فهرست مطالب

مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران
سال چهلم شماره 3 (پیاپی 121، پاییز 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/07/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • فاطمه نژادعلیمرادی*، منصوره خداشناس، فرخنده رضانژاد صفحات 417-434
    سابقه و هدف

    پونه سا (Nepeta</em>) یکی از بزرگ ترین جنس های تیره نعنا (Lamiaceae) با 300 گونه است. 75 گونه از این جنس در ایران پراکنش دارند که بسیاری از آنها انحصاری هستند. با توجه به اهمیت دارویی و استفاده های سنتی گونه های مختلف آن، تحقیقات زیادی برای شناسایی متابولیت های ثانویه آنها انجام شده است. نپتالاکتون ها، سینئول ها و ترکیبات فنولی از ترکیبات ثانویه اصلی آن هستند و بیشتر این ترکیبات خواص دارویی، ضد میکروبی و صنعتی دارند. مقدار این ترکیبات در بخش های مختلف گیاه و نیز گونه ها و جمعیت های مختلف، متفاوت است. پونه سای هزاری (Hausskn. ex Bornm. Nepeta bornmulleri</em>)، انحصاری ایران و نمونه تیپ از استان کرمان است. اگرچه مطالعه و شناسایی متابولیت های ثانویه در بسیاری از گونه های این جنس انجام شده است، اما در پونه سای هزاری مطالعات بسیار محدود می باشد. بنابراین، ریخت شناسی و کمیت و کیفیت ترکیبات آنتی اکسیدانی و اسانس در دو بخش رویشی و زایشی این گونه گیاهی بررسی شد.

    مواد و روشها:

    /strong> بخش های رویشی (ساقه و برگ) و زایشی (گل و میوه) پونه سای هزاری، از رویشگاه گیاه واقع در شهر راین (استان کرمان) از ارتفاع 2450 متری در اردیبهشت 1402 جمع آوری شدند. در زمان جمع آوری، بخش زایشی مورد استفاده شامل 80% گل و 20% میوه بود که میوه ها در مرحله اولیه بلوغ (نارس) بودند. ویژگی هایی مانند اندازه گیاه، فرم رویشی آن، ساختار گل آذین و گل به صورت چشمی یا با استریومیکروسکوپ بررسی و عکس برداری شدند تا با استفاده از تصاویر رنگی، شناسایی و دسترسی گیاه به سهولت انجام شود. ترکیبات بیوشیمیایی شامل ترکیبات فنلی و اسانس در بخش های رویشی و زایشی مطالعه شدند. اندازه گیری کمی ترکیبات فنلی شامل فنل کل، فلاونوئید کل و آنتوسیانین کل از نمونه های تازه به روش اسپکتروفتومتری انجام شد. سنجش کیفی ترکیبات فنلی و آنتوسیانین با استفاده از نمونه های خشک با دستگاه HPLC انجام گردید. مطالعه کمی و کیفی اسانس، با استفاده از نمونه های خشک با دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی گازی متصل به طیف سنج جرمی (GC/MS) انجام شد. اسانس گیری به روش تقطیر با آب با دستگاه کلونجر انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی شامل 2 نوع اندام رویشی (ساقه و برگ) و زایشی (گل و میوه) با سه تکرار انجام گردید.

    نتایج

    مطالعات ریخت شناختی پونه سای هزاری نشان داد که در منطقه مورد مطالعه ارتفاع گونه حدود 25-10 سانتی متر بوده و دارای برگ های رزت کرک دار، گل آذین متراکم سرمانند، جام دولبی ارغوانی-آبی رنگ و کاسه پیوسته و کرک دار ارغوانی می باشد. نافه شامل چهار پرچم دو به دو هم قد (دی دینام) بنفش رنگ و تخمدان فوقانی با میوه شیزوکارپ چهار فندقه ای است که توسط کاسبرگ های پایا احاطه شده است. محتوای فنل، فلاونوئید و آنتوسیانین کل در سرشاخه های گل دار (زایشی) به طور معنی دار بیش از برگ ها و ساقه های جوان (رویشی) بود. نیم رخ (پروفایل) ترکیبات فنلی و آنتوسیانینی با دستگاه HPLC نشان داد که در بخش زایشی، 10 ترکیب فنلی و 3 ترکیب آنتوسیانینی و در بخش رویشی، 6 ترکیب فنلی و 2 ترکیب آنتوسیانینی شناسایی شدند. بیشترین ترکیب فنلی مشاهده شده در هر دو بخش رویشی و زایشی، لوتئولین بود، در صورتی که مالویدین-گلوکوزید به عنوان بیشترین ترکیب آنتوسیانینی ثبت شد. مقدار مالویدین-گلوکوزید، در بخش زایشی دو برابر بخش رویشی بود. درصد اسانس در بخش رویشی و زایشی به ترتیب 0.2% و 0.1% مشاهده شد. در اسانس بخش رویشی و زایشی، به ترتیب 10 (69.41%) و 16 (89.29%) ترکیب شناسایی شده و 9 (14.59%) و 4 (6.21%) ترکیب شناسایی نشده گزارش شد که در مجموع 84% و 95.5% اسانس را تشکیل دادند. ترکیبات اصلی اسانس بخش رویشی شامل اسپاتولنول (31.2%)، 8،1-سینئول (14.5%)، اسید هگزادکانوئیک (10.6%)، میرتنول (9.7%)، کاریوفیلن اکسید (6.4%) و ترانس-پینوکارونول (4.4%) بودند. در بخش زایشی، 8،1-سینئول (31.7%)، اسپاتولنول (16.2%)، میرتنول (14.14%)، دی هیدرو نپتالاکتون (6.92%)، ترانس-پینوکارونول (6.7%)، پینوکارون (5.2%) و کاریوفیلن اکسید (4.5%)، ترکیبات اصلی اسانس را تشکیل دادند.

    نتیجه گیری

    براساس نتایج، در گونه مورد مطالعه کمیت و کیفیت ترکیبات فنلی، آنتوسیانین و اسانس در بخش زایشی بیشتر از بخش رویشی بدست آمد. بنابراین، برای دستیابی به ترکیبات آنتی اکسیدانی، استفاده از اندام های زایشی گیاه پیشنهاد می گردد. مقدار نپتالاکتون که در بیشتر گونه های پونه سا قابل توجه می باشد در این گونه به نسبت کم مشاهده شد، در حالی که اسپاتولنول و 1،8-سینئول ترکیبات اصلی بودند. با توجه به کاربردهای متعدد دارویی و صنعتی دو ترکیب غالب گونه از یکسو و انحصاری و محدود بودن گونه از سوی دیگر، حفظ جمعیت های مختلف آن حائز اهمیت می باشد.

  • کوروش احمدی، احسان شهبازی*، پوراندخت گلکار، کرامت الله سعیدی صفحات 435-448
    سابقه و هدف

    سیاه دانه (.Nigella sativa</em> L) از گیاهان دارویی مهم می باشد که در صنایع غذایی و دارویی بسیار استفاده می شود. باتوجه به نیاز روزافزون به گیاهان دارویی در جهان و لزوم تولید ارقام زراعی و اصلاح شده، نیاز است که ذخایر ژنتیکی آن بررسی شود. بازدهی ناشی از انتخاب برای یک صفت به اهمیت نسبی عوامل ژنتیکی در بروز تفاوت های فنوتیپی واریته ها بستگی دارد، به عبارت دیگر موفقیت برنامه های اصلاحی به میزان تنوع ژنتیکی و قابلیت توارث صفات بستگی دارد. ازاین رو، این مطالعه برای بررسی تنوع ژنتیکی و وراثت پذیری صفات عملکرد دانه و اجزاء عملکرد در ژنوتیپ های مختلف سیاه دانه و شناسایی ژنوتیپ های مطلوب برای استفاده در برنامه های به نژادی انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، به منظور بررسی تنوع ژنتیکی صفات عملکرد دانه و اجزاء عملکرد در 20 ژنوتیپ مختلف سیاه دانه (ایرانی و خارجی) از نظر صفات مختلف زراعی آزمایشی به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در مزرعه پژوهشی-تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد اجرا گردید. کشت ژنوتیپ ها در اواخر اسفندماه و به صورت دستی انجام شد. هر ژنوتیپ در هر تکرار به صورت 4 ردیف1.5 متری کشت شد که فاصله بین ردیف های کشت 30 سانتی متر، فاصله بذرها روی ردیف 15 سانتی متر و عمق کاشت 2-1 سانتی متر در نظر گرفته شد. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول، وزن هزاردانه، قطر کپسول، تعداد شاخه در بوته و ارتفاع بوته بود. براساس امید ریاضی، اجزاء واریانس، مقادیر واریانس محیطی و واریانس ژنتیکی و واریانس فنوتیپی محاسبه گردید و بعد ضریب تغییرات فنوتیپی ضریب تغییرات ژنتیکی و مقدار وارثت پذیری عمومی برآورد شد. تجزیه های آماری شامل تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات بین ژنوتیپ ها با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنی دار (LSD) با استفاده از نرم افزار SAS 9.0 انجام شد. همبستگی پیرسون بین صفات و تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها با روش وارد (Ward) و بر مبنای فاصله اقلیدسی با استفاده از نرم افزاز 3.6.1 R انجام گردید. همچنین، برای اطمینان از صحت گروه بندی آزمون های چند متغیره و آزمون تجزیه واریانس، براساس طرح کاملا تصادفی نامتعادل انجام شد.

    نتایج

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ های مورد مطالعه از نظر همه صفات زراعی اندازه گیری شده تفاوت معنی داری در سطح احتمال 1% وجود دارد. ارتفاع بوته در ژنوتیپ های مورد بررسی از 22 سانتی متر (Nige7) تا 58.4 سانتی متر (Nige1) متغیر بود. بیشترین تعداد کپسول در بوته در ژنوتیپ Nige53 با 20.45 کپسول و کمترین تعداد کپسول در بوته در ژنوتیپ Nige63 با5.3 کپسول مشاهده شد. از نظر صفت تعداد شاخه در بوته، دامنه تغییرات از 11.5-3.9 شاخه در بوته بود، دامنه تغییرات عملکرد در محدوده 263.56 کیلوگرم در هکتار (Nige3) تا 1409.39 کیلوگرم در هکتار (ژنوتیپ Nige78) متغیر بود. ضریب تغییرات فنوتیپی در محدوده 48.58% (عملکرد دانه) تا 5.20 (قطر کپسول) و ضریب تغییرات ژنوتیپی در محدوده 48.29% (عملکرد دانه) تا 4.7 (قطر کپسول) تنوع نشان داد. میزان وراثت پذیری برآورد شده برای صفات مورد ارزیابی از 73.81 برای صفت تعداد شاخه در بوته تا 98.8% برای عملکرد دانه متغیر بود. برای صفت تعداد کپسول در بوته نیز وراثت پذیری 91.19% برآورد گردید. با توجه به نتایج ضریب همبستگی، عملکرد دانه در بوته با صفات تعداد کپسول در بوته (**</sup>0.87=r) و تعداد شاخه در بوته (*</sup>0.54=r) همبستگی مثبت و معنی داری نشان داد. در تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ های مورد مطالعه در چهار گروه مختلف قرار گرفتند که نتایج آنالیزهای چند متغیره حکایت از گروه بندی مناسب و اختلاف های چشمگیری برای مقدار عملکرد دانه و اجزای عملکرد در بین گروه های حاصل از تجزیه خوشه ای داشت.

    نتیجه گیری

    تنوع ژنتیکی بالا در بین ژنوتیپ های مورد مطالعه بیانگر کارایی بالای این ژرم پلاسم برای پیشرفت ژنتیکی عملکرد دانه و صفات مختلف و کارایی بالای انتخاب در سیاه دانه می باشد. ژنوتیپ های Nige53، Nige78 و Nige60 دارای عملکرد دانه بالایی نسبت به سایر ژنوتیپ ها بودند که می توان از این ژنوتیپ ها به منظور اصلاح و افزایش عملکرد دانه در سیاه دانه استفاده کرد.

