حفظ و افزایش تعداد گونه های دارویی ارزشمند انجام شود. جمع آوری و ثبت دانش این منطقه، به ویژه از افراد مسن، بسیار ضروری به نظر می رسد.کلیدواژگان: اتنوبوتانی، شاخص جامع مطلعان، گیاهان دارویی، چمستان
-
صفحات 241-258سابقه و هدفکمبود آب اثرهای نامطلوبی بر فرایندهای فیزیولوژیکی مانند فتوسنتز، جذب عناصر غذایی، توسعه و تقسیم سلولی، تجمع و انتقال مواد غذایی داشته و بدین طریق موجب کاهش عملکرد گیاهان می گردد. کودهای زیستی باعث تحریک جوانه زنی، افزایش طول ریشه، فتوسنتز، در دسترس بودن و جذب مواد مغذی خاک و فعالیت میکروبی خاک در شرایط استرس زا می شوند. کاربرد کودهای ارگانیک مانند کمپوست و ورمی کمپوست برای بهبود انعطاف پذیری و عملکرد محصول نشان داده شده است. استفاده از اصلاح کننده های آلی می تواند باعث افزایش کربن و محتوی کل مواد آلی در خاک و همچنین افزایش تغذیه معدنی و ظرفیت نگهداری آب در خاک شود. هدف از این پژوهش، بررسی تنش خشکی، باکتری های محرک رشد و ورمی کمپوست بر عملکرد، میزان عناصر غذایی و اجزای اسانس گیاه مرزه است.مواد و روش هاآزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1396-1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل: تنش خشکی در سه سطح (S1: آبیاری کامل، S2: قطع آبیاری در 50% گلدهی و S3: قطع آبیاری در اوایل گلدهی)، مایه کوبی شامل عدم مایه کوبی و مایه کوبی با باکتری سودوموناس 15P و باکتری استرپتومایسس و ورمی کمپوست در چهار سطح (صفر، 1، 1.5 و 2 تن در هکتار) بود. قبل از کاشت بذرهای مورد نظر را در محرک های زیستی قرار داده و به صورت بذرمال آماده شد. بذر مرزه به صورت ردیفی با فاصله بین ردیف ها 25 سانتی متر و فاصله روی ردیف ها 20 سانتی متر و در عمق 0.5 سانتی متری کشت گردید. برای اعمال تیمار آبیاری، خاک مزرعه در افق ریشه های گیاه تا عمق 20 سانتی متر با حفر پروفیل، بررسی شد. برای کنترل آب از روش وزنی استفاده گردید. ظرفیت مزرعه ای و نقطه پژمردگی دائم با استفاده از نمونه های دست نخورده در حالت 24 ساعت پس از اشباع خاک برای ظرفیت مزرعه ای و قرار دادن در دستگاه مکش با 15 اتمسفر فشار منفی برای نقطه پژمردگی دائم بدست آمد و مقادیر مربوط برای خاک در عمق صفر تا 30 سانتی متر با توجه به لایه بندی خاک و از تفاضل آنها میزان آب قابل استفاده خاک تعیین شد. در طول آزمایش آب قابل استفاده (با توجه به مرحله رشدی گیاه) توسط سیلندر نمونه برداری خاک و انتقال به آون به صورت درصد وزنی رطوبت تعیین شد. صفات مورد بررسی شامل ارتفاع گیاه، وزن خشک شاخساره، وزن خشک ریشه، غلظت عناصر فسفر، پتاسیم و اجزای اسانس بودند.نتایجبراساس نتایج بدست آمده تنش خشکی، ورمی کمپوست و مایه کوبی با باکتری های محرک رشد بر پارامترهای اندازه گیری شده تاثیر معنی داری داشته است. به طوری که بیشترین میزان ارتفاع بوته (62.36 سانتی متر)، وزن خشک شاخساره (28.72 گرم)، وزن خشک ریشه (6.35 گرم)، جذب فسفر (1.3%) و میزان جذب پتاسیم (2.3%) در شرایط بدون تنش، کاربرد دو تن در هکتار ورمی کمپوست و مایه کوبی با باکتری استرپتومایسس و کمترین میزان ارتفاع بوته (22.33 سانتی متر)، وزن خشک شاخساره(18.33 گرم)، وزن خشک ریشه (3.07 گرم)، فسفر (0.85%) و پتاسیم (1.2%) در بسترهای کاشت بدون کاربرد ورمی کمپوست و بدون مایه کوبی با محرک های زیستی و در تیمار تنش قطع آبیاری در ابتدای گلدهی بدست آمد. همچنین بالاترین میزان کارواکرول (62%) و گاما-ترپینن (26/9%) در تیمار تنش خشکی (قطع آبیاری در ابتدای گلدهی) و بسترهای حاوی 2 تن در هکتار ورمی کمپوست در گیاهان مایه کوبی شده با باکتری استرپتومایسس بدست آمد.نتیجه گیریکاربرد ورمی کمپوست همراه با باکتری های محرک رشد را می توان به عنوان کودهای کشاورزی پایدار حاوی میکروارگانیسم های مفید برای بهبود عملکرد رشد و اجزای اسانس گیاه مرزه در شرایط تنش خشکی و بدون تنش پیشنهاد کرد.کلیدواژگان: اسانس، باکترهای محرک رشد، تنش خشکی، مرزه، ورمی کمپوست
-
صفحات 259-274سابقه و هدفروناس (Rubia tinctorum L.) گیاهی چندساله و علفی است که ریشه آن به عنوان مهم ترین بخش اقتصادی آن شناخته شده و غنی از مشتقات آنتراکینونی است. روناس گیاهی با مزیت های چندگانه دارویی، غذایی، رنگی و بهداشتی است. مطالعات دارویی اخیر نشان داده اند که آنتراکینون های ریشه روناس درجه خاصی از اثر مهاری انتخابی نسبت به سلول های سرطانی دارد. در این پژوهش با توجه به محدودیت های آب و خاک منطقه مورد آزمایش، استفاده از حاصلخیزکننده های زیست تخریب پذیر کربنات کلسیم و فسفات برای تولید روناس پیشنهاد گردید تا با توجه به تغییر اقلیم و کمبود آب به عنوان خطرات جدی توسعه پایدار، ارزان بودن تولید روناس و کاربرد چندگانه آن، کاشت و تولید این گیاه به ویژه در مناطق نیمه خشک انجام شود.مواد و روش هااین پژوهش به صورت فاکتوریل با دو عامل و چهار تکرار در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. عامل کربنات کلسیم در پنج سطح 0، 20، 50، 100 و 150 کیلوگرم بر هکتار و فسفات از منبع کود سوپر فسفات تریپل در چهار سطح 0، 50، 100 و 150 کیلوگرم بر هکتار تامین شد. در شرایط مزرعه در اردکان یزد در هر کرت چهار در چهار متر، چهار ردیف بذر کاشته شد، دو ردیف کناری و دو گیاه از طرفین خطوط باقی مانده به عنوان اثر حاشیه ای حذف و بقیه گیاهان به عنوان جامعه آماری در نظر گرفته شدند. هدایت الکتریکی آب آبیاری در طول دوره رشد اندازه گیری و میانگین آن 11.6 دسی زیمنس بر مترمربع گزارش شد. کرت ها بلافاصله بعد از کاشت بذر، آبیاری شدند. چهار روز بعد دوباره آبیاری انجام گردید. بعد از آبیاری دوم، هر 12 روز یک بار و در زمستان آبیاری ماهی یک بار انجام شد. در پاییز سال دوم و سوم نیز پای بوته ها، دوباره خاک همراه با تیمارهای مورد نظر داده شد. در زمستان سال سوم گیاهان روناس برداشت شدند. زیست توده وزن تر ریشه بلافاصله بعد از برداشت توزین شد. بعد از خشک کردن ریشه ها در دمای 104 درجه سانتی گراد، وزن خشک ریشه اندازه گیری شد. محتوای آنتراکینونی و پراکسید هیدروژن ریشه ها نیز به وسیله اسپکتروفتومتر انجام شد.نتایجنتایج آنالیز واریانس دوعاملی داده ها نشان داد که اثر ساده و متقابل تیمارهای مختلف کربنات کلسیم و فسفات بر شاخص های عملکردی زیست توده، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، محتوای آنتراکینونی و پراکسید هیدروژن ریشه در این پژوهش در سطح احتمال 0.05 معنی دار بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین مقادیر زیست توده، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، محتوای آنتراکینونی و پراکسید هیدروژن در تیمار توام 20 کیلوگرم بر هکتار کربنات کلسیم و 100 کیلوگرم بر هکتار فسفات نسبت به شاهد مشاهده شد. کمترین مقدار شاخص های عملکردی مورد بررسی در این پژوهش در تیمار توام 150 کیلوگرم بر هکتار کربنات کلسیم و 150 کیلوگرم بر هکتار فسفات نسبت به شاهد مشاهده شد. استفاده همزمان این دو کود روی یکدیگر اثر مکمل داشت، بدین ترتیب که کاربرد 20 و 50 کیلوگرم در هکتار کربنات کلسیم، همراه با 100 کیلوگرم در هکتار فسفات اثر افزایشی بر محتوای آنتراکینونی و پراکسید هیدروژن ریشه روناس داشت. مقایسه میانگین ها نشان داد که در تیمار توام 20 کیلوگرم بر هکتار کربنات کلسیم و 100 کیلوگرم بر هکتار فسفات نسبت به شاهد، بیشترین وزن تر ریشه با افزایش 71%، بیشترین وزن خشک ریشه با افزایش 91% و بیشترین محتوای آنتراکینونی با افزایش 142% مشاهده شد. مقایسه میانگین ها نشان داد که در تیمار توام 50 کیلوگرم بر هکتار کربنات کلسیم و 100 کیلوگرم بر هکتار فسفات نسبت به شاهد، بیشترین مقدار شاخص زیست توده با افزایش 79% مشاهده شد.نتیجه گیرینتایج نشان داد که شاخص های عملکردی وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، محتوای آنتراکینونی و زیست توده روناس تحت تاثیر تیمار توام 20 کیلوگرم بر هکتار کربنات کلسیم و 100 کیلوگرم بر هکتار فسفات افزایش قابل توجهی داشتند. برای افزایش ترکیبات آنتراکینونی تحت تاثیر محرک های محیطی خارجی زیست تخریب پذیر و ارزان قیمت در مناطقی مشابه شرایط اقلیمی مورد مطالعه در این پژوهش، کشت روناس با استفاده از حاصلخیزکننده های کربنات کلسیم و فسفات پیشنهاد می شود.کلیدواژگان: ترکیبات ثانویه، تریپل سوپر فسفات، شاخص های عملکردی، کربنات کلسیم، گیاه دارویی
-
