فهرست مطالب

مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران
سال چهل و یکم شماره 1 (پیاپی 123، بهار 1404)

  • تاریخ انتشار: 1404/01/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • افسون رضایی علولو، عزیزالله خیری*، محسن ثانی خانی، ملیحه یعقوبی صفحات 1-19
    سابقه و هدف

    گل انگشتانه ارغوانی (Digitalis purpurea L.) شناخته شده ترین گونه از جنسDigitalis  و گیاهی دوساله است که برگ های آن حاوی ماده موثره از نوع گلیکوزیدهای قلبی (0.3 تا 0.4 درصد) می باشد. گلیکوزیدهای استخراج شده از گل انگشتانه به عنوان داروهای طبیعی درمان بیماری های قلبی بوده که جایگزین شیمیایی نداشته و سالانه به فراوانی استفاده می شوند. با توجه به اینکه در سال های اخیر برای افزایش متابولیت های ثانویه، کمیت و کیفیت محصولات کشاورزی و کاربرد ترکیباتی ازجمله اسیدهای آمینه و نیز تنظیم کننده های رشد به عنوان جایگزین ترکیبات شیمیایی طرفداران زیادی پیدا کرده است، این تحقیق برای بررسی نحوه پاسخ بیوشیمیایی و رشدی گیاه D. purpurea به کاربرد خارجی اسید گلوتامیک و بنزیل آدنین در شرایط گلخانه ای، بررسی عملکرد این ترکیبات در بهبود خصوصیات مورفوفیزیولوژیک و افزایش عملکرد D. purpurea و نیز کاربرد آنها به جای استفاده از کودهای شیمیایی به لحاظ حفاظت از محیط زیست و تقویت کشاورزی پایدار انجام شده است.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی اثر کاربرد برگی بنزیل آدنین و اسید گلوتامیک بر ویژگی های بیوشیمیایی و رشدی گیاه دارویی گل انگشتانه ارغوانی، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1399 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد. دو سطح بنزیل آدنین (0.5 و 1 میلی مولار) و دو سطح اسید گلوتامیک (1 و 2 میلی مولار) به همراه شاهد (آب مقطر) به عنوان تیمارهای آزمایش به کار برده شدند. بذرها ابتدا در سینی نشا حاوی کوکوپیت و پیت ماس کشت گردیدند. سپس در مرحله چهار برگی 3 عدد نشا به گلدان های از جنس پلاستیک منتقل شدند. بستر کشت شامل ترکیبی از خاک مزرعه، کوکوپیت و پرلیت (به نسبت 1:1:3) بود. میانگین دمای روز و شب گلخانه در طول دوره آزمایش به ترتیب 25 و 18 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 80% تنظیم شد. در طول آزمایش گیاهچه ها هفته ای یکبار با 100 میلی لیتر محلول هوگلند کامل تغذیه شدند. بعد از انتقال نشاها به گلدان ها و استقرار کامل آنها در اواخر خردادماه، محلول پاشی با تیمارهای مذکور شروع شده و چهار مرتبه به صورت 10 روز یکبار انجام شد و 10 روز بعد از آخرین محلول پاشی، از برگ ها نمونه گیری و برای انجام آزمایش به آزمایشگاه منتقل شد. تجزیه داده های حاصل با استفاده از نرم افزارSAS  نسخه 9 و مقایسه میانگین داده ها از طریق آزمون چند دامنه دانکن در سطح احتمال پنج درصد مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفتند.

    نتایج

    نتایج آزمایش نشان داد که بیشترین مقدار کلروفیل کل (1.95 میلی گرم بر گرم وزن تر)، حداکثر میزان ظرفیت آنتی اکسیدانی (36.02%) و بیشترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز برگ ها (1.14 یونیت بر میلی گرم پروتئین در دقیقه) با کاربرد تیمار یک میلی مولار بنزیل آدنین حاصل شد. حداکثر میزان کاروتنوئید کل (0.14 میلی گرم بر گرم وزن تر)، فنل کل (12.52 میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن تر)، فلاونوئید کل (معادل 2.86 میلی گرم کوئرستین بر گرم وزن تر) و نیتروژن کل برگ ها (1.46%) با کاربرد دو میلی مولار اسید گلوتامیک حاصل شد. تیمار یک میلی مولار اسید گلوتامیک بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز (4.09 یونیت بر میلی گرم پروتئین در دقیقه)، وزن تر (123.51 گرم) و وزن خشک (47.38 گرم) را موجب شد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده، کاربرد برگی سطوح مختلف اسید گلوتامیک و بنزیل آدنین برای بهبود خصوصیات بیوشیمیایی و رشدی گیاه D. purpurea پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: ظرفیت آنتی اکسیدانی، کاروتنوئید، کاتالاز، فلاونوئید، پراکسیداز
  • محمد کرمی، بی تا بخشی، محمدتقی عبادی، مهدی عیاری* صفحات 20-31
    سابقه و هدف