    کلیدواژگان: انتخاب، تجزیه خوشه ای، وراثت پذیری، همبستگی
  • اشرف آقاباباپور دهکردی، سعدالله هوشمند*، شهرام محمدی، رودابه راوش صفحات 449-466
    سابقه و هدف

    آویشن شیرازی (Zataria multiflora </em>Boiss.) یکی از گونه های مهم دارویی از تیره نعناعیان، بومی ایران و برخی کشورهای همسایه آن است. کمبود آب عامل محدود کننده بسیار مهم برای رشد گیاه و تولید محصول است. کاهش کارایی جذب کودهای شیمیایی در شرایط تنش خشکی و اثرهای منفی زیست محیطی آنها لزوم استفاده از روش های کشاورزی پایدار را ضروری می سازد. قارچ های میکوریزا از راه همزیستی با گیاهان، ضمن فراهم کردن بخشی از عناصر غذایی ضروری گیاه، سبب کاهش اثرهای منفی تنش های زیستی و غیر زیستی بر گیاهان می شوند. در این پژوهش تاثیر همزیستی قارچ میکوریزا در شرایط تنش و بدون تنش خشکی بر ویژگی های مورفوفیزیولوژیک هشت اکوتیپ آویشن شیرازی بررسی شد.

    مواد و روش ها

    این مطالعه روی هشت اکوتیپ آویشن شیرازی شامل نمونه های جمع آوری شده از مناطق صفاشهر، نی ریز، خانه خوره و فسا (واقع در استان فارس)، فریدن، بهارستان، کلاه قاضی (واقع در استان اصفهان) و قصر قند (واقع در استان سیستان و بلوچستان) انجام شد. گیاهان دو ساله این اکوتیپ ها در شرایط دو سطح رطوبتی شامل 50% و 90% ظرفیت زراعی خاک (به ترتیب تنش خشکی و بدون تنش خشکی) و دو سطح اعمال و عدم اعمال قارچ میکوریزا در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد بررسی شدند. تنش خشکی به روش وزنی اعمال گردید و قارچ میکوریزا آربوسکولار در حفره هایی به عمق 4 تا 5 سانتی متر در اطراف ریشه در گلدان ها ریخته شد و در نهایت همزیستی آن با گیاه از طریق رنگ آمیزی بررسی شد. صفات مورفوفیزیولوژیک شامل طول و عرض بوته، مساحت تاج پوشش، مساحت برگ، عملکرد خشک بوته و محتوای کلروفیل a و b اندازه گیری گردید. پس از انجام تجزیه واریانس، میانگین ها با استفاده از آزمون LSD مقایسه شدند. برای تعیین همبستگی صفات از ضرایب همبستگی پیرسون و برای تعیین صفات موثر بر عملکرد خشک بوته از رگرسیون مرحله ای استفاده شد.

    نتایج:

     نتایج تجزیه واریانس نشان داد که عوامل اکوتیپ، تنش خشکی و کاربرد میکوریزا اثر بسیار معنی داری بر طول و عرض بوته، مساحت تاج پوشش، مساحت برگ، عملکرد خشک بوته و کلروفیل a و b داشتند. معنی دار بودن اثرهای برهم کنش دو طرفه و سه طرفه اکوتیپ با تنش خشکی و کاربرد میکوریزا در همه صفات مورد بررسی نشان از واکنش متفاوت اکوتیپ ها در قبال تنش خشکی و کاربرد میکوریزا دارد. مقایسه میانگین ها در دو سطح تنش خشکی، کاهش معنی دار همه صفات در شرایط تنش را نشان می دهد. کاربرد قارچ میکوریزا در شرایط بدون تنش افزایش معنی دار صفات را به دنبال داشت. بکارگیری این قارچ در شرایط تنش، بخشی از کاهش ناشی از تنش خشکی در صفات را جبران کرد و افزایشی بین 14% (عرض بوته) تا 210% (عملکرد خشک بوته) در مقایسه با شرایط تنش خشکی را باعث شد. مقایسه میانگین اکوتیپ ها در هر یک از ترکیب های سطوح تنش و قارچ میکوریزا بیانگر تفاوت معنی دار آنها برای صفات مختلف می باشد. شدت واکنش و یا تغییر این اکوتیپ ها در قبال اعمال تنش خشکی و کاربرد قارچ میکوریزا متفاوت است. نتایج ضرایب همبستگی و تجزیه رگرسیون مرحله ای حکایت از نقش کلیدی سطح برگ و طول بوته در تولید ماده خشک بوته در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی دارد.

    نتیجه گیری

    تنوع بالای موجود در صفات مختلف مورد ارزیابی ازجمله طول و عرض بوته، مساحت تاج پوشش، مساحت برگ، عملکرد خشک بوته و میزان کلروفیل a و b در اکوتیپ های مورد مطالعه و از سویی واکنش متفاوت این اکوتیپ ها در قبال تنش خشکی، بیانگر ظرفیت ژنتیکی غنی این گیاه بومی در ایران است که می توان از آن در انتخاب ژنوتیپ های برتر استفاده کرد. با توجه به اثر افزاینده و معنی دار اغلب ویژگی های مورد مطالعه، ازجمله عملکرد در اثر کاربرد قارچ میکوریزا، می توان از این قارچ در تولید آویشن شیرازی در شرایط معمول زراعی و تنش خشکی بهره برد.

    کلیدواژگان: گیاه دارویی، کود زیستی، محتوای کلروفیل، مساحت برگ
  • ماریه درازهی، مریم الله دو*، براتعلی فاخری، لیلا مهرآوران صفحات 467-484
    سابقه و هدف

    گیاهان دارویی ترکیبات زیست فعالی تولید می کنند که ارزش آنتی اکسیدانی بالایی دارند. با توجه به اهمیت گیاه پنیر باد در صنایع داروسازی، خطر انقراض این گونه ارزشمند افزایش یافته است. ازاین رو باید به دنبال روش های جایگزین برای افزایش تولید متابولیت های ثانویه این گیاه بود. استفاده از محرک ها به عنوان یک تکنیک در کشت بافت، تولید متابولیت های ثانویه گیاهان را افزایش می دهد. گزارش شده است که محرک های قارچی نیز در القای تولید یا افزایش این متابولیت ها در گیاهان دارویی کاربرد دارند. ازاین رو در این مطالعه تاثیر محرک سلولاز بر روی شاخص رشد و صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی گیاه پنیر باد (Withania coagulans (Stocks) Dun.) در کشت سوسپانسیون سلولی بررسی شد.

    مواد و روش ها

    بذرهای گیاه پنیر باد از منطقه مهرستان شهرستان سراوان جمع آوری و بعد از ضد عفونی در محیط کشت ½ MS به منظور تولید ریز نمونه کشت گردید. ریزنمونه های تولیدی در محیط کشت MS محتوای هورمون های اکسین و سیتوکنین (2 میلی گرم در لیتر 2,4-D و نیم میلی گرم در لیتر کینتین) به منظور تولید کالوس کشت شده و بعد از سه واکشت متوالی کالوس های تولیدی به محیط کشت MS مایع محتوای هورمون های تنظیم کننده انتقال و تیمارهای مورد بررسی که 6 تیمار محرک شامل: 1: کنترل، 2: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 24 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 3: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 48 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 4: محرک با غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر و 72 ساعت قرارگیری در معرض تحریک کننده، 5: محرک با غلظت 7.5 میکروگرم بر میلی لیتر و 14 روز قرارگیری در معرض تحریک کننده و 6: محرک با غلظت 10 میکروگرم بر میلی لیتر و 14 روز قرارگیری در معرض محرک قارچی سلولاز بوده و به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه زابل اعمال گردید. صفات مورد بررسی شامل: شاخص رشد کالوس، فعالیت آنتی اکسیدانی، محتوای پرولین، کربوهیدرات های محلول، مالون دی آلدهید، آلکالوئید کل و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان (کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز، سوپر اکسید دیسموتاز و پلی فنل اکسیداز) بود.

    نتایج

    اثر تیمارهای مختلف سلولاز بر روی کلیه صفات به غیر از فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز معنی دار بود. به طورکلی تیمارهای مختلف محرک منجر به بهبود کلیه صفات اندازه گیری شده به غیر از محتوای کربوهیدرات های کل شد. اما میزان افزایش صفات بستگی به غلظت و دوره زمانی قرارگیری در معرض محرک داشت. به طوری که در بیشتر صفات اندازه گیری شده، تیمار تحریک کننده با غلظت 10 میکروگرم بر میلی لیتر و دوره 14 روزه در معرض محرک بودن سبب افزایش بیشتر شد. همه تیمارهای محرک سلولاز منجر به افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی سلول های پنیر باد در کشت سوسپانسیون سلولی شد. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی در تیمارهای ششم و پنجم و کمترین آن در تیمارهای دوم و اول (کنترل) مشاهده شد. افزودن محرک در مرحله اول رشد سلول ها در کشت سوسپانسیون سلولی (روز هشتم) با وجود غلظت های پایین تر محرک (7.5 و 10 میکروگرم بر میلی لیتر) منجر به افزایش بیشتر رشد کالوس، فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان پرولین و آلکالوئید کل نسبت به اضافه کردن محرک در مرحله فاز نمایی رشد، با وجود غلظت بالای محرک (200 میکروگرم بر میلی لیتر) شد. غلظت بالاتر تحریک کننده ها باعث ایجاد پاسخ حساسیت بیش از حد شده که منجر به مرگ سلولی می گردد و ازاین رو سطح بهینه ای از محرک برای القای رشد مورد نیاز است.

    نتیجه گیری

    محرک سلولاز از طریق بهبود صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی منجر به افزایش شاخص رشد و ظرفیت آنتی اکسیدانی گیاه پنیر باد شد. با توجه به نتایج به دست آمده، استفاده از محرک سلولاز می تواند به عنوان یک راهبرد مهم برای افزایش رشد، ترکیبات موثره و خاصیت آنتی اکسیدانی گیاه پنیر باد در راستای تولید تجاری آن در نظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، سلولاز، شاخص رشد، متابولیت های ثانویه
  • برزو یوسفی*، رویا کرمیان صفحات 485-505
    سابقه و هدف

    مرزه خزنده (Satureja spicigera</em> (C. Koch) Boiss.) گیاهی دارویی و چند ساله است که در شمال و شمال غرب ایران رویش دارد. اسانس این گیاه خاصیت آنتی بیوتیک دارد و در تهیه داروهای گیاهی، فراورده های غذایی و بهداشتی استفاده می شود. تنش شوری اثرهای نامطلوبی بر فرایندهای فتوسنتزی و رشد و عملکرد گیاه دارد. اسید سالیسیلیک از طریق تنظیم بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی و آنزیمی از گیاهان در برابر تنش محافظت می کند. تاکنون اطلاعات چندانی در مورد تاثیر اسید سالیسیلیک در شرایط تنش شوری بر صفات مورفولوژیکی، عملکردی و فیزیولوژیکی مرزه خزنده منتشر نشده است.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در قالب طرح فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با چهار سطح شوری (صفر، 50، 100 و 150 میلی مولار) و 2 سطح اسید سالیسیلیک (صفر و 2 میلی مولار) در 3 تکرار در سال 1398 در گلخانه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه اجرا شد. صفات فلورسانس کلروفیل، شاخص کلروفیل، محتوای پرولین برگ، پروتئین محلول، ارتفاع گیاه، سطح برگ، وزن تر برگ، وزن تر ریشه، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک برگ، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، محتوای آب نسبی و هدایت الکتریکی برگ اندازه گیری شد. تجزیه وتحلیل داده ها توسط نرم افزار IBM SPSS Statistics (Ver. 26) انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح 5% انجام گردید.