صفحات 275-293سابقه و هدفزعفران (Crocus sativus L.) یکی از گران ترین ادویه های جهان است که به دلیل تقاضای بالایی که در بازارهای جهانی برای آن وجود دارد، کشت و کار آن به شدت در حال توسعه است. کمیت و کیفیت محصول علاوه بر ژنتیک، تحت تاثیر شرایط آب و هوایی و خاکی محل کشت قرار دارد. بنابراین، شناسایی مناطقی که شرایط آب و هوایی و خاکی آنها نزدیک به شرایط بهینه تولید زعفران باشد، ما را در دستیابی به مطلوب ترین عملکرد کمی و کیفی یاری می کند.مواد و روش هادر این پژوهش، زعفران در شش منطقه مختلف استان کردستان (سنندج، کامیاران، قروه، دهگلان، دیواندره و مریوان) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی کشت شد و طی سه سال (1399 تا 1401) ارزیابی گردید. کورم های زعفران استفاده شده در این پژوهش، توده تربت حیدریه بودند. در هر منطقه زمینی به مساحت 25 مترمربع انتخاب و پس از آماده سازی، سه کرت با ابعاد 2×2 متر با فواصل 1 متر از هم ایجاد گردید. هر کرت آزمایشی شامل 10 ردیف کشت بود و روی هر ردیف کشت، 20 چاله به عمق 15 سانتی متر و فاصله 10 سانتی متر از همدیگر ایجاد شد و در هر چاله کشت، یک عدد کورم کشت گردید. در هر سال دو بار آبیاری (اوایل مهر و اواخر مهر) به صورت غرقابی انجام شد. در فصل گلدهی، گل های زعفران برداشت و ویژگی های عملکردی (تعداد گل، عملکرد گل خشک، عملکرد کلاله خشک و طول کلاله) و فیتوشیمیایی (محتوای کروسین و سافرانال کلاله) آنها اندازه گیری شد. مجموع بارش ماهانه و نیز میانگین دمای ماهانه مربوط به هر منطقه در طول دوره پژوهش از نزدیک ترین ایستگاه هواشناسی به آن منطقه بدست آمد. نمونه خاک هر منطقه نیز در آزمایشگاه مورد آنالیز فیزیکی و شیمیایی قرار گرفت. در نهایت به کمک نرم افزار SPSS، مقایسه میانگین داده ها به روش دانکن و همبستگی بین داده های آب و هوایی و خاکی با صفات عملکردی و فیتوشیمیایی به روش پیرسون بدست آمد.نتایجبیشترین میانگین عملکرد کلاله در هر سه سال متعلق به زعفران کشت شده در کامیاران بود (0.009±0.13، 0.085±27/1 و 0.052±1.54 گرم در مترمربع به ترتیب در سال های 1399، 1400 و 1401). در هر سه سال، بیشترین میانگین محتوای کروسین از کلاله های برداشت شده از مزرعه دیواندره بدست آمد (15.77±53.01، 26.6±92.54 و 5.12±143.07 میلی گرم در گرم کلاله خشک به ترتیب در سال های 1399، 1400 و 1401). بیشترین میانگین محتوای سافرانال در سال های 1399 (0.38±4.09 میلی گرم در گرم کلاله خشک)، 1400 (0.44±2.48 میلی گرم در گرم کلاله خشک) و 1401 (0.14±5.05 میلی گرم در گرم کلاله خشک)، به ترتیب متعلق به کلاله زعفران های مزارع کامیاران (بدون تفاوت معنی دار با سایر مناطق غیر از مریوان)، مریوان (بدون تفاوت معنی دار با دهگلان و دیواندره) و دیواندره (بدون تفاوت معنی دار با سایر مناطق غیر از کامیاران) بود. عملکرد گل خشک و عملکرد کلاله همبستگی منفی معنی داری با میزان رس (به ترتیب *0.329- =r و **0.356- =r)، مواد آلی (به ترتیب **0.422- =r و **0.428- =r) و نیتروژن (به ترتیب **0.437- =r و **0.444- =r) و همبستگی مثبت معنی داری با پتاسیم (به ترتیب **0.544 =r و **0.561 =r) و فسفر (به ترتیب **0.410 =r و **0.435= r) نشان دادند. محتوای کروسین کلاله همبستگی مثبت معنی دار با میزان رس (**0.557 =r) و اسیدیته خاک (**0.438 =r) و همبستگی منفی معنی داری با میزان شن خاک (**0.461- =r) داشت. سافرانال با هیچ یک از ویژگی های خاک و ارتفاع از سطح دریا، همبستگی معنی داری نشان نداد. بین صفات اندازه گیری شده با میانگین دمای ماهانه و مجموع بارش ماهانه نیز همبستگی های قابل توجهی بدست آمد.نتیجه گیریبه طور کلی، مناطقی از استان کردستان با میزان بارندگی کمتر در بهار، تابستان و اوایل پاییز، بارندگی بیشتر در اواخر پاییز و طی زمستان، متوسط دمای ماهانه بیشتر، دارای خاک های متوسط بافت حاوی فسفر و پتاسیم بیشتر و نیتروژن و مواد آلی کمتر و اسیدیته کمی قلیایی، برای تولید زعفران، مناسب شناخته شدند. براساس مجموع صفات کمی و کیفی اندازه گیری شده، از بین مناطق مورد مطالعه، کامیاران مناسب ترین شرایط را برای تولید زعفران داشت.کلیدواژگان: کلاله، فیتوشیمیایی، بارندگی، دما، خاک
-
صفحات 294-313سابقه و هدفدر تولید گیاهان دارویی، حفظ کیفیت و ترکیب های موثر آنها چالشی اساسی است. جنس مریم گلی (Salvia spp.)، منبع سرشاری از ترکیب های بیولوژیک هستند که باعث انهدام رادیکال های آزاد و اثرهای آنتی اکسیدانی، ضدالتهابی و ضد میکروبی این گیاهان می شوند. مریم گلی ترکه ای (Salvia virgata) دارای چندین فعالیت بیولوژیکی است و از آن برای درمان زخم ها و بیماری های مختلف پوستی و برای جلوگیری از سرطان خون استفاده می شود. کادمیوم به دلیل نیمه عمر زیستی طولانی، تحرک قابل توجه در خاک و ظرفیت جذب توسط گیاهان، یکی از سمی ترین فلزات سنگین است. اثرهای منفی کادمیوم بر رشد، فعالیت های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان، باعث کاهش کیفیت و عملکرد گیاهان می شود. سدیم نیتروپروساید با آزاد کردن نیتریک اکسید (NO)، در فرایندهای زیستی و پاسخ به تنش های مختلف دخالت دارد.مواد و روش هابا هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف سدیم نیتروپروساید در بهبود پاسخ گیاه مریم گلی ترکه ای (Salvia virgata) به تنش کادمیوم تحت شرایط درون شیشه ای، آزمایشی با طراحی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سطوح مختلف کادمیوم (0 (شاهد)، 25، 50 و 100 میکرومولار) و سدیم نیتروپروساید (0 (شاهد)، 15 و 30 میکرومولار) بودند. از محیط کشت موراشیگ و اسکوگ برای کشت بذر ها استفاده شد. در این آزمایش مقادیر مختلف نیترات کادمیوم قبل از تنظیم pH به محیط کشت اضافه گردید. سدیم نیتروپروساید به دلیل حساسیت به دمای بالا بعد از اتوکلاو و با فیلتر زیر لامینار به محیط اضافه گردید. در ابتدا، بذرها با استفاده از الکل 70% و هیپوکلریت سدیم 2% استریل شدند؛ سپس در محیط کشت کاشته شدند. پس از سه ماه رشد، گیاهچه ها از محیط کشت برداشته شدند. صفات رشدی شامل وزن تر و خشک بخش هوایی، ریشه و کل گیاهچه و صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی شامل رنگیزه های فتوسنتزی (اندازه گیری کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، کلروفیل کل و رنگیزه فتوسنتزی کل)، فلاونوئید، فنول کل، کربوهیدرات، پرولین، پروتئین و فعالیت آنتی اکسیدانی اندازه گیری شدند. تجزیه وتحلیل داده های بدست آمده از این پژوهش با استفاده از نرم افزار Minitab انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون Bonferroni در سطح احتمال 5% انجام شد.نتایجطبق نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها، اثر متقابل کادمیوم و نیتروپروساید بر وزن تر گیاهچه، طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنوئید، رنگیزه های فتوسنتزی کل، فنل کل، کربوهیدرات و پرولین در سطح احتمال 1% و وزن خشک گیاهچه، کلروفیل کل، فلاونوئید و پروتئین در سطح احتمال 5% معنی دار شد. اثر متقابل تیمارها بر فعالیت آنتی اکسیدانی معنی دار نشد؛ ولی اثرهای ساده آنها معنی دار شد. نتایج مقایسه میانگین داده ها نشان داد که تنش کادمیوم باعث کاهش وزن تر و خشک گیاهچه، طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و رنگیزه های فتوسنتزی کل در گیاه مریم گلی ترکه ای شد و استفاده از سدیم نیتروپروساید منجر به بهبود این صفات گردید؛ به طوری که استفاده از 30 میکرومولار سدیم نیتروپروساید تحت تنش کادمیوم با غلظت 50 میکرومولار، بیشترین وزن تر و خشک گیاهچه و میزان پرولین را نشان داد و استفاده از 15 میکرومولار سدیم نیتروپروساید تحت تنش کادمیوم با غلظت 25 میکرومولار، بیشترین میزان طول اندام هوایی، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و رنگیزه های فتوسنتزی کل را نشان داد. همچنین، نتایج دیگر این پژوهش بیانگر آن بود که تنش کادمیوم منجر به افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان فلاونوئید کل، فنل کل، کربوهیدرات محلول، پرولین و پروتئین در گیاه مریم گلی ترکه ای شد؛ اما استفاده از سدیم نیتروپروساید باعث بهبود تاثیرات منفی تنش کادمیوم می گردید؛ به طوری که استفاده از 30 میکرومولار سدیم نیتروپروساید منجر به افزایش فلاونوئید کل، فنل کل، کربوهیدرات محلول و پروتئین در شرایط تنش کادمیوم با غلظت 25 میکرومولار شد.نتیجه گیرینتایج نشان دادند که تنش کادمیوم باعث کاهش رشد و عملکردهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان می شود، اما استفاده از سدیم نیتروپروساید توانست تاثیرات منفی کادمیوم را بهبود بدهد. این یافته ها نشان می دهد که سدیم نیتروپروساید می تواند به عنوان یک ابزار موثر در مدیریت تنش های کادمیومی در گیاهان دارویی مورد استفاده قرار گیرد و به بهبود رشد و کیفیت این گیاهان کمک کند. این تحقیق علاوه بر افزایش اطلاعات ما درباره سازوکار های پاسخ گیاهان به تنش کادمیومی، به تحلیل تاثیر سدیم نیتروپروساید در مواجهه با آلاینده های زیست محیطی کمک می کند.کلیدواژگان: پروتئین، پرولین، رنگیزه های فتوسنتزی، فنول کل، فلاونوئید
-
صفحات 314-330سابقه و هدف
گلنار فارسی یا انار پرپر (Punica granatum L. var. pleniflora) درختچه ای زینتی/دارویی و بومی ایران است. عصاره گلنار مانند مورفین باعث کاهش سطح درد در بیماران می شود و به دلیل حضور تری ترپنوئیدها علیه بیماری های مختلف مانند سرطان پروستات و سرطان سینه استفاده می شود. در طب سنتی برای رفع اسهال، خونروی های ساده، ترشحات مخاطی، ترشحات واژینال و در استعمال خارجی، به صورت غرغره برای رفع ورم لوزه استفاده می شده است. تصلب شریان یکی از فاکتورهای خطرناک در بیماری قلبی-عروقی شمرده می شود. گلنار به دلیل داشتن ترکیب های متعدد آنتی اکسیدانی، سبب کاهش تقریبا 70% گرفتگی شریان ها می شود، ازاین رو افزایش رشد و گلدهی گلنار فارسی که منبع طبیعی از آنتی اکسیدان هاست حائز اهمیت است.