    نتایج

    بیشترین ارتفاع گیاه (92.7 سانتی متر)، سطح برگ (0.8 سانتی متر مربع)، وزن تازه اندام هوایی (26.8 گرم) و وزن خشک اندام هوایی (9.1 گرم) در تیمار نمک طعام صفر میلی مولار + اسید سالیسیلیک 2 میلی مولار به دست آمد. بیشترین وزن تر برگ (13.4 میلی گرم)، بیشترین وزن خشک برگ (2.5 میلی گرم) و بیشترین عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (0.80) در تیمار نمک طعام 50 میلی مولار + اسید سالیسیلیک 2 میلی مولار مشاهده شد. بیشترین وزن تر ریشه (27.3 گرم)، بیشترین وزن خشک ریشه (4.3 گرم)، بیشترین شاخص فتوسنتزی (36.9) و بیشترین محتوای آب نسبی (91.7%) در تیمار شاهد نمک به دست آمد. بیشترین محتوای پرولین (12.7 میکروگرم بر گرم) در تیمار 150 میلی مولار نمک طعام مشاهده شد. بیشترین پروتئین محلول (1.1 میلی گرم بر گرم) در تیمار 100 میلی گرم نمک طعام + اسید سالیسیلیک 2 میلی مولار مشاهده شد. کاربرد اسید سالیسیلیک 2 میلی مولار در شرایط تنش شوری ارتفاع گیاه (16.3%)، سطح برگ (18.6%)، وزن تازه برگ (17.3%)، وزن تازه اندام هوایی (35.4%)، وزن خشک اندام هوایی (35.7%)، محتوای آب نسبی (8.4%) و پروتئین محلول را 41.4% افزایش داد ولی محتوای پرولین (41.4%) و هدایت الکتریکی (49.4%) را کاهش داد.

    نتیجه گیری: 

    نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که استفاده از سالسیلیک اسید در شرایط تنش شوری موجب بروز تغییراتی در برخی ویژگی های مرفوفیزیولوژیکی، عملکردی، فتوسنتزی و بیوشیمیایی گیاه مرزه خزنده می شود. افزایش شوری صفات رویشی و عملکردی گیاه و نیز برخی صفات فتوسنتزی و فیزیولوژیکی را کاهش داد ولی میزان تنظیم کننده های اسمزی از قبیل پرولین و پروتئین را افزایش داد. کاربرد سالیسیلیک اسید 2 میلی مولار توانست برخی اثرهای مخرب شوری را در گیاه مرزه خزنده بهبود ببخشد، به طوری که گیاهان تیمار شده با اسید سالیسیلیک نسبت به گیاهانی که تحت تنش شوری بودند ولی اسید سالیسیلیک دریافت نکردند، مقاومت بیشتری به شوری نشان دادند و رشد بهتری داشتند. براساس نتایج این تحقیق، کشت این گیاه در خاک های با شوری بیشتر از 100 میلی مولار توصیه نمی شود. همچنین در صورت کاشت مرزه خزنده در خاک های با شوری کمتر از 100 میلی مولار، می توان از اسید سالیسیلیک 2 میلی مولار به صورت محلول پاشی برگی برای رشد بهتر گیاه و افزایش درآمد زارعان بیشتر استفاده کرد.

    کلیدواژگان: پرولین، فتوسنتز، شاخص کلروفیل، مرزه خزنده، Satureja Spicigera (C. Koch) Boiss
  • النا حسینی، شهرام ارمیده*، عباس حسین زاده صفحات 506-520
    سابقه و هدف

    یونجه (Medicago</em> sativa</em> L.) از تیره لگومینوز به علت غنی بودن از لحاظ پروتئین، کلسیم، ویتامین </sub>ها، خوش خوراکی و درصد کم سلولز در ردیف بهترین گیاهان علوفه ای  است که به آن طلای سبز می گویند. یونجه اولین گیاه زراعی است که اهلی و به عنوان علوفه کشت شده است. سرخرطومی برگ یونجه (Hypera</em> postica</em> Gyllenhal) از آفات مهم مزارع یونجه در ایران است. خسارت عمده آن مربوط به مرحله لاروی با تغذیه از برگ ها به ویژه در چین اول می باشد. رایج ترین روش مبارزه با این آفت، استفاده از آفت کش های شیمیایی است که موجب ایجاد باقیمانده آفت کش ها، مرگ دشمنان طبیعی، ایجاد مقاومت، آلودگی محیط زیست و پیدایش آفات ثانویه می گردد،  ازاین رو امروزه تحقیقات در جهت جایگزینی سایر ترکیبات  مانند آفت کش های گیاهی بسیار ضروریست . در این تحقیق اثر نیمارین مستخرج از گیاه چریش (Azadirachta</em> indica</em> A .Juss) و ماترین مستخرج از گیاه تلخ بیان، (Sophora</em> flavescens</em> Ait.) روی لاروهای سن دوم و حشرات کامل سرخرطومی برگ یونجه در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه ای  بررسی  شد.

    مواد و روش ها:

    : بررسی های آزمایشگاهی در قالب طرح کرت های  کاملا تصادفی و ارزیابی مزرعه ای در طرح در قالب بلوک های کامل تصادفی در بهار 1402 در شهرستان نقده انجام شد. حشره کش گیاهی ماترین با فرم تجاری روی آگرو و عصاره گیاه چریش با فرم تجاری نیمارین در  آزمایش ها به کار برده شد. زیست سنجی روی لارو سن دوم و حشرات کامل سرخرطومی برگ یونجه به روش غوطه ورسازی برگ میزبان در غلظت های هر دو ترکیب انجام شد و شمارش تلفات 24 و 48 ساعت بعد از تیمار انجام گردید. بعد از تعیین LC50</sub>  و LC25</sub> ماترین و نیمارین اثر اختلاط آنها روی لاروهای سن دوم و حشرات کامل  ارزیابی  شد. در این بررسی، غلظت های LC50</sub> ماترین،LC50</sub>  نیمارین،LC25</sub>  نیمارین+ LC25</sub>ماترین به همراه تیمار شاهد روی سن دوم لاروی و حشرات کامل  استفاده  گردید. همچنین  تاثیر دوز زیرکشنده (LC25</sub>) روی دگردیسی (تبدیل مرحله لاروی به شفیره و تبدیل مرحله شفیرگی به حشره کامل) بررسی شد. آزمایش های مزرعه ای، در سه مزرعه یونجه تحت تیمارهای نیمارین در غلظت های (2000،3000 و ppm4000)، ماترین در غلظت های (200، 400 و ppm600) و شاهد (آب) انجام گردید و هر تیمار در سه تکرار به روش هندرسون- تیلتون ارزیابی آنالیز  شد .

    نتایج:

      نتایج تجزیه پروبیت نشان داد بعد از 48 ساعت میزان LC50</sub> محاسبه شده دو آفت کش گیاهی نیمارین و ماترین روی حشرات کامل و لاروهای سن دوم سرخرطومی برگ یونجه به ترتیب 544.65، 50.23، 45.86 و 3.76 پی پی ام بدست آمد. همچنین  تاثیر LC25</sub> هر دو آفت کش نشان داد که بیشترین بازدارندگی در تبدیل لارو به شفیره مربوط به تیمار نیمارین 30 درصد و در تبدیل شفیره به حشره کامل مربوط به ماترین 51.50 درصد بود. در آزمایش های مزرعه ای بیشترین میزان تلفات روی حشرات کامل در غلظت 600 پی پی ام ماترین با 53.33 درصد و در لاروهای سن دوم مربوط به غلظت 2000 پی پی ام نیمارین با 27.33 درصد مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این بررسی ها نشان داد که آفت کش ماترین در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه ای قدرت کشندگی بالاتری در مقایسه با آفت کش نیمارین روی حشرات کامل و لاروهای سن دوم سرخرطومی برگ یونجه دارد و  تاثیر دوز زیرکشنده نیمارین در دگردیسی آفت  موثرتر بود،  ازاین رو می توان از هر دو آفت کش در مدیریت تلفیقی این آفت مهم استفاده کرد.

    کلیدواژگان: بازدارندگی رشد، کشندگی، کنترل غیرشیمیایی، یونجه
  • سیده محدثه حسینی، سید علی اندی، امیر صحرارو، محمدباقر فرهنگی صفحات 521-543

    سابقه و هدف:

     ریشه نابجا در گیاهان دارویی منبع غنی از متابولیت های ثانویه باارزش هستند. سرخارگل (Echinacea purpurea </em>(L.) Monech) یک گیاه دارویی مهم است و به طور گسترده در صنعت دارویی استفاده می شود. ریشه ها به طور سنتی در داروهای گیاهی و مکمل های غذایی به عنوان یک محرک سیستم ایمنی در درمان بیماری های التهابی، ویروسی و تنفسی استفاده می شوند. ناهمگنی سنتز ترکیبات موثره در محیط طبیعی، عملکرد پایین تولید گیاه در کنار عوامل دیگر ازجمله علل جست وجو برای رویکردهای جایگزین تولید مواد و اندام موثره گیاه هستند. در میان تکنیک های مختلف کشت های درون شیشه ای، کشت بافت های تمایز یافته همانند ریشه، معمولا مقادیر بالاتری از متابولیت ها را نسبت به بافت های تمایز نیافته مانند کالوس و سلول های کشت مایع سلولی تولید می کنند.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، هدف اولیه انتخاب بهترین ریزنمونه گیاهی و شناسایی دقیق موثرترین ترکیب از تنظیم کننده های رشد گیاهی بود که بتواند استقرار موفقیت آمیز کشت مایع ریشه نابجا را تسهیل کند. این بررسی شامل ارزیابی سه ریزنمونه گیاهی متمایز برگ، دمبرگ و ریشه بود. این ریزنمونه ها تحت تاثیر غلظت های مختلف 0، 0.5، 1، 1.5 و 2 میلی گرم در لیتر از دو نوع تنظیم کننده رشد گیاهی ایندول-3 - بوتیریک اسید (IBA) و 1- نفتالن استیک اسید (NAA) قرار گرفتند. تعداد ریشه های نابجا در ریزنمونه ها در غلظت های مختلف از تنظیم کننده های رشد گیاهی پس از شش هفته اندازه گیری شد. در آزمایش مجزای دیگری، اثر غلظت های مختلف ساکارز شامل 10، 20، 30، 40، 50 و 60 گرم در لیتر محیط کشت بر روی ویژگی های دینامیکی رشد (وزن تر و خشک، حجم محیط باقیمانده، هدایت الکتریکی (EC) و pH) و فیتوشیمیایی (فنول کل، فلاونوئید کل و فعالیت آنتی اکسیدانی) ریشه در طول چهار هفته کشت، بررسی شد. برای اعمال تیمارهای ساکارز، مقدار 0.35 گرم وزن تر از ریشه های نابجا در داخل ارلن مایرهای 250 میلی لیتری حاوی 50 میلی لیتر نصف محیط کشت MS، یک میلی گرم در لیتر IBA به همراه غلظت های مختلف ساکارز با pH= 5.8 قرار داده شدند. محتوای سه فلاسک هر تیمار در هر هفته برای اندازه گیری استفاده شد. مطالعات در قالب آزمایش فاکتوریل به صورت طرح پایه کاملا تصادفی انجام شدند و مورد تجزیه وتحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS قرار گرفتند.

    نتایج

    ریشه های نابجا در ریزنمونه های برگ بسیار موثرتر از ریزنمونه های ریشه و دمبرگ بودند. میانگین تعداد ریشه های نابجا در ریزنمونه برگ 93.5% بود، در حالی که ریزنمونه های دمبرگ و ریشه به ترتیب 6.5 و صفر درصد ریشه نابجا تولید کردند. محیط MS  حاوی یک میلی گرم در لیتر IBA حداکثر تعداد ریشه را با میانگین 33.3% ایجاد کرد، در حالی که غلظت های صفر و دو میلی گرم در لیتر از هر دو هورمون استفاده شده ریشه ای تولید نکردند. بیشترین وزن تر با میزان 29.8 گرم در لیتر در هفته چهارم کشت مشاهده شد که این میزان 4.3 برابر وزن تلقیح اولیه بود. با پیشرفت مدت زمان کشت، میزان EC و pH محیط کشت کاهش یافت. البته افزایش زمان کشت، تاثیر قابل توجهی بر تولید فلاونوئید کل و فعالیت آنتی اکسیدانی مرتبط در ریشه های نابجا نداشته است. با وجود این، فنول کل با میزان 56.6 میلی گرم گالیک اسید در هر گرم وزن خشک در هفته چهارم تحت تاثیر افزایش معنی دار مدت زمان کشت قرار گرفت. به طورکلی، نتایج نشان داد که غلظت های کمتر ساکارز برای تولید زیست توده و محتوای ترکیبات موثره و فعالیت آنتی اکسیدانی کارآمدتر هستند. بالاترین تجمع زیست توده و محتوای فنول کل، بیشترین مقدار از محتوای فلاونوئید کل و بالاترین درصد مهار رادیکال آزاد به ترتیب با به کارگیری غلظت های سه، دو و 1% ساکارز در هفته چهارم کشت اندازه گیری گردید. در کل، همبستگی معکوسی بین میزان EC محیط کشت باقیمانده و زیست توده ریشه ها در غلظت های پایین تر ساکارز با افزایش مدت زمان کشت مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    از آنجایی که کشت مایع ریشه نابجا E. purpurea</em> به عنوان یک منبع جایگزین بالقوه برای تولید متابولیت های ثانویه به ویژه مشتقات کافئیک اسید (Caffeic acid) شناسایی می شوند، یافته های این پژوهش ممکن است به مطالعات تولید انبوه اندام موثره ریشه و به دنبال آن، این ترکیب های خیلی با ارزش با استفاده از سیستم های بیوراکتور مناسب آزمایشگاهی کمک کند.