مواد و روش هابه منظور بررسی اثر اسیدهای آمینه تریپتوفان، فنیل آلانین و متیونین بر خصوصیات مرفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گلنار فارسی، آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان به صورت طرح کاملا تصادفی شامل 10 تیمار در 3 تکرار و 3 گلدان به ازای هر واحد آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان اجرا شد. سطوح مختلف تیمارها شامل متیونین0.5، 1، 2 میلی مولار، فنیل آلانین 0.5، 1، 2 میلی مولار، تریپتوفان 0.5، 1، 2 میلی مولار طی سه مرتبه محلول پاشی برگی به فواصل دو هفته، به همراه شاهد (آب مقطر) اعمال شدند. شرایط استخراج برای آزمون های فنول کل، فلاونوئید کل، فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت ضد میکروبی بهینه شد. برای عصاره گیری و بهینه سازی استخراج با استفاده از نمونه خشک گل از دستگاه اولتراسونیک استفاده شد و برای تعیین حلال، دما و مدت زمان مناسب عصاره گیری و تعیین نسبت بهینه ماده خشک گیاهی به حلال، آزمایشی طراحی شد و مقایسه بین دو حلال آب و الکل در دماهای 30-50-70 درجه سانتی گراد و مقادیر مختلف گیاهی 0.2، 0.35، 0.5 گرم در ده میلی لیتر حلال و مدت زمان های 5، 15، 25 دقیقه بود که براساس این موارد آزمایش های اولیه توسط نرم افزار پیشنهاد شد. به منظور بررسی فعالیت ضد میکروبی عصاره گل ابلق و قرمز رنگ گلنار فارسی، از روش نفوذ چاهکی استفاده شد. در این روش از پلیت های حاوی محیط کشت جامد مولر هینتون آگار که به طور جداگانه آغشته به سوسپانسیون باکتری های اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس با غلظت یک میلیون در میلی لیتر بود، استفاده گردید.
نتایجنتایج نشان داد تیمارها بر صفات مورد بررسی شامل وزن خشک گل ها و فلاونوئید در سطح احتمال 5% و تعداد گل، میزان آنتوسیانین، فعالیت آنتی اکسیدانی (FRAP) و کلروفیل b در سطح احتمال 1% تاثیر معنی داری داشتند. به طوری که میزان وزن خشک گل به مقدار97.09% در غلظت 2 میلی مولار تریپتوفان نسبت به شاهد افزایش داشت. بیشترین آنتوسیانین، با افزایش 56.05 و 50 درصدی در غلظت 0.5 میلی مولار فنیل آلانین نسبت به شاهد مشاهده شد. بیشترین میزان فعالیت آنتی اکسیدانی (FRAP)، با افزایش 110 درصدی نسبت به شاهد در غلظت 2 میلی مولار تریپتوفان بدست آمد. بیشترین تعداد گل در غلظت 1 میلی مولار فنیل آلانین و 2 میلی مولار متیونین بدست آمد. بیشترین همبستگی مثبت (*0.68=r) بین وزن خشک گل و رشد شاخه بود و بیشترن همبستگی منفی (*0.80=r) بین کلروفیل b و آنتوسیانین مشاهده شد. بین کلروفیل a با فلاونوئید کل، کلروفیل b و رشد شاخه همبستگی مثبت معنی داری وجود داشت. همچنین بین تعداد گل با آنتوسیانین و فنول کل رابطه مثبت معنی داری مشاهده شد. بهترین نقطه استخراج عصاره مربوط به دمای ºC70، حلال اتانول 70%، زمان 15 دقیقه و نسبت ماده خشک گیاه به حلال 0.2 گرم وزن خشک در 10 میلی لیتر حلال بود. همچنین مشاهده شد که در برابر باکتری اشریشیاکلی، گل قرمز و در برابر استافیلوکوکوس اورئوس گل ابلق به ترتیب با 17.76 و 17.4 میلی متر قطر هاله عدم رشد، بیشترین قدرت مهارگری را داشتند.
نتیجه گیریطبق نتایج علاوه بر تایید فعالیت ضد باکتریایی گلنار و تعیین نقطه بهینه استخراج، مشخص شد که سطوح 5/0 میلی مولار اسیدهای آمینه در بیشتر صفات شامل رشد شاخه، وزن خشک گل، فنل کل و آنتوسیانین بهترین نتایج را به همراه داشت که تیمار آنها در مزرعه را نیز توجیه می کند. با توجه به اینکه کشاورز برای محلول رسانی به محصول خود مقدار بسیار کمی از کود های اسید آمینه را در مقایسه با دیگر کودها استفاده می کند، از این جهت توجیه اقتصادی مطلوبی نیز دارد.
کلیدواژگان: آنتوسیانین، انار پرپر، گل، محتوای فنولی، محلول پاشی -
صفحات 331-351سابقه 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.
کلیدواژگان: اکسین، آنتی اکسیدان، پلی فنل اکسیداز، متابولیت ثانویه، روتین، زنه (Urtica Dioica L.) -
صفحات 352-366سابقه و اهدافگیاهان جنس Papaver از تیره خشخاش، ازجمله گیاهان دارویی مشهور به شمار می آیند که به دلیل تولید آلکالوییدهای مورفینان و آلکالوییدهای ایزوکینولینی با اثرهای ضدمیکروبی همواره مورد توجه صنایع داروسازی و پزشکی قرار گرفته است. در استان کردستان به عنوان یکی از مناطق کوهستانی غرب کشور تنوع زیادی از گیاهان جنس Papaver مشاهده می شود. در این پژوهش عصاره های متانولی تهیه شده از چهار گونه Papaver از لحاظ میزان تولید آلکالوییدهای مورفینان و اثرهای ضدمیکروبی بر رشد میکروارگانیسم ها در شرایط آزمایشگاهی بررسی شدند.مواد و روش هاگونه های Papaver glaucum،P. fugax ،P. argemone و P. bracteatum با دو بار تکرار از رویشگاه های طبیعی آنها در استان کردستان در فصل بهار جمع آوری شده و زیر نظر گیاه شناس مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان براساس خصوصیات مورفولوژیکی شناسایی گردیدند. برای استخراج آلکالوییدها، اندام های هوایی و ریشه ها در سایه خشک و پودر شدند. با استفاده از پودرهای حاصل و حلال های متانول و کلروفرم به نسبت 1 به 4، عصاره ها تهیه گردیدند. میزان آلکالوییدهای مورفین، کدئین، تبائین و پاپاورین موجود در هر یک از نمونه ها به صورت مجزا با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) سنجش شد. همچنین اثرهای ضدمیکروبی عصاره ها علیه باکتری های گرم مثبت Bacillus subtilis، Staphylococcus aureus و Streptococcus pyogenes و باکتری های گرم منفی Pseudomonas aeruginosa، Salmonella typhi, و Escherichia coli بیماری زا به روش سنجش هاله عدم رشد، تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC)، با استفاده از روش رقت لوله ای ارزیابی گردید.نتایجتولید آلکالوییدهای مورفینان در گونه های مورد بررسی توسط HPLC تایید شد. میزان مورفین به عنوان آلکالویید غالب در بین چهار گونه مورد بررسی از 4.21 تا 21.33 میلی گرم بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین میزان مورفین (21.33 میلی گرم بر گرم) در عصاره P. bracteatum و بیشترین میزان تبائین و کدئین (8.67 و 1.8 میلی گرم بر گرم) در عصاره P. fugax مشاهده گردید. مشاهده هاله عدم رشد بر علیه باکتری های Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus تاییدکننده اثرهای ضدمیکروبی عصاره های گیاهی مورد بررسی بود. دامنه حداقل غلظت مهارکنندگی عصاره ها بر علیه باکتری های مورد بررسی بین 25 تا 100 میلی گرم بر میلی لیتر متغیر بود و حداقل غلظت کشندگی فقط بر علیه باکتری Escherichia coli مشاهده شد. عصاره گیاه P. bracteatum با حداقل غلظت مهارکنندگی 25 میلی گرم بر میلی لیتر و حداقل غلظت کشندگی 50 میلی گرم بر میلی لیتر بر علیه باکتری E. coli بیشترین اثر مهارکنندگی را نشان داد.نتیجه گیرینتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که گونه های Papaver مورد بررسی مقادیر و دامنه قابل توجهی از آلکالوییدهای مورفینان را تولید می کنند که ارزش ژنتیکی و دارویی این گونه های طبیعی را برای مطالعات بعدی مشخص می کند. به علاوه اثرهای ضدمیکروبی عصاره های این گیاهان بر علیه سویه های مرجع باکتری بیماری زای گرم مثبت و گرم منفی استفاده شده در این پژوهش بیانگر جنبه دیگری از اهمیت متابولیت های ثانویه این گیاهان می باشد. بنابراین پیشنهاد می شود که مطالعات بیشتری در زمینه تفکیک، جداسازی و شناسایی متابولیت های با ارزش گیاهان تیره خشخاش انجام شود و بررسی اثرهای ضدمیکروبی این ترکیبات می تواند گزینه مناسبی برای تولید داروهای ضدمیکروبی موثر باشد.کلیدواژگان: آلکالوییدها، Papaver، حداقل غلظت کشندگی، حداقل غلظت مهارکنندگی، مورفینان، HPLC
-
صفحات 367-387سابقه و هدف
در اکوسیستم های مختلف عواملی مانند ارتفاع، بارندگی، دما، روشنایی، رطوبت و عناصر غذایی خاک به عنوان متغیرهای مهم بر متابولیسم و تجمع متابولیت های ثانویه تاثیر می گذارند. بنابراین شناخت عوامل تاثیرگذار بر مواد موثره گیاهان دارویی حائز اهمیت است. بر این اساس پژوهشگران در تلاش هستند تا با ارائه روش های مختلف، تولید مواد موثره را افزایش دهند. ازجمله می توان به تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر عوامل اکولوژیکی بر ترکیب های اسانس جمعیت های مختلف Nepeta crispa، Salvia sharifii، Satureja rechingeri و Stachys pilifera اشاره کرد. در این پژوهش رابطه بین پارامترهای اقلیمی، توپوگرافی و ادافیکی به عنوان عوامل مهم و اثرگذار بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب های اسانس گونه اندمیک دارویی Dracocephalum ghahremanii Jamzad بررسی شد.مواد و روش ها: سه رویشگاه D. ghahremanii در استان سمنان با شرایط محیطی مختلف انتخاب شد و در هر یک 15 پلات 4 مترمربعی به روش تصادفی سیستماتیک مستقر گردید. در هر پلات ارتفاع گیاه، قطر تاج پوشش، سطح تاج پوشش، زی توده و سطح برگ گونه مورد بررسی اندازه گیری شد. سرشاخه های گلدار با سه تکرار از رویشگاه های طبیعی جمع آوری و با دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب اسانس گیری گردید. ترکیب های اسانس با استفاده از کروماتوگراف گازی فوق سریع (GC-FID) و کروماتوگراف گازی متصل به طیف سنج جرمی (GC/MS) شناسایی شد. در هر رویشگاه، پنج نمونه خاک به طور تصادفی از داخل پلات ها برداشت شد و برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل واکنش خاک، هدایت الکتریکی، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهک و بافت خاک اندازه گیری شد. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد. مهمترین عوامل محیطی اثرگذار بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب های اسانس با استفاده از روش آنالیز همبستگی در نرم افزار SPSS و روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) در نرم افزار Minitab تعیین شد. جایگاه حفاظتی این گونه با استفاده از روش IUCN و براساس معیارهای میزان حضور (EOO) و سطح تحت اشغال (AOO) با استفاده از نرم افزار GeoCAT و داده های مربوط به اندازه جمعیت و کیفیت رویشگاه تعیین شد.
نتایجمقایسه میانگین صفات مورفولوژیکی D. ghahremanii نشان داد که بیشترین و کمترین مقادیر صفات مورفولوژیک به ترتیب به منطقه تاش با ارتفاع 3043 متر و منطقه تنگ کاورد با ارتفاع 2032 متر مربوط است. تجزیه واریانس مقادیر صفات مورفولوژیک نیز نشان داد که بین گیاهان سه منطقه از نظر سطح برگ در سطح 1% و از نظر ارتفاع گیاه، قطر تاج پوشش، سطح تاج پوشش و زی توده در سطح 5% اختلاف معنی داری وجود دارد. تجزیه اسانس گونه D. ghahremanii نشان داد که ترکیب شیمیایی آن در سه منطقه دارای اختلاف است. در منطقه تنگ کاورد، سیس-بتا-فارنسن، ترانس-کادینا-1(6)، 4-دی ان و بتا-کاریوفیلن، در منطقه دیباج، سیس-بتا-فارنسن، ترانس-کادینا-1(6)، 4-دی ان و کاریوفیلن اکسید و در منطقه تاش، کاریوفیلن اکسید، آلفا-وتیون و کارون هیدرات به عنوان ترکیب های اصلی شناسایی شدند. تجزیه واریانس ترکیب های اسانس مشترک رویشگاه های این گونه نیز نشان داد که بین میانگین این ترکیب ها در سطح 0.1% اختلاف معنی داری وجود دارد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک رویشگاه های D. ghahremanii اختلافات محسوسی داشتند. تجزیه واریانس مقادیر این پارامترها نشان داد که بین سه منطقه از نظر ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهک، ماسه و سیلت در سطح 0.1% ، اسیدیته در سطح 1% و هدایت الکتریکی و رس در سطح 5% اختلاف معنی داری وجود دارد. همبستگی بین خصوصیات این گونه با برخی از عوامل محیطی نشان داد که ارتفاع از سطح دریا، بارندگی سالانه، دمای سالانه، حداقل دمای سردترین ماه، حداکثر دمای گرمترین ماه، آهک، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، ماسه و سیلت بیشترین همبستگی معنی دار را با صفات مورفولوژیک و ترکیب های اسانس دارند. با توجه به اینکه سطح تحت اشغال این گونه در جمعیت های مطالعه شده AOO 0.750 کیلومترمربع و محدوده حضور آن در استان 691.046 EOO کیلومترمربع است، جایگاه حفاظتی آن در ایران در بحران انقراض (CR) تعیین گردید.
نتیجه گیریبه عنوان نتیجه گیری کلی، می توان چنین بیان کرد که افزایش ارتفاع باعث افزایش خصوصیات عملکردی (مورفولوژی و فیتوشیمی) گیاه D. ghahremanii شده است. با وجود تشابه نسبی ترکیب های اصلی در اسانس این گونه، ترکیب اسانس (درصد اجزاء اصلی و جزئی) در سه منطقه بررسی شده متفاوت بود. در بین پارامترهای محیطی، ارتفاع از سطح دریا، بارندگی سالانه، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سیلت مهمترین عوامل موثر بر صفات مورفولوژیکی و درصد ترپن های اکسیژن دار این گونه بودند که می تواند گویای اهمیت رویشگاه های مرتفع به لحاظ محتوای اسانس و ترکیب هایی با خواص آنتی اکسیدانی بالاتر برای این گیاه باشد. براساس این یافته ها، حداکثر دمای گرمترین ماه، حداقل دمای سردترین ماه، حداقل دمای مطلق، آهک و ماسه نیز مهمترین پارامترهای موثر بر درصد ترپن های هیدروکربنی بودند. این نتایج برای استحصال اسانس D. ghahremanii از رویشگاه های طبیعی، یا برای کشت تجاری این گیاه با هدف استخراج ترکیب های ثانویه موجود در اسانس آن می تواند حائز اهمیت باشد.
کلیدواژگان: گیاه دارویی، جایگاه حفاظتی، فاکتورهای اقلیمی، اکولوژی عملکردی -
صفحات 388-399سابقه و هدفبا توجه به خسارت بالای آفات انباری و اثرهای نامطلوب سموم شیمیایی، استفاده از ترکیبات گیاهی یکی از بهترین گزینه ها برای کنترل آفات انباری محسوب می شود. اسانس ها، دسته ای از ترکیبات موثر گیاهی هستند که دارای اثر تدخینی بالایی می باشند. در این پژوهش اثر بازدارندگی از تخم ریزی و تخم کشی اسانس سه گونه مرزه بومی روی شب پره آرد (Ephestia kuehniella) بررسی شد، تا اسانس مرزه ای که دارای بالاترین خاصیت حشره کشی است، انتخاب شود.مواد و روش هاابتدا سه گونه مرزه بومی به نام های مرزه خوزستانی (Satureja khuzistanica Jamzad)، مرزه سهندی (Satureja sahendica Bornm.) و مرزه ماکرانتا (Satureja macrantha C. A. Mey.) جمع آوری شده و بعد از خشک شدن به روش تقطیر با آب اسانس گیری شدند. هر سه اسانس برای تعیین ترکیبات شیمیایی با دستگاه کروماتوگرافی گازی و دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل شده به طیف سنجی جرمی تجزیه شدند. آزمایش به صورت طرح کاملا تصادفی در شرایط آزمایشگاهی (1±27 درجه سلسیوس، 10±65% رطوبت نسبی و 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی) بررسی شد. به دلیل بررسی اثر بازدارندگی تخم ریزی، از یک جفت حشره کامل نر و ماده یک روزه استفاده شد و چهار روز بعد از اسانس دهی تعداد تخم های گذاشته شده شمارش شدند. همچنین برای تخم های یک روزه، از هر اسانس 3 غلظت شامل 3، 12 و 25 میکرولیتر بر لیتر هوا استفاده گردید و پس از 96 ساعت بعد از اسانس دهی، درصد تفریخ تخم محاسبه شد. آزمایش در 5 تکرار انجام شد.نتایجنتایج نشان داد که کارواکرول ترکیب اصلی در مرزه خوزستانی (S. khuzistanica) را تشکیل می داد و در حدود 91.5% بود. تیمول (48.6%)، پارا-سیمن (21.9%) و گاما-ترپینن (18.6%) بیشترین مقدار ترکیبات را در مرزه سهندی (S. sahendica) داشتند و ترکیبات اصلی در اسانس مرزه ماکرانتا (S. macrantha) پارا-سیمن (59.5%)، گاما-ترپینن و تیمول (13.5%) بود. هر سه اسانس، دارای خاصیت بازدارندگی از تخم ریزی بودند که میزان بازدارندگی از تخمریزی با افزایش غلظت اسانس، افزایش یافت. غلظت های مختلف از سه اسانس مرزه نشان داد که میزان بازدارندگی از تخم ریزی در غلظت یک میکرولیتر برای اسانس مرزه خوزستانی، 53.7% و برای مرزه سهندی و ماکرانتا حدود 40% بود. مقدار 50% بازدارندگی از تخم ریزی برای دو اسانس دیگر با غلظت 3 میکرولیتر مشاهده شد. از میان اسانس های مورد بررسی، مرزه خوزستانی بیشترین کشندگی و بازدارندگی از تخمریزی را روی شبپره مدیترانه ای آرد نشان داد که دلیل آن مربوط به محتوای بالای کارواکرول مرزه خوزستانی نسبت به دو گونه دیگر مرزه است. برخلاف اثر حشره کشی کم اسانس S. macrantha، اثر بسیار خوبی را روی خاصیت بازدارندگی از تخم ریزی داشت.نتیجه گیریهر سه اسانس مرزه اثرهای خوب تخم کشی و ممانعت از تخم ریزی داشتند اما اسانس S. khuzistanica در کمترین غلظت خواص تخم کشی و بازدارندگی از تخم ریزی بهتری نسبت به S. sahendica و S. macrantha داشت که اثرگذاری در دوزهای کمتر اسانس، از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیرتر است. براساس نتایج این تحقیق، اسانس مرزه های بومی ایران توانایی کنترل آفات انباری را دارد، تنها فراریت بالا و نامحلول بودن در آب محدودیت اصلی در استفاده گسترده از اسانس ها می باشد. با این حال، اسانس نانو کپسول شده از طریق رهایش کنترل آن، بر محدودیت های استفاده از اسانس های گیاهی در انبار غلبه می کند. بنابراین مطالعات بیشتری برای استفاده از اسانس ها در کنترل آفات با استفاده از این روش مورد نیاز است.کلیدواژگان: Satureja Khuzistanica، S. Sahendica، S. Macrantha، شبپره مدیترانه ای آرد، ممانعت از تخم ریزی، تخم کشی
-
صفحات 400-415سابقه و هدفامروزه به دلیل آشکار شدن اثرهای سوء مصرف داروهای شیمیایی برای بیشتر مصرف کنندگان، تمایل به مصرف گیاهان دارویی افزایش قابل ملاحظه ای یافته است. ریحان (Ocimum basilicum L.) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که به دلیل داشتن متابولیت های ثانویه با ارزش و مهمی مانند اسانس ها در صنایع مختلف داروسازی بسیار مورد توجه است، اما شوری خطری جدی برای تولید آن محسوب می شود. شوری آب و خاک از مهمترین عوامل محدود کننده در تولید محصول هستند. با افزایش شوری خاک، فشار اسمزی افزایش یافته و گیاه برای جذب مقدار معینی آب، باید انرژی حیاتی بیشتری مصرف کند. افزایش تحمل به شوری گیاهان برای تولید غذای پایدار به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک ضروری است و می تواند نیاز آبشویی و هزینه های تولید را کاهش دهد. از آنجایی که استفاده از نانوذرات کلسیم سبب افزایش کارایی مصرف عناصر غذایی، کاهش سمیت خاک، به حداقل رساندن اثرهای منفی ناشی از مصرف بیش از حد کود و کاهش تعداد دفعات کاربرد کود می گردد، این مطالعه به بررسی اثر نانوذره کلسیم بر خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه ریحان تحت شرایط تنش شوری پرداخت.مواد و روش هاتیمار نانوذره کلسیم در پنج سطح به صورت محلول پاشی با غلظت های 0، 0.25، 0.5، 1 و 1.5 گرم بر لیتر و تیمار شوری با غلظت های 0، 75 و 150 میلی مولار کلرید سدیم به همراه محلول هوگلند در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در محیط گلخانه به گیاهان داده شد. برخی خصوصیات رشدی مانند ارتفاع، تعداد برگ، سطح برگ، وزن تر و وزن خشک گیاه اندازه گیری شدند. برخی خصوصیات بیوشیمیایی مانند فلاونویید، قند محلول، مقدار آنتوسیانین، میزان آنزیم های آنتی اکسیدان مانند کاتالاز و پراکسیداز، مقدار کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و مقدار کاروتنویید نیز اندازه گیری گردیدند. برای مقایسه میانگین ها از آزمون حداقل اختلاف معنی دار در نرم افزار SAS استفاده شد.نتایجنتایج آنالیز واریانس اثر کلسیم بر بیشتر صفات مورفولوژیک معنی دار بود. سطوح مختلف شوری نیز به تنهایی اثر معنی داری بر صفات مورد مطالعه داشت (1%>p). طبق مقایسه میانگین اثر ساده کلسیم بر رنگیزه های کلروفیلی، با افزایش سطح کلسیم، رنگیزه های کلروفیلی افزایش و فتوسنتز بهبود یافت. اثر ساده سطوح مختلف شوری بر روی برخی صفات (فنل، قند محلول، آنزیم پراکسیداز و آنتوسیانین) نشان داد که افزایش سطح شوری سبب افزایش مقدار صفات مورد مطالعه گردید، به گونه ای که در غلظت 150 میلی مولار شوری مقدار فنل با 8.02 میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک نسبت به نمونه شاهد (5.10 میلی گرم) بیشترین مقدار را نشان داد. همچنین در این غلظت شوری، مقدار قند محلول با 139.9 میلی گرم بر گرم وزن خشک نسبت به نمونه شاهد با 110.9 میلی گرم بر گرم وزن خشک بیشترین مقدار را داشت. اثر متقابل کلسیم و شوری تنها بر محتوای کلروفیلی، مقدار فلاونویید ها و کاتالاز معنی دار بود (1%>p).نتیجه گیرینتایج حاصل از این پژوهش بیانگر این مطلب بود که صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه ریحان تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفتند و کلسیم در برهم کنش با تنش شوری سبب کاهش اثرهای مخرب تنش شوری شد. بنابراین، برای بهبود عملکرد گیاه ریحان در شرایط تنش شوری، محلول پاشی نانوکود کلسیم در غلظت های مطلوب پیشنهاد می گردد.کلیدواژگان: گیاه دارویی، نانوکود، پتانسیل اسمزی، تحمل به شوری
-
Pages 207-224Background and objectivesPlants have many defense systems to overcome stresses, especially heavy metals. Some heavy metals are part of pigments and enzyme compounds and are also essential elements. In concentrations higher than plants' physiological needs, they are toxic for plants, but some heavy metals such as cadmium and lead are even unnecessary. At low concentrations, they harm plants, and for this reason, heavy metals are considered stressors. Based on this, it is imperative to investigate these metals' effects on plant oxidizing enzymes' activities.MethodologyIn this research, in order to investigate the reaction of oxidizing enzymes and non-oxidizing factors against the stress caused by cadmium (Cd), the required artichoke after being prepared from the mountains of Kurdistan in the presence of phosphate buffer, pH 7 and PMSF 0.02 solution as Protease inhibitor was homogenized and after centrifugation at 3000 g and 15000 g, the upper clear solution was used as a crude extract and for subsequent measurements. In the performed tests, the effect of different concentrations of cadmium chloride (CdCl2) were measured on the content of proline (Pro), phenolic compounds (Ph.C) and the activity of antioxidant enzymes such as phenyl-alanine-ammonialyse (PAL), catalase CAT), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPX) and polyphenol oxidase (PPO) of artichoke root. This project was carried out in the form of a completely randomized design in three replications in vials containing three milliliters of artichoke root extract with seven treatments, in which the first group was treated as a control in the presence of distilled water only. The second group was exposed to 0.25 mM CdCl2, the third, fourth, fifth, sixth, and seventh groups were exposed to 0.5, 1, 2, 5, and 10 mM CdCl2, respectively, for 10 minutes. The samples were treated at room temperature of 20 to 25 degrees and 10 minutes of natural light. Then, the activity level of each antioxidant enzyme and the level of Pro and Ph.C was measured separately. In this research, at first, the distribution diagram of the