    کلیدواژگان: رخارگل (E. Purpurea (L.) Monech)، تغذیه ساکارز، کشت ریشه نابجا، زیست توده، ترکیبات فنولی
  • قباد سلیمی *، فاطمه جوادی صفحات 544-561
    سابقه و هدف

    گیاه دارویی ریحان سبز (Ocimum basilicum L.) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که بومی مناطق گرمسیری از آفریقای مرکزی تا جنوب شرقی آسیا است و دارای خواص ضد میکروبی، آنتی اکسیدانی، ضد درد، ضد التهابی و غیره می باشد. تنش خشکی یکی از مهمترین عوامل غیرزیستی است که به شدت بر رشد و عملکرد گیاهان می تواند تاثیر منفی بگذارد. هدف از این مطالعه، بررسی اثر قارچ میکوریزا بر برخی خصوصیات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه دارویی ریحان سبز (O. basilicum L.) تحت تنش خشکی است.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه در سال 1401 انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور قارچ میکوریزا در سه سطح شامل شاهد (بدون تلقیح با قارچ)، قارچ گونه گلوموس اتونیکاتوم (Glomus etunicatum) و قارچ گونه گلوموس موسه (G. mosseae)، تنش خشکی در سه سطح (بدون تنش، 75 و 50% ظرفیت زراعی) در چهار تکرار انجام شد. صفات مورد بررسی در آزمایش شامل تعداد برگ، محتوی نسبی آب، نشت یونی، رنگیزه های فتوسنتزی، پرولین، کربوهیدرات، فعالیت آنتی اکسیدانی، محتوی فنل و درصد کلونیزاسیون بودند.

    نتایج

    نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که تاثیر قارچ میکوریزا بر کل صفات مورد اندازه گیری در آزمایش معنی دار شد، همچنین اثر تنش خشکی بر روی همه صفات مورد بررسی به غیر از میزان فنل و کلروفیل کل معنی دار بود. اثر متقابل دو عامل، قارچ میکوریزا و سطوح مختلف تنش خشکی بر روی صفات محتوی نشت یونی و میزان کاروتنوئید معنی دار شد. مقایسات میانگین داده ها نشان داد که بالاترین تعداد برگ مربوط به تیمار قارچ گلوموس موسه (70.5) بود و کمترین تعداد برگ مربوط به تیمار بدون قارچ (58) می باشد. بیشترین محتوی نسبی آب برگ در شرایط بدون تنش بود (79.059%) که تفاوت معنی داری با شرایط تنش 75% و 50% ظرفیت زراعی داشت. بیشترین محتوی نشت الکترولیتی در شرایط تنش 50% ظرفیت زراعی در تیمار شاهد بود (33.02%) که تفاوت معنی داری در همین شرایط با تیمار قارچ گلوموس اتونیکاتوم نداشت. تلقیح با قارچ میکوریزا سبب افزایش محتوی کلروفیل کل شد، به طوری که بیشترین مقدار کلروفیل کل (0.96 میلی گرم در گرم وزن تر) در تیمار قارچ گلوموس موسه بدست آمد که اختلاف معنی داری با قارچ گلوموس اتونیکاتوم نداشت. تلقیح با قارچ میکوریزا سبب افزایش 8.91 درصدی محتوی کلروفیل a و b شد. تلقیح با قارچ میکوریزا سبب افزایش 25.33 درصدی محتوی پرولین شد. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی در تیمار قارچ گلوموس موسه (21.13%) بدست آمده است. کمترین میزان اسانس در شرایط تنش خشکی 50% ظرفیت زراعی مشاهده شد که 25.96% کمتر از تیمار شاهد بود. تنش خشکی در قارچ گلوموس موسه درصد کلونیزاسیون ریشه را حدود 55.71% و در قارچ گلوموس اتونیکاتوم حدود 57.93% کاهش داد.

    نتیجه گیری کلی:

     قارچ میکوریزا باعث بهبود صفات مرفولوژیک و فیزیولوژیک در گیاه ریحان سبز شد. همزیستی با قارچ گلوموس موسه و گلوموس اتونیکاتوم در شرایط تنش خشکی با افزایش پرولین و تحریک فعالیت آنتی اکسیدانی باعث بهبود صفات فیزیولوژیک در گیاه ریحان سبز و افزایش مقاومت به تنش خشکی می شود.

    کلیدواژگان: تنش کم آبی، گیاه دارویی، درصد کلونیزاسیون، پرولین، درصد اسانس
  • بهلول عباس زاده*، سحر فنائی، داود بخشی صفحات 562-580

    سابقه و هدف:

    گیاهان در طول دوره رشد خود در طبیعت و در شرایط مزرعه در معرض تنش های محیطی مختلفی قرار می گیرند. گیاه دارویی خارمریم به دلیل ویژگی های دارویی و درمانی آن، از زمان باستان به منظور درمان بیماری های کبدی و کیسه صفراوی استفاده می شده است. این پژوهش با هدف بررسی پاسخ گیاه دارویی خارمریم به تنظیم کننده های رشدی در شرایط مختلف رطوبتی خاک انجام شد.

    مواد و روش ها

    این ژوهش در سال زراعی 1401-1400 در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور واقع در کرج انجام شد. این مزرعه تحقیقاتی، واقع در پنج کیلومتری جنوب شرقی شهرستان کرج در عرض جغرافیایی 35 درجه و 48 دقیقه ی شمالی و 51 دقیقه ی شرقی و ارتفاع 1320 متری از سطح دریا قرار دارد. این پژوهش به صورت کرت های خردشده بر پایه ی طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سطوح مختلف ظرفیت زراعی خاک (90%، 75%، 50%، 25% ظرفیت زراعی) و محلول پاشی با تنظیم کننده رشد گیاهی مانند اسید سالیسیلیک (mg.l-1</sup> 150- 75)، اسپرمین (mg.l-1</sup> 140- 70)، براسینواستروئید (C28) (µM 2/1-1) و آب  (شاهد) بود. برای اعمال تیمارهای رطوبتی، میزان رطوبت خاک در حد فاصله ی بین ظرفیت زراعی و 25% با استفاده از روش وزنی به صورت روزانه و همزمان با TDR  (Time Domain Reflectometry) تعیین شد. آبیاری با توجه به تیمارهای مورد نظر در کل دوره ی رشد براساس نمودار ترسیم شده و با کمک TDR انجام گردید. محلول پاشی پنج ماه پس از کشت بذر در اردیبهشت ماه به فاصله زمانی هفت روز یکب ار در سه مرحله انجام شد. در پایان پژوهش صفات میانگین تعداد برگ، سطح برگ، قطر تاج پوششی گیاه، تعداد ساقه فرعی، طول ریشه، قطر طوقه، تعداد روز تا ظهور برگ، ظرفیت آنتی اکسیدانی میوه، شاخص رنگ میوه، درصد خاکستر دانه، محتوای قند برگ، وزن هزاردانه، عملکرد میوه و میزان روغن در گیاه اندازه گیری شد.

    نتایج:

    نتایج پژوهش نشان داد که کاهش رطوبت خاک، صفات رشدی و عملکردی را در مقایسه با تیمار شاهد کاهش داد. با این حال محلول پاشی گیاه با تنظیم کننده رشد در بهبود شاخص های رشدی موثر بود. به طوری که تعداد برگ در تیمار 25% ظرفیت زراعی خاک در مقایسه با تیمار شاهد (90% طرفیت زراعی) تقریبا به نصف کاهش یافت. محلول پاشی گیاه با براسینواستروئید ها در سطح مختلف رطوبتی خاک از کاهش معنی دار تعداد برگ در گیاه ممانعت به عمل آورد. بیشترین سطح برگ در تیمار mg.l-1</sup> 140 اسپرمین+ FC 75% مشاهده شد. محلول پاشی گیاه با اسپرمین و براسینواستروئید در بهبود صفات رویشی در شرایط تنش موثر بود. محلول پاشی گیاه با اسپرمین در شرایط 50% ظرفیت زراعی منجر به ثبت بیشترین میزان روغن در میوه شد. در شرایط 75% ظرفیت زراعی، محلول پاشی گیاه با براسینواستروئید (1 میکرومولار) عملکرد میوه در گیاه را 71.6% در مقایسه با تیمار شاهد در همان سطح تنش و 5.6% در مقایسه با تیمار شاهد در شرایط 90% ظرفیت زراعی افزایش داد. بررسی همبستگی شاخص های رنگ با ظرفیت آنتی اکسیدان در گیاه نشان داد که درصد ظرفیت آنتی اکسیدان در گیاه با شاخص روشنایی (L) دارای همبستگی مثبت و معنی دار می باشد که بیانگر این است که میوه های با رنگ تیره تر دارای ظرفیت آنتی اکسیدانی بالاتری هستند. این در حالی است که دو شاخص قرمزی (a) و زردی (b) با ظرفیت آنتی اکسیدان میوه دارای همبستگی منفی و معنی دار بود.

    نتیجه گیری:

    نتایج پژوهش نشان داد که کاهش میزان رطوبت خاک شاخص های رشدی و عملکردی گیاه را کاهش می دهد، با این حال محلول پاشی گیاه با استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی منجر به بهبود شرایط رشدی گیاه در شریط کم آبی می گردد. به طورکلی، با توجه به نتایج پژوهش می توان بیان کرد که محلول پاشی گیاه با استفاده اسپرمین در غلظت 140 میلی گرم در لیتر با بهبود صفات رشدی و عملکردی در افزایش مقاومت گیاه به شرایط تنش رطوبتی در خاک کمک می کند.

    کلیدواژگان: اسپرمین، اسید سالیسیلیک، براسینواستروئید، محلول پاشی
  • فهیمه نیازپورگنبدی، علی ستاریان، ابوالفضل دانشور، الهام امینی صفحات 581-595
    سابقه و هدف

    گیاه پنج انگشت (Vitex agnus-castus) یک گیاه دارویی محبوب متعلق به تیره Lamiaceae، بومی مدیترانه و پراکنده در اروپا، آسیا و شمال آفریقاست. این گیاه جزو پرفروش ترین گیاهان دارویی در جهان است؛ با وجود تحقیقات زیاد، همواره بررسی این گونه باارزش حائز اهمیت است. چندین گونه که در حال حاضر در سرده Vitex شناخته شده اند، مورفولوژی قابل تشخیصی از خود نشان نمی دهند که منجر به سردرگمی در شناسایی آنها می شود. از آنجا که کاربرد داروییV. agnus-castus  با سایر گونه ها متفاوت است، بنابراین، شناسایی مناسب این گونه برای عملکرد دارویی موثر ضروریست. در این مطالعه از رویکردهای کلی در شناسایی این گیاه دارویی ازجمله تکنیک های مورفولوژیکی و میکرومورفولوژی و مولکولی استفاده شد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، 17 جمعیت از گونه مورد نظر در شهرستان مراوه تپه واقع در ناحیه شرقی استان گلستان بررسی شد. نمونه های گرده به طور مستقیم از رویشگاه طبیعی منطقه مورد نظر جمع آوری گردید. پس از استفاده از روش استولیز، از 30-40 دانه گرده از نماهای قطبی و استوایی با میکروسکوپ نوری با بزرگنمایی 40 و 100 و با کمک دوربین دیجیتال عکس برداری انجام شد. برای مطالعه ریخت شناسی دانه، میوه های کاملا رسیده از هریک از جمعیت های مورد مطالعه در فصل میوه دهی جمع آوری شد. از هر جمعیت 20 دانه برای عکس برداری با لوپ و میکروسکوپ الکترونی نگه داری شد. میکروگراف های الکترونی از دانه ها و گرده های مناسب در مرکز متالورژی رازی تهران توسط میکروسکوپ الکترونی SEM تهیه شد. استخراج DNA از سلول های برگ نمونه های هرباریومی با استفاده از کیت گیاهی انجام گردید. از توالی ناحیه nrDNA ITS ژنوم هسته ای و trnL-trnF  کلروپلاستی به عنوان بارکد استفاده گردید. واکنش زنجیره ای پلیمراز در حجم 20 میکرولیتر با آغازگرهای مورد نظر و برنامه دمایی مشخص در دستگاه ترموسایکلر انجام شد. پس از انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز، به منظور حصول اطمینان از تکثیر قطعات، محصول نهایی الکتروفورز شد. تک باندهای قوی برای تعیین توالی به شرکت ژنتیک کدون در تهران ارسال گردید. توالی های کروماتیدی حاصل، با اطلاعات موجود در بانک ژنی سایت NCBI تطبیق داده شدند و میزان شباهت گونه ها بررسی شد.