data (enzyme or protein activity against different levels of Cd) was drawn, and then various linear and non-linear regression equations were used to fit the data. In the next step, according to the best type of equation and analysis of the response type of GPX, SOD, APX, protein, Pro and Ph.C was used from nonlinear regression analysis (power, hyperbolic, asymptotic exponential and asymptotic growth models) and to express the response of enzyme activity of PPO, CAT and PAL to different levels of Cd were used from the beta model.ResultsAll models indicated Cd's stimulating effect on the studied enzymes. The research results showed that the activity of all SOD, APX, CAT, PPO, GPX, and PAL enzymes as well as the content of Pro and Ph. C increased significantly after Cd treatment. Using five non-linear regression models, the highest activity of APX enzyme at a concentration of 4.6 mM (asymptotic exponential model), GPX enzyme at a concentration of 12.3 mM (asymptotic exponential and asymptotic growth models), SOD enzyme at 14.3 mM (asymptotic growth model) was interpolated. In addition, the most production of Pro and Ph. C was obtained at concentrations of 13.6 and 14.3 mM Cd using the asymptotic and asymptotic growth models, respectively. The highest activity of the PPO enzyme was at 8 mM, CAT at 4.8 mM, and the maximum activity of PAL was at 1.4 mM. The results showed that Cd, due to the induction of oxidative stress and the increase in free radical production, leads to an increase in the content of proline, phenolic compounds, and the activity of antioxidant enzymes in artichoke roots. Further changes in the activity of these enzymes during growth indicate the presence of enzymatic regulatory mechanisms in artichoke roots against heavy metals such as cadmium. Enzymatic antioxidant defense systems, Pro and Ph. C play a crucial role in the response of artichoke roots to heavy metal cadmium stress.ConclusionIn general, results showed that Cd, due to the induction of oxidative stress and the increase in free radical production, leads to an increase in the content of proline, phenolic compounds, and the activity of antioxidant enzymes in artichoke roots. Further changes in the activity of these enzymes during growth indicate the presence of enzymatic regulatory mechanisms in artichoke roots against heavy metals such as cadmium. Enzymatic antioxidant defense systems and Pro and Ph. C are crucial in the response to heavy metal cadmium stress of artichoke roots.Keywords: Enzyme, Heavy Metal, Phenolic Compounds, Artichoke
-
Pages 225-240Background and objectivesThe Chamestan region, located in Mazandaran province, boasts unique ecological and cultural diversity. In this context, the present study aimed to investigate and document the ethnopharmacological knowledge of medicinal plants in the Chamestan area. No previous ethnobotanical reports have been recorded in this region, making the identification and introduction of medicinal plants crucial for improving healthcare and treatment conditions in the area. This research can contribute significantly to the local community's well-being and medical practices.MethodologyEthnopharmacological information about medicinal plants in this region was collected using a semi-structured questionnaire in 1402 (solar Hijri calendar). Chamestan is situated on the outskirts of the northern natural forests. The city was divided into urban and rural sections, and samples were selected from the area with local guides. Data were gathered through semi-structured interviews, group discussions, and field walks. A total of 24 participants (13 men and 11 women) took part in the study, with 20 randomly selected and 4 purposively chosen as key informants. Demographic characteristics such as education level, gender, and age group were recorded. This research aimed to access indigenous knowledge and traditional applications for identifying medicinal plant specimens. To achieve this, information was gathered from local inhabitants, herbalists, and individuals knowledgeable about traditional medicine and medicinal plants through interviews. For quantitatively analyzing ethnobotanical data of medicinal plants, a software tool (MS Excel 2021) was used to classify and employ descriptive statistical patterns, including relative frequency of quotations, usage value, and informant consensus factor. This study aimed to enrich the understanding of native knowledge and traditional uses of medicinal plants. By documenting this knowledge, the research aimed to contribute to the identification and potential applications of medicinal plant resources. This could significantly benefit the Chamestan community's healthcare and well-being.ResultsIn this study, medicinal plants collected belonged to 21 families, with the families Lamiaceae, Rosaceae, Apiaceae, Amaryllidaceae, and Brassicaceae being the most abundant with 28.6%, 19.19%, 19.19%, 14.3%, and 9.5% respectively. The most relative frequency of quotation (RFC) was observed for Thyme, Borage, Nettle, and Tarragon, in descending order. Regarding the International Classification of Primary Care (ICPC), the largest level of agreement among informants about gastrointestinal, neurological, and renal diseases. The aerial parts (leaves and flowers) were the most commonly used plant parts, constituting 30% and 13% of the remedies, respectively, while the least used parts were the roots and skin, accounting for 3%. According to the findings, the plants with the highest RFC were Thymus serpyllum and Urtica dioica. The highest consensus of knowledge was found among informants regarding gastrointestinal, neurological, and renal conditions, with IFC values of 0.6, 0.5, and 0.3 respectively. The most consumed species were Thymus serpyllum, Echium amoenum, Urtica dioica, and Mentha mozaffariani. The Lamiaceae family, represented by Thymus serpyllum and Mentha mozaffariani, exhibited positive effects on gastrointestinal issues. In addition to medicinal uses, the Chamestan people consume numerous plants as raw vegetables or in combination with rice, making their diet rich in valuable constituents. Other plants used include Mentha pulegium, Allium ampeloprasum, Ficaria fascicularis, Allium ursinum, Rumex elbursensis, and Amaranthus retroflexus.ConclusionDue to the rich diversity of medicinal plants and the close relationship of indigenous people with nature, extensive use of herbal remedies and meeting life's needs was expected in this region. However, the complete transfer of knowledge between generations has not occurred, possibly due to changes in people's lifestyles and urbanization. Considering the abundant flora and local indigenous knowledge, supportive measures are recommended for identifying, preserving, and increasing the number of valuable medicinal plant species. Collecting and documenting this region's knowledge, especially from elderly individuals, is crucial.Keywords: Ethnobotany, IFC, Medicinal Plants, Chamestan Region
-
Pages 241-258Background and objectivesSavory (Satureja hortensis L.) is one of the most important medicinal plants that grows in different parts of the world, including Iran. Water deficit has adverse effects on physiological processes such as photosynthesis, nutrient absorption, development and division of cells, and accumulation and transfer of nutrients, thus reducing the performance of plants. In contrast, biofertilizers play a prominent role in the growth and development of plants by improving the absorption of nutrients and sufficient water through changes in the physicochemical properties of the soil. This study aimed to investigate the effect of drought stress, growth-promoting bacteria (PGPRS) and vermicompost on the yield, amount of nutrients and essential components of the savory plant.Materials and methodsA factorial experiment based on a randomized complete block design with three replications was conducted at the Research Farm at the Mohaghegh Ardabili University, Iran, from 2016-2017. Treatments included three levels of drought stress (Full irrigation (S1), Water cut at 50% of flowering (S2), and water cut in early stages of flowering (S3), four vermicompost levels (including 0, 1, 1.5 and 2 t. ha-1) and included inoculation with microorganisms at three levels (non-inoculation, inoculation with Streptomyces and Pseudomonas fluorescens p15). Before planting, the seeds were inoculated with biological stimulants. Then, seeds were cultivated in rows at a distance of 25 cm between the rows, 20 cm on rows and at a depth of 0.5 cm. To apply the irrigation treatment, the field's soil was investigated in the horizon of the plant roots up to a depth of 20 cm by digging a profile. The weight method was used to control water. Field capacity (FC) and permanent wilting point (PWP) were measured using intact samples 24 hours after soil saturation for field capacity and placed in a suction device with 15 atmospheres of negative pressure for permanent wilting point. The corresponding values for the soil at a depth of 0 to 30 cm were determined according to the layering of the soil, and from their difference, the amount of usable soil water (AW) was determined. During the test, the usable water (depending on the plant's growth stage) was determined by the soil sampling cylinder and transferred to the oven in the form of moisture percentage by weight. The examined parameters included plant height, shoot dry weight, root dry weight, and concentration of phosphorus, potassium, and essential oil components.ResultsBased on the obtained results, drought stress, vermicompost, and inoculation with PGPRS had a significant effect on the measured parameters. So that the maximum plant height (62.36 cm), shoot dry weight (28.72 grams) and root dry weight (6.35 grams), phosphorus (1.3 percent) and potassium absorption (3.3 percent) were obtained under non-stress conditions, application of vermicompost two tons per hectare of and inoculation with Streptomyces bacteriaand the lowest amount of plant height (22.33 cm), shoot dry weight (18.33 grams), dry weight roots (3.07 grams), phosphorus (0.85 percent) and potassium (1.2 percent) were observed in the planting beds without vermicompost application and non-inoculation with biological stimulants and in severity drought stress. Also, the highest amount of carvacrol (62%) and gamma-terpinene (26.9%) was obtained in the treatment of severe drought stress and beds containing two tons per hectare of vermicompost in plants inoculated with Streptomyces.ConclusionVermicompost with growth-promoting bacteria can be a sustainable agricultural fertilizer containing beneficial microorganisms that improve the growth performance and essential components of savory plants under drought stress and non-stress conditions.Keywords: Essential Oil, Plant Growth-Promoting Bacteria, Drought Stress, Satureja Hortensis L, Vermicompost
-
Pages 259-274Background and objectivesMadder (Rubia tinctorum L.) is a perennial and herbaceous plant. Madder's root is known as its most important economic part, and it is rich in anthraquinone derivatives. Madder is a plant with medicinal, nutritional, color and health benefits. Recent pharmaceutical studies have shown that the anthraquinones of the madder root have selective inhibitory effects on cancer cells. In this research, according to the water and soil limitations of the tested area, the use of biodegradable calcium carbonate and phosphate fertilizers to produce madder was suggested. So, considering climate change and water shortage as severe risks to sustainable development, the cheapness of madder production and its multiple uses, the planting and production of this plant are mainly used in semi-arid areas.MethodologyIn field conditions in Ardakan, Yazd, this research was tested in factorial form in a randomized complete block design with two factors and four replications. Calcium carbonate agent was supplied at five levels of 0, 20, 50, 100 and 150 kg hˉ1 and phosphate from triple superphosphate fertilizer at four levels of 0, 50, 100 and 150 kg hˉ1. In each four-by-four-meter plot, four rows of seeds were planted, two side rows and two plants from the sides of the remaining lines were removed as marginal effects, and the rest of the plants were considered statistical populations. Irrigation water's electrical conductivity was measured during the growth period, and its average was 11.6 ds mˉ2. The plots were irrigated immediately after planting the seeds. Four days later, irrigation was done again. In the fall of the second and third years, soil was again given to the plants along with the desired treatments. Madder plants were harvested in the third winter year. Root fresh-weight biomass was weighed immediately after harvesting. After drying the roots at 104 °C, the dry weight of the roots was measured. A spectrophotometer also determined the content of anthraquinone and hydrogen peroxide in the roots.ResultsThe results of bivariate analysis of variance of the data showed that the simple and reciprocal effect of different calcium carbonate and phosphate treatments on functional indicators of biomass, root fresh weight, root dry weight, anthraquinone content and root hydrogen peroxide in this research was significant at P≥ 0.05. The comparison of averages showed that the highest values of biomass, root wet weight, root dry weight, anthraquinone and hydrogen peroxide were observed in the combined treatment of 20 kg h-1 of calcium carbonate and 100 kg h-1 of phosphate, compared to the control. The lowest value of performance indicators investigated in this research was observed in the combined treatment of 150 kg h-1 of calcium carbonate and 150 kg h-1 of phosphate, compared to the control. The simultaneous use of these two fertilizers had a complementary effect on each other. This was because the application of 20 and 50 kg h-1of calcium carbonate and 100kg h-1 of phosphate had an increasing impact on the anthraquinone and hydrogen peroxide content in madder roots. The comparison of the averages showed that in the combined treatment of 20 kg h-1of calcium carbonate and 100 kg h-1of phosphate, compared to the control, the highest wet weight of the root increased by 71%, the highest dry weight of the root increased by 91%, and the highest anthraquinone content increased by 142% was observed. The comparison of the averages showed that in the combined treatment of 50 kg h-1 of calcium carbonate and 100 kg h-1 of phosphate, compared to the control, the highest biomass index was observed, with an increase of 79%.ConclusionThe results showed that the functional indices of root fresh weight, root dry weight, anthraquinone content and biomass of madder increased significantly under the combined treatment of 20 kg h-1 of calcium carbonate and 100 kg h-1 of phosphate. It is suggested that madder be cultivated using calcium carbonate and phosphate fertilizers to increase the anthraquinone compounds under the influence of biodegradable and inexpensive external environmental stimuli in regions similar to the climatic conditions studied in this research.Keywords: Secondary Compounds, Triple Superphosphate, Performance Indicators, Calcium Carbonate, Medicinal Plant
-
Pages 275-293Background and objectivesSaffron (Crocus sativus L.) is one of the most expensive spices in the world, and due to the high demand for it in the world markets, its cultivation is developing strongly. In addition to genetics, the region's climate and soil characteristics also affect the quantity and quality of the product. Therefore, identifying regions, whose climatic and soil conditions are close to the optimal conditions for saffron production will help us achieve the most favorable quantitative and qualitative performance.Materials and methodsIn the present study, saffron was cultivated in six different regions of Kurdistan province (Sanandaj, Kamyaran, Ghorveh, Dehgolan, Divandarreh, and Marivan) as a randomized complete block design, and their functional and phytochemical characteristics were evaluated during three years (2020-2022). The saffron corms used in this research were prepared from Torbat-e Heydarieh city. In each region, land with an area of 25 m2 was selected. After preparation, three plots with dimensions 2x2 m with 1m distances were created. Each experimental plot consisted of 10 rows, and in each row, 20 holes were made with a depth of 15 cm and a distance of 10 cm from each other, and then one corm was planted in each hole. Irrigation was done twice a year (late September and late October). During the flowering season, saffron flowers were harvested, and their functional and phytochemical characteristics (number of flowers, dry flower yield, dry stigma yield, stigma length, crocin, and safranal content of the stigma) were measured. Total monthly precipitation and average monthly temperature for each region during the research period were obtained from nearest meteorological station. The physicochemical properties of soil samples from the studied regions were evaluated in the laboratory. Finally, the mean comparison of data (using Duncan’s multiple range test) and correlations between climate and soil data with functional and phytochemical traits (using the Pearson method) were obtained by SPSS software.ResultsThe results indicated that the maximum stigma yield in all three years belonged to saffron cultivated in Kamyaran (0.13±0.009, 1.27±0.085 and 1.54±0.052 g/m2 in 2020, 2021, and 2022, respectively). In all three years, the highest crocin content was obtained from the stigmas harvested from Divandarreh farm (53.01±15.77, 92.54±26.6 and 143.07±5.12 mg/g dry stigma in 2020, 2021 and 2022, respectively). The highest mean of safranal content in the year 2020 (4.09±0.38 mg/g dry stigma), 2021 (2.48±0.44 mg/g dry stigma), and 2022 (5.05±0.14 mg/g dry stigma), belonged to the saffron of Kamyaran (no significant difference with other regions except Marivan), Marivan (no significant difference with Dehgolan and Divandarreh) and Divandarreh (no significant difference with other regions except Kamyaran), respectively. Dry flower yield and stigma yield showed a significant negative correlation with clay (r= -0.329* and r= -0.356**, respectively), organic matter (r= -0.422** and r= -0.428**, respectively) and nitrogen (r= -0.437** and r= -0.444**, respectively), and a significant positive correlation with potassium (r= 0.544** and r= 0.561**, respectively) and phosphorus (r= 0.410** and r= 0.435**, respectively). The crocin content of stigma had a significant positive correlation with clay (r= 0.557**) and pH (r= 0.438**) and a significant negative correlation with sand (r= -0.461**). Safranal had no significant correlation with soil characteristics and altitude. Also, significant correlations were obtained between the measured traits and average monthly temperature and total monthly precipitation.ConclusionGenerally, regions of Kurdistan province with less rainfall in spring, summer and early autumn; more rainfall in late autumn and during winter; higher average monthly temperature; with medium-textured soils containing more phosphorus and potassium, lower nitrogen and organic matter, and slightly alkaline pH, were identified as more suitable regions for saffron production. Based on all measured quantitative and qualitative traits, among the studied regions, Kamyaran had the most suitable conditions for saffron production.Keywords: Stigma, Phytochemical, Precipitation, Temperature, Soil
-
Pages 294-313Background and objectivesMaintaining medicinal plants' quality and effective compounds is a fundamental challenge. Salvia L. has antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial properties and is a rich source of biological compounds that destroy free radicals. Salvia virgate Jacq. has several biological activities and is used to treat wounds and various skin diseases and prevent blood cancer. Cadmium is one of the most toxic heavy metals due to its long biological half-life, significant mobility in soil, and capacity to be absorbed by plants. Cadmium's negative effects on plant growth, and physiological and biochemical activities reduce plant quality and performance. Sodium nitroprusside is involved in biological processes and responds to various stresses by releasing nitric oxide (NO).MethodologyTo investigate the effect of different levels of sodium nitroprusside on improving the response of salvia virgata to cadmium stress under in vitro conditions, an experiment was conducted in the Research Institute of Plant Sciences of the Ferdowsi University of Mashhad with a factorial design based on a completely randomized design with four replications. The studied factors included different levels of cadmium (0 (control), 25, 50, and 100 µM) and sodium nitroprusside (0 (control), 15, and 30 µM). Murashig and Skoog culture media were used for seed cultivation. In this experiment, different amounts of cadmium nitrate were added to the culture medium before adjusting the pH. Sodium nitroprusside was added to the medium after autoclaving and a sub-laminar filter due to its sensitivity to high temperatures. At first, the seeds were sterilized with 70% alcohol and 2% sodium hypochlorite; then, they were planted in a culture medium. After three months of growth, the seedlings were removed from the culture medium. Growth traits include the fresh and dry weight of the aerial part, root, and whole seedling, and physiological and biochemical traits including photosynthetic pigments (measurement of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, total chlorophyll, and total photosynthetic pigment), flavonoid, total phenol, carbohydrate, proline, protein, and antioxidant activity were measured. The data obtained from this research were analyzed by Minitab software. The mean comparisons were done by the Bonferroni test at the five percent probability level.ResultsAccording to the results of the analysis of variance of the data, the interaction effect of cadmium and nitroprusside on seedling fresh