    نتایج

    دانه های گرده تمام گونه ها از لحاظ اندازه کوچک (28-12 میکرومتر) می باشند. شکل دانه گرده طبق طبقه بندی ارتمن در جمعیت های قازان قایه به شکل Prolate spheroidal  (کروی کشیده) و در جمعیت های قوشه تپه از نوع Subprolate  (نیمه کشیده) هستند. تمام دانه های گرده دارای سه شیار می باشند. تزئینات اگزین از نوع ریزمنفذدار در جمعیت قازان قایه و شبکه ای ریزمنفذدار در جمعیت قوشه تپه هستند. بزرگترین دانه ها مربوط به جمعیت قازان قایه با میانگین طول 3.84 میلی متر و عرض 1.52 میلی متر می باشد. از نظر شکل همه بادامی شکل هستند اما تزئینات سطح خارجی دانه در جمعیت قازان قایه حفره دار است؛ ولی در جمعیت های قوشه تپه سطح دانه چروکیده و مخطط است. میزان موفقیت تکثیر در مکان ژنی trnL-trnF در نمونه های گیاهی مورد بررسی 85% محاسبه شد. طول قطعه تکثیر شده در این گونه 516 نوکلئوتید بود. توالی آن به بانک ژن به منظور ثبت نهایی ارسال شد. طول قطعه تکثیر شده در این گونه با استفاده از نشانگر ITS 675 نوکلئوتید توالی یابی شد و کروماتوگرام های حاصل، با اطلاعات موجود در بانک اطلاعاتی (NCBI) تطبیق داده شدند.

    نتیجه گیری

     امروزه داروهای گیاهی محلی در کشورهای مختلف نقش سازنده ای در درمان بیماری ها دارند. ازاین رو بازاریابی حقیقی و مصرف گیاهان دارویی توجه بیشتری می طلبد. بارکدینگ این هدف را به درستی محقق می کند. به طوری که بارکدگذاری DNA گونه های دارویی که صحیح شناسایی شده اند، می توانند به عنوان یک استاندارد برای مقایسه نمونه های گیاهی موجود در بازار با گیاهان دارویی حقیقی استفاده شوند. بنابراین توالی های به کاررفته این تحقیق برای بارکدگذاری گیاه دارویی پنج انگشت مهم است. این گونه دارویی به درستی شناسایی شده است و می تواند به عنوان استاندارد برای ارزیابی گیاهان موجود در بازار استفاده شود.

    کلیدواژگان: بارکد هسته ای ITS، بارکد کلروپلاستی Trnl-Trnf، دانه، گرده، Vitex
  • علی قادری، محمد مقدم*، شهرام رضوان صفحات 596-616
    سابقه و هدف

    تحقیقات در زمینه ارتباط بین ویژگی های ریشه و محتوای گلیکوزیدهای استویول در ژنوتیپ های استویا (Stevia rebaudiana</em> Bertoni) تحت سطوح مختلف تنش خشکی بسیار اندک است. ازاین رو، این پژوهش با هدف ارزیابی ارتباط خصوصیات ریشه با محتوای دو گلیکوزید ربودیوزاید-A و استویوزاید در دو ژنوتیپ استویا تحت تنش خشکی اجرا شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش ارزیابی ارتباط ویژگی های ریشه و صفات عملکردی با محتوای دو گلیکوزید ربودیوزاید-A و استویوزاید در دو ژنوتیپ استویا (چینی و هندی) در شرایط هیدروپونیک با هفت سطح خشکی (صفر، 2-، 4-، 6-، 8-، 10- و 12- بار با استفاده از پلی اتیلن گلیکول 6000) در سال 1402 به صورت دو آزمایش کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. به منظور اجرای آزمایش، گلدان هایی با مخلوط پومیس و پرلیت (به نسبت یک به یک) پر و تعداد سه نشاء یکدست در اوایل اردیبهشت ماه کشت شدند. در طول آزمایش، تغذیه و اعمال تنش خشکی با استفاده از محلول هوگلند انجام شد. تمامی گلدان ها تا قبل از تثبیت گیاهچه ها با آب مقطر آبیاری شدند. بعد از اطمینان از تثبیت گیاهچه ها، اعمال تیمارهای خشکی با آبیاری سه روز یکبار با 400 میلی لیتر محلول هوگلند با ظرفیت اسمزی متفاوت براساس تیمارهای طراحی شده انجام گردید. پس از گذشت 65 روز از کاشت، تمامی گیاهان داخل گلدان ها به طور کامل خارج شده و اندام های هوایی و زیرزمینی جدا شدند تا ویژگی های مورد نظر اندازه گیری شود. اندازه گیری گلیکوزیدهای استویول به وسیله کروماتوگرافی مایع با فشار بالا (HPLC) با ستون C18 و دتکتور UV-Vis در طول موج 202 نانومتر انجام شد. در نهایت نتایج مربوط به هر ژنوتیپ جداگانه آنالیز و ارائه گردید.

    نتایج

    براساس نتایج صفات عملکردی و رشدی ازجمله ارتفاع بوته، تعداد برگ، وزن تر برگ، عملکرد برگ و عملکرد بیوماس کل تحت تاثیر تنش خشکی در هر دو ژنوتیپ تفاوت معنی داری داشتند و تمامی صفات ذکر شده در اثر تنش کاهش نشان دادند. میزان کاهش صفات عملکرد برگ در سطح 12- بار در مقایسه با شاهد به ترتیب در ژنوتیپ چینی و هندی 59.84% و 87.9% و عملکرد بیوماس کل 52.51% و 64.19% به دست آمد. از نظر عملکرد برگ در سطح بدون تنش خشکی، ژنوتیپ هندی دارای میانگین بالاتری بود، در حالی که در سطوح بالاتر تنش خشکی (بیشتر از 8- بار)، ژنوتیپ چینی عملکرد بالاتری را نشان داد. می توان نتیجه گیری کرد که ژنوتیپ چینی در سطوح بالاتر تنش، تحمل بیشتری از نظر عملکرد برگ از ژنوتیپ هندی دارد. براساس نتایج بیشترین میانگین صفات مرتبط با ریشه ازجمله وزن تر و خشک، حجم، طول و چگالی در ژنوتیپ چینی در سطح 4- بار و در ژنوتیپ هندی در 2- بار مشاهده شدند. در هر دو ژنوتیپ تنش جزئی خشکی (2- بار) منجر به افزایش میانگین استویوزاید و ربودیوزاید-A در مقایسه با تیمار بدون تنش شد، به طوری که بالاترین محتوای ربودیوزاید-A و استویوزاید در همین سطح تنش در ژنوتیپ چینی و هندی (به ترتیب 2.58 و 2.58 درصد و 7.8 و 5.96 درصد) بدست آمد. براساس نتایج رگرسیون گام به گام سطح ریشه و وزن تر برگ و عملکرد بیوماس کل از صفات اثرگذار در افزایش محتوای مجموع ربودیوزاید-A و استویوزاید بودند.

    نتیجه گیری

    براساس نتایج، تنش خشکی شدید منجر به کاهش صفات رشدی، عملکردی، ویژگی های ریشه و محتوا و عملکرد دو گلیکوزید مورد بررسی شد. محتوای این دو گلیکوزید به عنوان متابولیت اصلی در گیاه استویا در سطح تنش خشکی جزئی (2- بار) بیشترین سنتز را داشتند که می توان استنباط کرد که به عنوان متابولیت های تاثیر گذار در ایجاد تحمل به تنش ایفای نقش می کنند. بیشترین مقاومت در برابر تنش خشکی در ژنوتیپ چینی مشاهده شد، به طوری که در برخی از موارد عملکرد و محتوای مجموع ربودیوزاید-A و استویوزاید در این ژنوتیپ بیشتر از ژنوتیپ هندی بود. در مجموع، این مطالعه نشان می دهد که تنش خشکی شدید به طور مستقیم بر عملکرد و محتوای گلیکوزیدهای ربودیوزاید-A و استویوزاید در گیاه استویا تاثیر کاهنده دارد و برخی از صفات مرتبط با ریشه و صفات عملکردی می توانند به عنوان نشانگرهای مناسب برای تحمل به تنش خشکی در این گیاه استفاده شوند.

    کلیدواژگان: استویا، استویوزاید، پلی اتیلن گلیکول، تنش خشکی، ربودیوزاید، سطح ریشه
|
  • Fatemeh Nejad-Alimoradi *, Mansoureh Khodashenas, Farkhondeh Rezanejad Pages 417-434
    Background and objectives

     Nepeta, with 300 species, is one of the largest genera in the Lamiaceae family. Seventy-five species of this genus are distributed in Iran, many of which are endemic. Due to the medicinal importance and traditional uses of its various species, much research has been conducted to identify their secondary metabolites. Nepetalactone, cineole, and phenolic compounds have been reported as their main compounds, and most have medicinal, antimicrobial, and industrial properties. The amount of these compounds varies in different parts of the plant and different species and populations. Nepeta bornmulleriHausskn. ex Bornm. is endemic to Iran and is a type specimen from Kerman province. Although secondary metabolites have been studied in many species of this genus, more research is needed on N. bornmulleri. Therefore, the morphology, quantity, and quality of antioxidant compounds and essential oils were investigated in the plant's two vegetative and generative parts.

    Methodology

     Vegetative (stem and leaf) and generative (flower and fruit) parts of N. bornmulleri were collected in May 2023 from Rayen city (Kerman province) at an altitude of 2450 meters. The used generative parts were 80% flowers and 20% unripe fruits. The size of the plant, its vegetative form, and the structure of the inflorescence and flower were examined and photographed with the naked eye or stereomicroscope so that researchers could identify them quickly. Biochemical compounds, including phenolic compounds and essential oil, were studied in vegetative and generative parts. Total phenolic compounds, including total phenols, flavonoids, and anthocyanins from fresh samples, were studied by spectrophotometric method. The phenolic compounds and anthocyanins profile were investigated using dried samples with HPLC. The analysis of essential oil was done using dry samples with gas chromatography (GC) and gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC/MS). Essential oil extraction was done by distillation with water using Clevenger. The experiment was conducted in a completely random design, including two types of vegetative (stem and leaf) and generative (flower and fruit) organs with three replications.

    Results

     Morphological studies of N. bornmulleri showed that in the studied area, the height of the species is about 10-25 cm with hairy basal (rosette) leaves, apical and dense head-like inflorescence, purple-blue synpetal corolla with bilobate apex, synsepal calyx. The Androecium comprises four purple stamens of equal length (didynamous stamens) and an upper pistil with tetra-achene schizocarp fruit surrounded by persistent sepals. The total content of phenols, flavonoids, and anthocyanins in flowering branches (generative) was significantly higher than in leaves and stems (vegetative parts). The profile of phenolic and anthocyanin compounds by HPLC showed that ten phenolic compounds and three anthocyanin compounds were identified in the generative part, and six phenolic compounds and two anthocyanin compounds were identified in the vegetative part. The most phenolic compound observed in both vegetative and generative parts was luteolin, while malvidin-glucoside was recorded as the most anthocyanin compound. The amount of malvidin-glucoside in the generative part was twice that of the vegetative part. The percentage of essential oil in vegetative and generative parts was observed at 0.2 and 0.1, respectively. In the essential oils of vegetative and reproductive parts, respectively, 10 (69.41%) and 16 (89.29%) identified compounds and 9 (14.59%) and 4 (6.21%) unidentified compounds were reported, which in total 84% and 95.5% constituted the essential oil.The main components of the essential oil of the vegetative part include spatholenol (31.2%), 1,8-cineole (14.5%), hexadecanoic acid (10.6%), myrtenol (9.7%), caryophyllene oxide (6.4%). ) and trans-pinocarveol (4.4%). In the generative part, 1,8-cineole (31.7%), spatholenol (16.2%), myrtenol (14.14%), dihydro nepetalactone (6.92%), trans-pinocarveol (6.7%), pinocarovone (5.2%) and caryophyllene oxide (4.5%) were the main components of the essential oil.

    Conclusion

     Based on the results, the quantity and quality of phenolic compounds, anthocyanin, and essential oil in the generative part were higher than in the vegetative part of the studied species. So, it is suggested that the generative parts of the plant be used to obtain antioxidant compounds. The amount of nepetalactone, which is significant in most species of Nepeta, was relatively low in this species, while spatholenol and 1, 8-cineole were the main compounds. Considering the numerous medicinal and industrial applications of the two dominant species combinations on the one hand and the exclusivity and limited distribution of the species on the other hand, it is essential to preserve its different populations.

    Keywords: Essential Oil, Phenolic Compounds, Nepeta Bornmulleri Hausskn. Ex Bornm, 1 8-Cineole, Nepetalactone
  • Korosh Ahmadi, Ehsan Shahbazi *, Poorandokht Golkar, Keramatollah Saeidi Pages 435-448
    Background and objectives

    Nigella sativa</em> L. is an important medicinal plant widely used in the food and pharmaceutical industries. Considering the increasing demand for medicinal plants worldwide and the need to produce cultivated and breeding varieties, it is necessary to study the genetic resources. The gain from selection for a trait depends on the relative importance of genetic factors in the occurrence of phenotypic differences among genotypes; in other words, the success of breeding programs depends on the genetic variation and heritability of traits. Therefore, this study investigated the genetic variation and inheritance of seed yield and yield component traits in different black cumin genotypes and identified desirable genotypes for use in breeding programs.

    Methodology

    This study investigated the genetic variation in 20 different black cumin genotypes (Iranian and foreign) regarding different agronomic traits as a randomized complete block design with three replications at the research farm of Shahrekord University. The genotypes were planted in the middle of March. Each genotype in every repetition was cultivated in four rows, each 1.5 meters long. The distance between the rows of cultivation was 30 cm, with seeds planted 15 cm apart within the row at a depth of 1-2 cm. The traits studied included seed yield, number of capsules per plant, number of seeds per capsule, thousand seed weight, capsule diameter, number of branches per plant, and plant height. Based on the expectation of mean square components, environmental, genetic, and phenotypic variance were calculated, and then the genotypic and phenotypic coefficient of variation and broad-sense heritability were estimated. Statistical analyses, including analysis of variance and comparison of the mean traits between genotypes, were performed using the least significant difference (LSD) test using SAS 9.0 software. Pearson correlation between traits and cluster analysis based on Ward's method according to squared Euclidean distance using R 3.6.1 software. Also, to ensure the correctness of grouping, multivariate tests and analysis of variance tests were performed based on a completely random, unbalanced design.

    Results

    The analysis of variance showed a significant difference between the studied genotypes for all the agronomic traits (p<0.01</em>). The plant height in the studied genotypes varied from 22 cm (Nige7) to 58.4 cm (Nige1). The highest number of capsules per plant was observed in the Nige 53 genotype, with 20.45 capsules, and the lowest number of capsules per plant was observed in the Nige63 genotype, with 5.3 capsules. The number of branches per plant ranged from 3.9-11.5 per plant. The yield ranged from 263.56 kg/ha (Nige3) to 1409.39 kg/ha (Nige78 genotype). The phenotypic coefficient of variation varied from 48.58% (seed performance) to 5.20 (capsule diameter), and the genotypic coefficient of variation varied from 48.29% (seed performance) to 4.7 (capsule diameter). The highest genetic coefficient of variation (48.29%) belonged to the grain yield trait. The estimated heritability for the assessed traits ranged from 73.81% for number of branches per plant to 98.8% for seed yield. Heritability was 91.91% for the number of capsules per plant trait. According to the correlation coefficient results, seed yield per plant showed a positive and significant correlation with the number of capsules per plant (r=0.87**) and branches per plant (r=0.54*). In the cluster analysis, the studied genotypes were divided into four different groups, and the results of the multivariate analyses indicated appropriate grouping and significant differences in the amount of grain yield and yield components among the groups resulting from the cluster analysis.

    Conclusion

    The high genetic variation among the studied genotypes indicates the high efficiency of this germplasm for improving grain yield and various traits and the high efficiency of selection in black cumin. Genotypes Nige53, Nige78, and Nige60 had high grain yields compared to other genotypes, which can be used to improve and increase grain yield in black cumin.

    Keywords: Selection, Cluster Analysis, Heritability, Correlation
  • Ashraf Aghababapoor Dehkordi, Saadollah Houshmand *, Shahram Mohammady, Rudabeh Ravash Pages 449-466
    Background and Objectives

    Zataria multiflora</em> Boiss. is an important medicinal plant species in the Lamiaceae family, native to Iran and some neighboring countries. Water scarcity is a significant limiting factor for crop growth and production. Reduced efficiency of chemical fertilizer uptake under drought conditions and their adverse environmental effects necessitates using sustainable agricultural practices. Mycorrhizal fungi, through their symbiotic with plants, provide essential nutrients to plants and mitigate the adverse effects of biotic and abiotic stresses on plants. This study investigates the influence of mycorrhizal symbiosis under drought stress and non-stress conditions on morpho-physiological characteristics of eight Z. multiflora</em> ecotypes.

    Methodology

    This study was conducted on eight Z. multiflora</em> ecotypes collected from Safashahr, Neyriz, Khanekhore, and Fasa (located in Fars province), Faridan, Baharestan, Kalat Ghazi (located in Isfahan province), and Qasreghand (located in Sistan and Baluchestan province). Two-year-old plants of these ecotypes were subjected to two levels of drought stress, consisting of 50% and 90% soil field capacity, representing drought stress and non-drought stress conditions, respectively. Mycorrhizal fungi were applied at two levels (with and without) in a factorial experiment based on the completely randomized design with three replications, conducted in a greenhouse of the Agriculture Faculty, Shahrekord University, Iran. Drought stress was applied through reduced watering, and arbuscular mycorrhizal fungi were inoculated in holes at a depth of 4-5 cm around the roots in the pots. The symbiosis was confirmed through root staining. Morpho-physiological traits, including plant length, width, crown area, leaf area, dry plant yield, and chlorophyll "a" and "b" content, were measured. After variance analysis, the means were compared using the LSD test. Pearson correlation coefficients were used to determine trait correlations, and stepwise regression was employed to identify traits affecting dry plant yield.

    Results

    The results of the analysis of variance showed that ecotype, drought stress, and mycorrhizal application had highly significant effects on plant length, plant width, crown area, leaf area, dry plant yield, and chlorophyll "a" and "b" content. The significance of the two- and three-way interaction effects of ecotypes with drought stress and mycorrhizal application in all studied traits indicates the different responses of ecotypes to drought stress and mycorrhizal fungus application. Comparing the means of the two drought stress levels indicated a significant reduction in all traits under stress conditions. Mycorrhizal application in non-stress conditions significantly increased the traits. Using mycorrhizal fungi under drought stress conditions compensated for part of the reduction caused by drought stress in the traits, resulting in an increase ranging from 14% (plant width) to 210% (dry plant yield) compared to drought stress conditions. The comparison of ecotypes in each combination of stress levels and mycorrhizal application levels suggests that plant length and width, crown area, leaf area, and plant dry yield increased. The intensity of response or change in these ecotypes to drought stress and mycorrhizal application varies. The correlation coefficients and stepwise regression results indicate the critical role of leaf area and plant length in dry plant yield under both non-drought and drought stress conditions.

    Conclusion

    In this restudy, high variability was observed in the evaluated traits such as plant length and width, canopy area, leaf area, plant dry yield, and chlorophyll "a" and "b" levels in the Z. multiflora</em> ecotypes. On the other hand, the different reactions of these ecotypes to drought stress indicate the high genetic potential of this native plant in Iran. Therefore, it can be used to select superior genotypes. Considering the increasing and significant effect of most of the characteristics studied, including yield due to the application of mycorrhizal fungus, this fungus can be used in producing Z. multiflora</em> under standard cultivation conditions and drought stress.

    Keywords: Medicinal Plant, Biological Fertilizers, Chlorophyll Content, Leaf Area
  • Marieh Dorrazehi, Maryam Allahdou *, Barat Ali Fakheri, Leila Mehravaran Pages 467-484
    Background and objectives

    Medicinal plants produce bioactive compounds with high antioxidant value. Due to the importance of Withania coagulans</em> in the pharmaceutical industry and also due to the cutting of this shrub species and its use in the pharmaceutical industry using traditional methods, the risk of extinction of this valuable species will increase, so we should look for the method - to be alternatives to increase the production of secondary metabolites of this plant. Using elicitors as a technique in vitro increases plant production of effective compounds (secondary metabolites). It has been reported that fungal stimulants are also used to induce the production or increase of secondary metabolites in medicinal plants. Therefore, in this study, the effect of cellulase elicitor on the growth index and biochemical and physiological traits of Withania coagulans</em> (Stocks) Dunal) was investigated in cell suspension culture.

    Methodology

    Seeds of Withania coagulans</em> were collected from the Mehrestan region of Saravan city, and after disinfection, they were cultivated in ½ MS medium to produce explant. Production explants were cultured in an MS culture medium containing auxin and cytokinin hormones (2mg/l 2, 4, D, and 0.5 mg/l Kinetin) to produce callus. Three sub-cultures of production called into MS culture medium containing transfer previous regulating hormones were done. Investigated treatments include six elicitor treatments: 1: Control 2: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 24 hours of exposure to the Elicitor, 3: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 48 hours of exposure to the Elicitor, 4: Elicitor with a concentration of 200 μg/ml and 72 hours of exposure Elicitor, 5: Elicitor with a concentration of 7.5 μg/ml and 14 days of exposure to the Elicitor and 6: Elicitor with a concentration of 10 μg/ml and 14 days of exposure to the cellulase elicitor in a completely randomized design with three replications in the central laboratory of the university of Zabol was applied. Investigated traits were: callus growth index, antioxidant activity, proline content, soluble carbohydrates, malondialdehyde, total alkaloid, and activity of antioxidant enzymes (catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, superoxide dismutase, and polyphenol oxidase).

    Results

    The effect of different cellulase treatments on all traits was significant except polyphenol oxidase enzyme activity. In general, different elicitor treatments improved all the measured traits except the content of total carbohydrates. However, the increase in the trait depended on the concentration and period of exposure to the Elicitor. So, in most of the measured traits, the elicitor treatment with a concentration of 10 micrograms/ml and a period of 14 days caused an increase in all treatments. All cellulase elicitor treatments increased the antioxidant activity of Withania coagulans</em> cells in cell suspension culture. The highest antioxidant activity was observed in the sixth and fifth treatments and the lowest in the second and first treatments (control). The addition of Elicitor in the early stage of cell growth in cell suspension culture (eighth day) despite the lower concentrations of Elicitor (7.5 and 10 μg/ml) leads to a further increase in callus growth, antioxidant activity, Proline, and total alkaloid increased then the addition of Elicitor in exponential phase, despite the high concentration of Elicitor (200 μg/ml). A higher concentration of elicitors causes a hypersensitive response, which leads to cell death; hence, an optimal Elicitor level is required to induce growth.

    Conclusion

    Cellulase elicitor improved the growth index and antioxidant potential of Withania coagulans </em>through physiological and biochemical traits. According to the obtained results, the use of cellulase elicitor can be considered an important strategy to increase the growth, effective compounds, and antioxidant properties of Withania coagulans</em> for commercial production.