weight, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, total photosynthetic pigments, total phenol, carbohydrate and proline at the probability level of one percent and seedling dry weight, total chlorophyll, flavonoid, and protein were significant at the five percent probability level. The interaction effect of treatments on antioxidant activity was not significant, but their simple effects were significant. The results of the mean comparison of the data indicated that cadmium stress decreased the fresh and dry weight of seedlings, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, and total photosynthetic pigments in S. virgata, and the application of sodium nitroprusside led to the improvement of these traits; so that the application of 30 μM sodium nitroprusside under cadmium stress with a 50 μM concentration showed the highest fresh and dry weight of seedlings and the proline content, and the application of 15 μM sodium nitroprusside under cadmium stress with a 25 μM concentration showed the highest amount of photosynthetic pigments. Also, this research indicated that cadmium stress increased antioxidant activity, total flavonoid, total phenol, soluble carbohydrate, proline, and protein in the S. virgata plant. However, sodium nitroprusside application improved these negative effects of cadmium stress. So, the application of 30 μM sodium nitroprusside led to an increase in total flavonoid, total phenol, soluble carbohydrate, and protein under cadmium stress conditions at 25 μM concentration.ConclusionThe results showed that cadmium stress reduces plant growth and physiological and biochemical functions, but sodium nitroprusside application could improve cadmium's negative effects. These findings show that sodium nitroprusside can be used as an effective instrument in cadmium stress management in medicinal plants and help to improve the growth and quality of these plants. This research, in addition to enhancing our knowledge about the mechanisms of plants' response to cadmium stress, helps to analyze the effect of sodium nitroprusside in exposure to environmental life pollutants.Keywords: Protein, Proline, Photocentric Pigments, Total Phenol, Flavonoid
-
Pages 314-330Background and objectives
Punica granatum L. var. pleniflora is an ornamental/medicinal shrub native to Iran. Gulnar extract, like morphine, reduces pain in patients. It is also used against various diseases such as prostate cancer and breast cancer due to triterpenoids. In traditional medicine, it has been applied to cure diarrhea, bleeding, mucous secretions, and vaginal secretions. In external use, it has been used as a gargle to cure tonsillitis. Atherosclerosis is one of the most dangerous factors in cardiovascular disease. Due to antioxidant compounds, Gulnar reduces artery-clogging by almost 70%. Therefore, it is critical to enhance Persian Gulnar growth and flowering, a natural source of antioxidants.
MethodologyTo investigate the effect of the amino acids tryptophan, phenylalanine, and methionine on the morphophysiological and phytochemical characteristics of the Persian Gulanar, an experiment was conducted in the research greenhouse of Zanjan University in a completely randomized design including ten treatments in three replications and 3 pots for each experimental unit in the research greenhouse, Faculty of Agriculture of Zanjan University. Different levels of treatment included methionine 0.5, 1, 2 mM, phenylalanine 0.5, 1, 2 mM, tryptophan 0.5, 1, 2 mM. The extraction conditions were optimized for total phenol, total flavonoid, antioxidant activity, and antimicrobial activity tests. To extract and optimize the extraction using a dry flower sample, an ultrasonic device was used and an experiment was designed to determine the appropriate solvent, temperature, and duration of extraction, as well as to determine the optimal ratio of plant dry matter to solvent, and a comparison was made between two water solvents and alcohol at temperatures of 30-50-70 degrees Celsius and different amounts of plants 0.2, 0.35, and 0.5 grams per ten milliliters of solvent and durations of 5, 15, 25 minutes. Based on these cases, the initial tests by recommended software. To investigate the antimicrobial activity of the flower extract and Persian Gulnar's red color, a good penetration method was used. Plates containing a solid culture medium of Mueller Hinton agar were used in this method.
ResultsThe treatments significantly affected the dry weight of flowers and flavonoids at a 5% probability level. In addition, they affected the number of flowers, anthocyanin content, antioxidant activity (FRAP), and chlorophyll b at a 1% probability level. The flower dry weight increased by 97.09% in the presence of 2 mM tryptophan compared to the control. The most anthocyanin was observed with an increase of 56.05 and 50% in the concentration of 0.5 mM phenylalanine compared to the control. The highest amount of antioxidant activity (FRAP) was obtained with a 110% increase compared to the control at a concentration of 2 mM tryptophan. The highest flower number was at 1 mM phenylalanine and 2 mM methionine. The most positive correlation (*r=0.68) was between flower dry weight and branch growth, and the most negative correlation (*r=0.80) was between chlorophyll b and anthocyanin. There was a significant positive correlation between chlorophyll a and total flavonoids, chlorophyll b, and branch growth. Also, there was a significant positive relationship between the number of flowers with anthocyanin and total phenol. The best extraction point was related to the temperature of 70 ºC, 70% ethanol solvent, 15 minutes, and the ratio of plant dry matter to solvent was 0.2 grams of dry weight in 10 ml of solvent. The red flowers showed a higher inhibitory effect against Escherichia coli, and the variegated flowers had a higher inhibitory power against Staphylococcus aureus.
ConclusionAccording to the results, in addition to confirming Gulnar's antibacterial activity and determining the optimal extraction point, it was found that the levels of 0.5 mM amino acids in most of the traits, including branch growth, flower dry weight, total phenol, and anthocyanin brought the best results from the treatment. It also justifies them in the field. Since amino acid fertilizers are applied in small amounts, they are economically justified.
Keywords: Anthocyanin, Pomegranate, Flower, Phenolic Content, Foliar Application -
Pages 331-351Background and objectives
In 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.) -
Pages 352-366Background and ObjectivesPapaver plants from the poppy family are among the famous medicinal plants that have always been the focus of the pharmaceutical and medical industries due to the production of morphine alkaloids and isoquinoline alkaloids with antimicrobial effects. A wide variety of Papaver species can be seen in the pastures and mountains of Kurdistan province. In this research, the methanolic extracts prepared from four Papaver species were investigated about the amount of morphinan alkaloids produced and the antimicrobial effects on the growth of microorganisms in laboratory conditions.MethodologyFour Papver species including P. glaucum, P. fugax, P. argemone, and P. bracteatum were collected twice from their natural habitats in Kurdistan province in spring and were identified based on morphological characteristics under the supervision of a botanist of the province's agricultural and natural resources research center. In order to extract alkaloids, aerial parts, and roots were dried and powdered in the shade. Extracts were prepared by adding methanol and chloroform solvents in a ratio of 1 to 4 to the resulting powders of plants. The amount of morphine, codeine, thebaine, and papaverine alkaloids present in each of the samples was measured separately using high performance liquid chromatography (HPLC). Also, the antimicrobial effects of extracts against Gram-positive bacteria, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, and gram-negative bacteria, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Escherichia coli were investigated. The pathogenicity was evaluated by measuring the growth halo, determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum lethal concentration (MBC), using the tube dilution method.ResultsThe production of morphine alkaloids in all of the studied species was confirmed by HPLC. The amount of morphine as the dominant alkaloid among the four studied species varied from 4.21 to 21.33 mg/g dry weight. The highest amount of morphine (21.33 mg/g) was observed in P. bracteatum extract and the highest amount of thebaine and codeine (8.67 and 1.8 mg/g) was observed in P. fugax extract. The observation of non-growth aura against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus bacteria confirmed the antimicrobial effects of the investigated plant extracts. The detected amounts of minimum inhibitory concentration against the gram-positive and gram negative bacteria varied from 25 to 100 mg/ml and minimum lethal concentration was just observed against Escherichia coli. P. bracteatum plant extract showed the highest inhibitory effect against E. coli bacteria with a minimum inhibitory concentration of 25 mg/ml and a minimum lethal concentration of 50 mg/ml.ConclusionBy examining the results, it was found that the studied Papaver species produce significant amounts and ranges of morphine alkaloids, which designates these natural species' genetic and medicinal value for further studies. In addition, the extract of these plants showed antimicrobial effects against the reference strains of gram-positive and gram-negative pathogenic bacteria used in this research. Therefore, it is suggested that more studies be conducted in the field of separation and separation of the metabolites of these plants and the investigation of their antimicrobial effects in subsequent studies to achieve effective and novel antimicrobial compounds and drugs.Keywords: Alkaloids, Papaver, Minimum Bactericidal Concentration, Minimum Inhibitory Concentration, Morphinan, HPLC
-
Pages 367-387Background and objectives
In different ecosystems, factors such as altitude, rainfall, temperature, lighting, humidity, and soil nutrients are essential variables that affect the metabolism and accumulation of secondary metabolites. Therefore, it is vital to know the factors affecting the active substances of medicinal plants. Therefore, researchers try to increase the production of effective substances by different methods. We can mention the research conducted in the field of the effect of ecological factors on the essential oil compounds of different populations of Nepeta crispa, Salvia sharifii, Satureja rechingeri and Stachys pilifera. This study investigated the relationship between climatic, topographical, and edaphic parameters as necessary factors that influence the morphological traits and essential oil compounds of the medicinal endemic species Dracocephalum ghahremanii Jamzad.