    Keywords: Antioxidant, Cellulase Elicitor, Growth Index, Secondary Metabolites
  • Borzoo Yoosefi *, Roya Karamian Pages 485-505
    Background and objectives

    Creeping savory is a medicinal and perennial plant that grows in the north and northwest of Iran. The essential oil of this plant has antibiotic properties and is used in herbal medicines, food preparation, and health products. Salinity stress has adverse effects on photosynthetic processes and plant growth and yield. Salicylic acid protects plants against stress by regulating many physiological and enzymatic processes. So far, not much information has been published about the effect of salicylic acid on the physiological process, morphologically, and yielding traits of creeping savory under salinity stress conditions.

    Methodology

     This factorial experiment was implemented in the greenhouse of the Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research Center based on a Completely Randomized Design including four levels of salinity (0-50-100-150 mM) and two levels of salicylic acid (0 and 2 mM). Chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) was measured with a Hansatech, UK Pocket PEA device. The chlorophyll index (SPAD) was measured with a SPAD-502Plus device, Minolta, Japan. Leaf proline content and soluble protein were measured based on Bradford method using a Bio Tek PowerWave XS2 Microplatereader, USA. Various morphological and yield traits such as plant height, leaf area (by a Light Box device, ADC, UK), leaf fresh weight, root fresh weight, and shoot fresh weight (g) were measured. Leaf dry weight, root dry weight, and shoot dry weight were weighed after drying the samples at 75°C for 48 hours. Relative water content (RWC) was calculated. Leaf electrical conductivity (µS/cm) was measured with an EC COND 3110, WTW (Germany). Analysis of variance and comparison of means (Dunkan test) were performed using IBM SPSS Statistics (Ver. 26).

    Results

     The highest plant height (92.7 cm), leaf area (0.8 cm2</sup>), shoot fresh weight (26.9 g), and shoot dry weight (9.15 g) were obtained at 0 mM NaCl + 2 mM SA. The highest leaf fresh weight (13.5 mg), leaf dry weight (2.5 mg), quantum yield of photosystem II (0.80), and photosynthetic index (37.0) were observed at 50 mM NaCl + 2 mM SA. The highest root fresh weight (27.3 grams), root dry weight (4.3 grams), and the highest relative water content (91.7 percent) were obtained at 0 mM NaCl. The highest proline (12.7 μg/g) was observed at 150 mM NaCl and the highest soluble protein (1.1 mg/g) was observed at 100 mM NaCl + 2 mM SA. The use of 2 mM salicylic acid, under salinity stress conditions, increased plant height (16.4%), leaf area (18.6%), leaf fresh weight (17.3%), shoot fresh weight (35.4%), shoot dry weight (35.8%), relative water content (8.4%) and soluble protein by 41.4%, but decreased proline content (41.4%) and electrical conductivity (49.4%). Applying 2 mM salicylic acid has a significant effect on root fresh weight, maximum quantum yield of photosystem II and chlorophyll index in mild salinity conditions. Also, SA increased leaf dry weight in mild salt stress but decreased it in severe salinity conditions.

    Conclusion

    This research showed that applying salicylic acid under salinity stress causes changes in some morphophysiological, photosynthetic, and biochemical characteristics of creeping savory. Increasing the salinity levels decreased some photosynthetic, physiological, vegetative, and yield traits, but the content of some osmotic regulators, such as proline and protein, was increased. The application of 2 mM salicylic acid improved some of the adverse effects of salinity in creeping savory at different salinity levels, enhancing growth and yield traits in the salicylic acid-treated plants. Applying two mM salicylic acid increases the tolerance of creeping savory against salinity stress by increasing the osmotic protectants and inducing the activity of antioxidant systems. Based on the research results, growing this plant in soils with a salinity of more than 100 mM is not recommended. Also, in the case of planting creeping savory in saline soils (less than 100 mM), to increase plant growth and farmers' income, it is recommended to apply two mM salicylic acid as a foliar spray.

    Keywords: Proline, Photosynthesis, Chlorophyll Index, Creeping Savory, Satureja Spicigera (C. Koch) Boiss
  • Authors Elena Hosseini, Shahram Aramideh *, Abbas Hosseinzadeh Pages 506-520
    Background and objectives

    Alfalfa, Medicago</em> sativa</em> L. from the leguminous family, is among the best fodder plants due to its richness in protein, calcium, vitamins, palatability, and low percentage of cellulose, which is called green gold. Alfalfa</em> is the first crop that was domesticated and cultivated as fodder. Alfalfa leaf weevil, Hypera</em> postica </em>Gyllenhal, is one of the important pests of alfalfa fields in Iran. Its main damage is related to the larval stage, caused by feeding on the plant leaves, especially in the first cut. The most common method of controlling this pest is using chemical pesticides, which cause pesticide residues, the death of natural enemies, resistance, environmental pollution, and the emergence of secondary pests. Therefore, research is necessary today to replace other compounds, such as botanical pesticides. In this research, the effects of Neemarin extracted from the neem plant (Azadirachta indica</em> A. Juss) and Matrine extracted from Sophora flavescens</em> (Ait.) on second instar larvae and adult insects of alfalfa weevils were investigated in laboratory and field conditions.

    Methodology

    Laboratory studies were conducted in a completely randomized design, and field evaluation was conducted in the form of completely randomized blocks in the spring of 2023 in Naghadeh City. The botanical insecticide Matrine, with its commercial form on Rui Agro and Neemarin extracted from the neem plant, was used in the experiments. Bioassays were performed on the second instar larvae and adults by immersing the host leaf in the concentrations of both compounds, and the mortality was recorded 24 and 48 hours after the treatment. After determining the LC50 and LC25 of Matrine and Neemarin, their mixed effects on second-instar larvae and adult insects were evaluated. This study used treatments including LC50 Matrine, LC50Neemarin, LC25 Neemarin + LC25 Matrine, and the control treatment on second instar larvae and adults. Also, the effect of sublethal concentration (LC25) on metamorphosis (transformation of the larval stage to pupa and transformation of the pupal stage to the adult insect) was studied. The field experiments were analyzed in three alfalfa fields treated with Neemarin (2000, 3000, and 4000 ppm), Matrine (200, 400, and 600 ppm), and control (water). Each treatment was evaluated in three repetitions using the Henderson-Tilton method.

    Results

    The results of probit analysis showed that calculated LC50</sub> of the two botanical insecticides, Neemarin and Matrine on adult insects and second instar larvae of alfalfa after 48 hours were 544.65, 50.23, 45.86 and 3.76 ppm, respectively. Also, the effect of LC25</sub> of both biopesticides showed that the greatest inhibition in the transformation of larva to pupa is related to Neemarin (30%) and in the transformation of pupa to adult is related to Matrine (51.50%). In the field experiments, the highest mortality in adults was observed in the concentration of 600 ppm Matrine with 53.33% and in the second instar larvae related Neemarin (2000 ppm) with 27.33% mortality.

    Conclusion

    These investigations showed that Matrine pesticide has a higher lethality effect than Neemarin in laboratory and field conditions on adults and second-instar larvae of alfalfa leaf weevil. The effect of a sublethal dose of Neemarin on pest metamorphosis was more effective. Therefore, both pesticides can be used to manage this important pest.

    Keywords: Growth Inhibition, Lethality, Non-Chemical Control, Alfalfa
  • Seyedeh Mohaddeseh Hosseini, Seyed Ali Andi *, Amir Sahraroo, Mohammadbagher Farhangi Pages 521-543
    Background and objectives

     Adventitious root cultures of medicinal plants represent a bountiful reservoir of valuable secondary metabolites.  The esteemed medicinal plant Echinacea</em> purpurea</em> (L.) Monech is highly sought after for its phytochemical properties, with a traditional use of its roots in herbal medicines and dietary supplements as an immune system stimulant for treating inflammatory, viral, and respiratory diseases. However, the heterogeneous synthesis of bioactive compounds in natural environments and the limitations of conventional plant production methods necessitate exploring alternative approaches for obtaining active plant substances and organs. Among various in</em> vitro</em> cultivation techniques, the cultivation of differentiated tissues, specifically roots, consistently demonstrates the ability to yield higher quantities of metabolites than undifferentiated tissues such as callus and suspension cells. 

    Methodology

     The primary aim of this study was to accurately determine the ideal combination of plant explants and plant growth regulators that would facilitate the successful establishment of adventitious root suspension cultures. Three distinct plant explants, namely leaf, petiole, and root, were carefully evaluated in this study. These explants were subjected to varying concentrations (0, 0.5, 1, 1.5, and 2 mg.L-1) of two types of plant growth regulators: indole-3-butyric acid (IBA) and 1-naphthalene acetic acid (NAA). After six weeks, the number of adventitious roots developed by the explants under different concentrations of plant growth regulators was measured. The impact of different sucrose concentrations (10, 20, 30, 40, 50, and 60 grams per liter) in the culture medium was investigated over a four-week cultivation period. Various dynamic characteristics of root growth, including fresh weight, dry weight, volume of the remaining medium, electrical conductivity, and pH, were closely examined. Furthermore, phytochemical properties such as total phenol, total flavonoid, and antioxidant activity were assessed. To administer the sucrose treatments, 0.35 grams of adventitious roots were placed inside 250 ml Erlenmeyer flasks containing 50 ml of half MS culture medium, 1 mg.L-1IBA, and varying concentrations of sucrose, maintaining a pH of 5.8. Measurements were taken from three flasks of each treatment weekly. The experiments followed a Completely Randomized Factorial Design, with statistical analysis conducted using SPSS software.

    Results

     Leaf explants exhibited superior root formation to root and petiole explants. The average number of adventitious roots in leaf explants reached 3.37, while petiole and root explants produced only 0.23 and no adventitious roots, respectively. The most effective root formation occurred in MS medium with 1 mg.L-1 IBA, resulting in an average of 4 roots per explant. Hormone concentrations of 0 and 2 mg.L-1 did not induce root formation. In the fourth week of cultivation, the highest fresh weight recorded was 29.8 grams per liter, marking a remarkable 3.4-fold increase from the initial inoculation weight. The culture medium's electrical conductivity and pH decreased as the cultivation progressed. Cultivation weeks did not significantly impact total flavonoid production and related antioxidant activity in adventitious roots. However, the cultivation period significantly affected the total phenol content at 57.56 mg of gallic acid per gram of dry weight. Altogether, lower sucrose concentrations proved more efficient for biomass production, bioactive compound content, and antioxidant activity. The highest biomass accumulation and total phenol content occurred at 3% sucrose. In comparison, in the fourth week of cultivation, the highest total flavonoid content and the highest free radical inhibition percentage were observed at 2% and 1% sucrose, respectively. Notably, a negative correlation was observed between the electrical conductivity of the remaining culture medium and root biomass in lower sucrose concentrations as the culture duration increased.

    Conclusion

    In light of the immense potential harbored by adventitious root suspension cultures of E. purpurea</em> as an alternative source for the production of secondary metabolites, particularly caffeic acid derivatives, the discoveries made in this research have the potential to advance the field of mass production for active root organs, thereby facilitating the synthesis of these precious compounds through the implementation of appropriate laboratory bioreactor systems.

    Keywords: Purple Coneflower (Echinacea Purpurea (L.) Monech), Sucrose Feeding, Adventitious Root Culture, Biomass, Phenolic Compounds
  • Ghobad Salimi *, Fatemeh Javadi Pages 544-561
    Background and purpose

     The medicinal plant Ocimum basilicum</em> L. is one of the most important medicinal plants. It is native to tropical regions from Central Africa to Southeast Asia and has antimicrobial, antioxidant, analgesic, and anti-inflammatory properties. Drought stress is one of the most important abiotic factors that can severely affect plant growth and yield. This study aimed to investigate the effect of mycorrhizal fungus on some physiological and biochemical properties of the medicinal plant O. basilicum</em> L. under drought stress.

    Methodology

     This experiment was conducted in the research greenhouse of Islamic Azad University, Kermanshah branch in 2022. The experiment was performed as a factorial experiment in a Random completely blocked design with two factors (mycorrhiza fungus) in three levels including control (without inoculation with fungus), G. etunicatum</em> and G. mosseae</em>, water drought stress at three levels (without stress, 75 and 50% of field capacity) were performed in four replications. The traits measured in the experiment include, the number of leaves, relative water content, ion leakage, photosynthetic pigments, proline, carbohydrate, antioxidant activity, phenol content and clonization percentage.