MethodologyThree habitats of D. ghahremanii were selected in Semnan province with different environmental conditions, and 15 plots of 4 m2 were established by systematic random method. In each plot, the plant height, canopy diameter, cover, biomass and leaf area of the studied species were measured. Flowering branches were collected from natural habitats with three replications, and essential oils were extracted using a hydrodistillation method using a Clevenger apparatus. GC-FID and GC/MS identified the essential oil compounds. Five soil samples were randomly taken from inside the plots in each habitat, and some soil physicochemical parameters, including pH, EC, OM, N, P, K, lime and soil texture, were measured. Analysis of variance and comparison of data mean was done using SPSS software. The most important environmental factors affecting morphological traits and essential oil compounds were determined using the correlation analysis method in SPSS software and the principal component analysis (PCA) method in Minitab software. The conservation status of this species was determined using the IUCN method and based on the criteria of EOO and AOO using GeoCAT software, as well as data related to population size and habitat quality.
ResultsComparing the average morphological traits of D. ghahremanii showed that the highest and lowest values of morphological traits are related to the Tash region with an altitude of 3043 meters and Tang Kavard with an altitude of 2032 meters, respectively. Variance analysis of morphological traits also showed a significant difference between the plants of the three regions in terms of leaf area at the level of 1% and in terms of plant height, canopy diameter, canopy cover and biomass at the level of 5%. The analysis of D. ghahremanii essential oil showed that its chemical composition differs in three regions. In Tang Kavard region, (E)-β-Farnesene, trans-Cadina-1(6),4-diene and (E)-Caryophyllene, in Dibaj region,(E)-β-Farnesene, trans-Cadina-1(6),4-diene and Caryophyllene oxide, and Tash region, Caryophyllene oxide, α-Vetivone and Carvone hydrate were identified as dominant compounds. Analysis of the variance of common essential oil compounds of this species also showed a significant difference between the averages of these compounds at 0.1%. Physicochemical parameters of D. ghahremanii habitats had significant differences. Variance analysis of the values of these parameters showed that there is a significant difference between the three regions in terms of OM, N, P, K, lime, sand and silt at the level of 0.1%, pH at the level of 1% and EC and clay at the level of 5%. Correlation between the characteristics of this species with some environmental factors showed that altitude, annual precipitation, annual temperature, minimum temperature of the coldest month, maximum temperature of the hottest month, lime, OM, N, P, sand and silt have the most significant correlation with morphological characteristics and essential oil compounds. Considering that the area occupied by this species in the studied populations (AOO) is 0.750 km2 and its presence area in the province (EOO) is 691.046 km2, its conservation status in Iran was determined as Critically Endangered (CR).
ConclusionAs a general conclusion, the increase in altitude has increased the functional characteristics (morphology and phytochemistry) of D. ghahremanii. Despite the relative similarity of the dominant compounds in the essential oil of this species, the composition of the essential oil (percentage of major and minor components) was different in the three investigated regions. Among the environmental parameters, altitude, annual precipitation, OM, N, P, K and silt were the most critical factors affecting the morphological traits and the percentage of oxygenated terpenes, which can indicate the importance of high altitude habitats in terms of essential oil content and compounds with higher antioxidant properties for this plant. Based on these findings, the maximum temperature of the hottest month, the minimum temperature of the coldest month, and the absolute minimum temperature of lime and sand were the most important parameters affecting the percentage of hydrocarbon terpenes. These results can be significant for extracting D. ghahremanii essential oil from natural habitats or commercially cultivating this plant to extract the secondary compounds in its essential oil.
Keywords: Medicinal Plant, Conservation Status, Climatic Parameters, Functional Ecology -
Pages 388-399Background and objectivesConsidering the high damage caused by storage pests and the adverse effects of chemical pesticides, using plant compounds is considered one of the best options for controlling storage pests. Essential oils are an effective plant compound with a high fumigant effect. In this study, Oviposition deterrence and ovicidal activities of three native species of savory were investigated to select the savory essential oil with the highest insecticidal properties.MethodologyFirst, three native species of savory (Satureja sahendica, Satureja khuzistanica, and Satureja macrantha) were collected, and essential oils were extracted after drying. All three essential oils were injected into a gas chromatograph and gas chromatograph coupled with a mass spectrometer to determine chemical compounds. Experiments were performed in a completely randomized design and were evaluated under laboratory conditions (27±1°C, 65±10 R.H. and 16:8 L:D).To determine the oviposition deterrence of the oils, one pair of one-day-old adult moths was exposed to different concentrations of the oils for four days, and the number of deposited eggs was counted. Also, one-day-old eggs were exposed to three oil concentrations at 3, 12, and 25 μl essential oil/l air. The percentage of egg hatching was recorded after 96 hours. The experiment was performed in 5 replications.ResultsThe results showed that carvacrol content, as the principal active ingredient of S. khuzistanica, was 91.5%. Thymol (48.59%), p-cymene (59.5%) and γ-terpinene (18.57%) had the highest amount in the essential oil of S. sahendica, respectively. The dominant components of S. macranthaessential oil were p-cymene (59.5%), γ-terpinene and thymol (13.5%). All three essential oils had the Oviposition deterrent activity, and the rate of Oviposition deterrence increases with increasing concentration of essential oils. Different concentrations of three savory essential oils showed that at a concentration of one microliter with S. khuzistanica essential oil, more than 50% oviposition deterrent activity was observed. In comparison, oviposition deterrent activity was observed for two other savory essential oils at a concentration of 3 microliters. Among the investigated essential oils, S. khuzistanica had the highest effect of oviposition deterrent activity on Mediterranean flour moths. Also, there is a significant difference in the ovicidal activity of S. khuzistanica compared to the others, which can be attributed to its high carvacrol content. In contrast to the low insecticidal effect of the essential oil of S. macrantha, it has had a very suitable effect of oviposition deterrent activity.ConclusionAll three types of savory essential oils had sound oviposition deterrence effects and ovicidal activity, but S. khuzistanicaessential oil in the lowest concentration had better oviposition deterrence effects and ovicidal activity than S. sahendica and S. macrantha, that it is also more acceptable from an economic point of view. Based on the results of this research, the essential oils of native Iranian savory spices can control storage pests; only high volatility and insolubility in water are the main limitations in the widespread use of essential oils. However, the nanoencapsuled essential oil, through the controlled release of active ingredients, overcomes the restrictions of plant essential oil usage in storage. Therefore, more studies are needed to use essential oils in pest control using this methodKeywords: Satureja Khuzistanica Jamzad, Satureja Sahendica Bornm, Satureja Macrantha C. A. Mey, Mediterranean Flour Moth, Oviposition Deterrence, Ovicidal Activity
-
Pages 400-415Background and objectivesNowadays, due to the revelation of the harmful effects of chemical drugs for most users, the desire to use medicinal plants has increased significantly. Basil (Ocimum basilicum L.) is one of the most important medicinal plants of great interest in various pharmaceutical industries due to its valuable and vital secondary metabolites, such as essential oil. However, salinity is considered a major constraint for its productivity. Soil and irrigation water salinity is a major constraint for crop production. In salinity-rich soils, the osmotic pressure increases, and the plant must burn more vital energy to absorb water. Increasing the salinity tolerance of plants for sustainable food production, especially in arid and semi-arid regions, can reduce the need for irrigation and, thus, production costs. Since using calcium nanoparticles increases nutrient utilization efficiency, reducing soil toxicity, minimizing the adverse effects of over-fertilization and reducing the frequency of fertilizer application, the present study investigates the effect of calcium nanoparticles on physiologic and biochemical properties of basil medicinal plant under salinity stress.Materials and MethodsThe plants were treated with calcium nanoparticles in five levels by spraying with concentrations of 0, 0.25, 0.5, 1 and 1.5 g/l and salt concentrations of 0.75 and 150 mM along with Hoagland solution in a completely randomized design in a greenhouse environment with three replications. Some growth characteristics such as height, number of leaves, leaf area, fresh and dry weight, amount of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoid content of the plant were measured. Some biochemical characteristics such as flavonoid, soluble sugar, anthocyanin content and antioxidant enzymes such as catalase and peroxidase were also measured. The least significant difference (LST) test was used to compare the means in SAS software.ResultsThe results of ANOVA showed a significant effect of calcium nanoparticles on most morphological traits. Also, different salinity levels alone significantly affected the studied traits (p<0.01). Following the reduction of the osmotic potential of the soil solution due to salinity stress, water absorption decreases and as a result of stomata closing, the photosynthesis and respiration decrease. The mean comparison of the simple effect of calcium nanoparticles on chlorophyll pigments showed that with increasing the nanoparticle level, chlorophyll content increased, and as a result, photosynthesis improved. The simple effect of different salinity levels on some traits (phenol, soluble sugar, peroxidase enzyme and anthocyanin) showed that increasing the salinity level caused an increase in these traits. So, at the concentration of 150 mM salinity, phenol content with 8.02 mg of gallic acid per g of dry weight showed the highest amount compared to the control sample of 10.5 mg. Also, the soluble sugar content was the highest at this salinity concentration, with 139.9 mg/g dry weight, compared to the control, with 110.9 mg/g dry weight. The interaction effect of calcium nanoparticles and salinity on basil's morphological characteristics and carotenoid content was insignificant. However, it was significant in the chlorophyll content, the amount of flavonoids and catalase (p<0.01). In fact, with nano fertilizers, the plant can absorb more nutrients, and while reducing the leaching of elements, the yield of the product increases.ConclusionThe results of this study suggest that the physiological and biochemical characteristics of Basil were affected by salinity stress, and the interaction of nano calcium with salinity stress reduced the effects of salinity stress. Therefore, spraying the nano-fertilizer in an appropriate concentration is suggested to improve the yield of basil in salinity stress conditions.Keywords: Medicinal Plant, Nanofertilizer, Osmotic Potential, Tolerance To Salinity