    Results

     The results of analysis of variance analysis showed that the effect of mycorrhizal fungus on all the traits measured in the experiment was significant, and also, the effect of drought stress on all the investigated traits was significant except for the amount of phenol and total chlorophyll. The interaction effect of two factors, mycorrhizal fungus and different levels of drought stress, on the characteristics of ion leakage and carotenoid content was significant. Mean comparisons of data showed that the highest number of leaves  (70.5) was observed in the treatment of G. mosseae</em> fungus, and the lowest number of leaves (58) was in the treatment without fungus. The highest relative water content of leaves (79.059%) was in non-stress conditions, which had a significant difference with the stress conditions of 75 and 50% of crop capacity. The highest electrolyte leakage percentage (33.02%) in the stress condition was 50% of the field capacity in the control treatment, which was not significantly different in the same condition as the G. etunicatum</em> fungus treatment. Inoculation with mycorrhizal fungus increased the content of total chlorophyll so that the highest amount of total chlorophyll (0.96 mg/g of fresh weight) was obtained in the treatment of G. mosseae</em>, which was not significantly different from G. etunicatum</em> and also inoculation with mycorrhizal fungi increased the content of chlorophyll a and b by 91.8%. Inoculation with mycorrhizal fungus increased the proline content by 25.33%, too. The highest antioxidant activity (21.13%) was obtained in treating G. mosseae</em>fungus. The lowest amount of essential oil was observed in the 50% of the field capacity treatment, 25.96% less than the control treatment. Drought stress decreased the percentage of root colonization in G. mosseae</em> by 55.77% and in G. etunicatum</em> by 57.93%.

    Conclusion

    Mycorrhizal fungus improved the morphological and physiological characteristics in green basil plant.symbiosis with G. mosseae</em> fungus under drought stress conditions with increasing proline and antioxidant activity, improved physiological traits and resistance to drought stress in green basil plant.

    Keywords: Drought Stress, Medicinal Plant, Colonization Percentage, Proline, Essential Oil Percentage
  • Bohloul Abaszadeh *, Sahar Fanaee, Davood Bakhshi Pages 562-580
    Background and objectives

    Plants are exposed to various environmental stresses during their growth period in nature and under field conditions. Due to its medicinal and therapeutic properties, Silybum marianum L. Gaertn. has been used since ancient times for the treatment of liver and gallbladder diseases. This study aimed to investigate the response of Silybum marianum to plant growth regulators under different soil moisture conditions.

    Methodology

    The present study was conducted in the agricultural year 1401-1400 at the Forests and Rangelands Research Institute research farm located in Karaj, Iran. The research farm is 5 kilometers southeast of Karaj city at a geographical latitude of 35 degrees and 48 minutes north and a longitude of 51 minutes east, with an elevation of 1320 meters above sea level. The study was carried out in a randomized complete block design with three replications. The experimental treatments included different levels of field capacity (90%, 75%, 50%, 25% FC) and foliar application with plant growth regulators such as salicylic acid (75-150 mg.l-1), spermine (70-140 mg.l-1), brassinosteroid (C28) (1-1.2 µM), and water (control). Soil moisture levels were determined daily using the weighing method and TDR (Time Domain Reflectometry) in the range between field capacity and 25% soil moisture content. Irrigation was conducted according to the desired treatments throughout the growth period based on the plotted graph and with the help of TDR. Foliar spraying was performed seven days apart in three stages, five months after seed sowing in April. At the end of the study, traits including average leaf number, leaf area, canopy diameter, number of lateral branches, root length, root collar diameter, days to leaf emergence, fruit antioxidant capacity, fruit color index, seed ash percentage, leaf sugar content, thousand seed weight, fruit yield, and oil content were measured.

    Results

     The study showed that the reduction of field capacity (FC) reduced growth and yield traits in the plant compared to the control treatment. However, the foliar application of plant growth regulators improved growth traits effectively. For instance, the leaf number in the 25% field capacity treatment was almost halved compared to the control treatment (90% field capacity). Foliar spraying with brassinosteroids prevented a significant decrease in leaf number in the plant under different field capacity levels. The highest leaf area was observed in the treatment with 140 mg.l-1spermine + 75% field capacity. Foliar spraying with spermine and brassinosteroids had a significant effect on improving growth traits under stress conditions. Foliar spraying with spermine or brassinosteroids resulted in the highest oil content in the fruit under 50% field capacity conditions. Under 75% field capacity, foliar spraying with brassinosteroids (1 µM) increased fruit yield in the plant by 71% compared to the control treatment at the same stress level and by 5.5% compared to the control treatment under 90% field capacity conditions. The correlation analysis between color indices and fruit antioxidant capacity showed a positive and significant correlation between the percentage of fruit antioxidant capacity and brightness index (L), indicating that fruits with darker colors had higher antioxidant capacity. However, the redness index (a) and yellowness index (b) had a negative and significant correlation with fruit antioxidant capacity.

    Conclusion

    The research findings have shown that reducing field capacity reduces plants' vegetative and reproductive growth parameters. However, foliar spraying plants with plant growth regulators improves plant growth conditions under water-limited conditions. In general, based on the research results, foliar spraying of plants with spermine at a concentration of 140 mg.l-1 helps improve the growth and performance characteristics, increasing the plant's resistance to moisture stress conditions in the soil.

    Keywords: Spermine, Salicylic Acid, Brassinosteroids, Foliar Spraying
  • Fahimeh Niazpour Gonbadi, Ali Sattarian, Abolfazl Daneshvar, Elham Amini * Pages 581-595
    Background and objectives

     As a member of the Lamiaceae family native to Europe, Asia, and North Africa, Vitex agnus-castus is a popular medicinal plant. Despite much research, it is always essential to verify the safety of this valuable species, as it is among the world's best-selling plants. Several species in the genus Vitex do not exhibit recognizable morphologies, confusing their identification. The medicinal use of V. agnus-castus differs from that of other species. For effective pharmaceutical performance, the identification of this species is essential. This study used morphological, micromorphological, and molecular approaches to identify this medicinal plant.

    Methodology

     A total of 17 populations of the target species were investigated in Maraveh Tappeh, a city in the Golestan province located in the eastern region. Pollen samples were collected directly from the natural habitat of the target area. After acetolysis, 30-40 pollen grains were photographed from the polar and equatorial views with a light microscope and 40 and 100 magnification and with the help of a Canon digital camera. In order to study the seed morphology, fully ripe fruits were collected from each studied population during the fruiting season. Twenty seeds from each population were kept for photography with light microscopy and Scanning electron microscopy (SEM). Electron micrographs were prepared from suitable seeds and pollen at the Razi Metallurgical Research Center (RMRC) using an SEM electron microscope. Leaf cells from herbarium samples were extracted from DNA using a DNA extraction kit. Plastid trnL-trnF sequences and nrDNA ITS region sequences were used as barcodes. Polymerase chain reaction (PCR) was performed in 20 microliters with desired primers and a specific temperature program in a thermocycler. After performing the polymerase chain reaction, in order to ensure the amplification of fragments, the final product was electrophoresed. Strong single bands were sent to Codon Genetics Company in Tehran for sequencing.

    Results

     Pollen grains of all species are small (12-28 micrometers). According to Ertman's classification, Ghazan ghayeh pollen grains are prolate spheroidal (elongated spherical), and Ghoshe Tappeh pollen grains are subprolate (semi-elongated). All pollen grains are tricolporate. Ghazan ghayeh ornamentation is micro-perforated, while Ghoshe Tappeh ornamentations are reticulated-micro-perforated. With an average length of 3.84 mm and width of 1.52 mm, Ghazan ghayeh seeds are the largest. They are all almond-shaped, but in the Ghazan Ghayeh population, the outer surface of the seed is hollow; in the Ghoshe Tappeh population, the surface is wrinkled and striated. The trnL-trnF gene locus was found to have a multiplication success rate of 85% in the examined plants. There were 516 nucleotides in the amplified fragment in this species. For final registration, the sequence was sent to the GenBank. A 675 nucleotide fragment amplified from this species' ITS marker was sequenced, and the chromatograms were compared with the NCBI database. The gene bank has been notified of the sequence determination. The results showed the highest similarity (98%) with the Vitex agnus-castus species reported from America.

    Conclusion

     Local herbal medicines are gaining popularity in different countries and play a significant role in treating diseases today. In order to make medicinal plants more accessible, we need to pay more attention to trust, marketing, and consumption. Barcoding and molecular approaches serve this purpose effectively. To compare plant samples available on the market with natural medicinal plants using DNA barcoding of correctly identified medicinal species. Hence, the sequences used in this study are essential for barcoding Vitex agnus-castus. The medicinal species has been correctly identified and can be used as a standard for evaluating the plants available on the market.

    Keywords: ITS Nuclear Barcode, Trnl-Trnf Chloroplast Barcode, Seed, Pollen, Vitex
  • Ali Ghaderi, Mohammad Moghaddam *, Shahram Rezvan Pages 596-616
    Background and Objective

    Limited research exists on the relationship between different root structures and the content of steviol glycosides in various genotypes of the Stevia plant (Stevia rebaudiana</em> Bertoni) under varying levels of drought stress. This study aimed to assess the relationship between root characteristics and the content of Rebaudioside-A (Reb-A) and Stevioside (Stev) in two Stevia genotypes under drought stress.

    Methodology

    This study evaluated the relationship between root attributes, yield characteristics, and the content of Reb-A and Stev in two Stevia genotypes (Chinese and Indian) under hydroponic conditions. Seven drought levels (-2, -4, -6, -8, -10, and -12 bars using polyethylene glycol 6000) were applied in 2023. The experiment consisted of two completely randomized design trials with three replications each. To begin the experiment, pots filled with a 1:1 ratio of vermiculite and perlite were prepared, and three uniform seedlings were planted in early April. Throughout the growth period and the application of drought stress using Hoagland solution, all pots were initially irrigated with distilled water until the establishment of plants. Once plant establishment was ensured, drought treatments were administered by irrigating once every three days with 400 mL of Hoagland solution with varying osmotic potentials based on the designated treatments. After 65 days from planting, all plants were carefully removed from the pots, and their aboveground and underground parts were separated to measure the desired traits. Steviol glycosides were quantified using high-performance liquid chromatography (HPLC) with two C18 columns and a UV-Vis detector at a wavelength of 202 nm. Finally, the results pertaining to each genotype were analyzed and presented separately.

    Results

    The results indicated that both genotypes experienced significant reductions in yield and growth characteristics, including plant height, leaf number, leaf fresh weight, leaf yield, and total biomass yield, under drought stress conditions. Compared to the control, all mentioned traits decreased notably under stress. At the -12 bar level, the reduction in leaf yield traits was 59.84% and 87.9% in the Chinese and Indian genotypes, respectively, while total biomass yield decreased by 52.51% and 64.19%, respectively. The Indian genotype exhibited a higher average leaf yield at non-drought stress levels, whereas the Chinese genotype showed a higher yield at higher drought stress levels (beyond -8 bars). This suggests that the Chinese genotype displays greater tolerance in terms of leaf yield under higher stress levels compared to the Indian genotype. Root-related traits, including fresh and dry weight, volume, length, and density, showed the highest averages in the Chinese genotype at the -4 bar level and in the Indian genotype at the -2 bar level. In both genotypes, partial drought stress (-2 bars) resulted in increased average content of Stev when compared to the non-stress treatment, with the highest content of Reb-A and Stev observed at this stress level in both the Chinese and Indian genotypes (2.58% and 2.58%, respectively, and 7.8% and 5.96%, respectively). According to the stepwise regression results, root area, leaf fresh weight, and total biomass yield were identified as influential traits in increasing the combined content of Reb-A and Stev.

    Conclusion

    Based on the findings, severe drought stress resulted in a decline in growth and yield traits, root characteristics, and the content and yield of the combined Reb-A and Stev. The synthesis of these two glycosides as metabolites in Stevia plants peaked at the partial drought stress level (-2 bars), highlighting their pivotal role as influential metabolites in imparting stress tolerance. The Chinese genotype exhibited the highest resistance to drought stress, displaying superior yield and content of combined Reb-A and Stev compared to the Indian genotype in certain instances. Overall, this study illustrates that severe drought stress directly diminishes the yield and content of Reb-A and Stev in Stevia plants. In contrast, certain root-related and yield traits can serve as reliable indicators of drought tolerance in this plant.

    Keywords: Stevia, Stevioside, Polyethylene Glycol, Drought Stress, Rebaudioside, Root Area