    گیاه مفراح با نام علمی Nepeta crispa Willd. از خانواده نعناعیان، ازجمله گیاهان انحصاری ایران محسوب می شود. پراکندگی این گیاه در ایران محدود به غرب کشور (استان همدان) است. در این تحقیق، این گیاه از سه رویشگاه ارزان فود (شهرستان همدان)، گشانی (شهرستان تویسرکان) و پیست اسکی (شهرستان همدان) به ترتیب با ارتفاع 3021، 2783 و 2686 متر از سطح دریا در مرحله گل دهی جمع آوری و محتوای ترکیب های اسانس و ترکیبات فرار محلول در آب (عرق) آن ارزیابی شد. هدف از این مطالعه، مقایسه ترکیبات اسانس و عرق این گیاه در رویشگاه های مختلف به منظور شناسایی تفاوت های اجزای اصلی اسانس و عرق و تاثیر برخی ویژگی های اکولوژیکی بر ترکیبات فرار اصلی این گیاه است.

    مواد و روش ها

    نمونه های گیاهی خشک شده در سایه، به روش تقطیر با آب، توسط دستگاه کلونجر به مدت 3 ساعت اسانس گیری شد. بعد از اتمام اسانس گیری و جمع آوری نمونه های اسانس، شیر قسمت خروجی کلونجر باز گذاشته شد تا مایع حاصل از میعان بخارات به عنوان نمونه عرق، جمع آوری شود. ترکیبات فرار محلول در آب این گیاه با استفاده از حلال اتیل استات جداسازی شد. اسانس و عرق حاصل با استفاده از دستگاه GC-FID و GC/MS تجزیه گردید.

    نتایج

    نمونه های جمع آوری شده از ارزان فود، گشانی و پیست اسکی، به ترتیب دارای 2.01، 1.97 و 1.82 درصد (وزنی/وزنی) اسانس بوده و ترکیبات فرار محلول در عرق آنها نیز به ترتیب 0.15، 0.11 و 0.12 گرم در 100 میلی لیتر عرق بود. با اینکه ترکیب های اصلی اسانس مفراح 8،1-سینئول (49.4%، 48.5% و 60%)، 4aα,7β,7aα-نپتالاکتون (27%، 3.7% و 8.3%)، 4aα,7 α,7aα-نپتالاکتون  (0.1%، 23.5% و 7.2%) و بتا-پینن (4.3%، 5.4% و 6.1%) به ترتیب در نمونه های ارزان فود، گشانی و پیست اسکی بدست آمد، اما ترکیب های عمده عرق این گیاه 4aα,7β,7aα-نپتالاکتون (74.1%، 40.3% و 57.1%)، آلفا-پینن اکسید (4.6%، 7.1% و 5.2%) و ترانس-پارا-منت-6-ان-8،2-دی اول (1.5%، 32.7% و 8.2%) شناسایی شد.

    نتیجه گیری

    اختلاف بازده اسانس گیاه مفراح در رویشگاه های مختلف، نشان دهنده تاثیر ویژگی های اکولوژیک بر کمیت اسانس می باشد. در این تحقیق بالاترین بازده اسانس مربوط به نمونه ارزان فود با مقدار 2.1% بود، در حالی که این منطقه دارای بالاترین ارتفاع از سطح دریا نسبت به سایر مناطق می باشد. به طورکلی 22 ترکیب در اسانس این گیاه شناسایی شد. از این تعداد ترکیبات در نمونه ارزان فود، گشانی و پیست اسکی به ترتیب تعداد 18، 20 و 17 ترکیب شناسایی گردید. در حقیقت، ترکیب اصلی اسانس گیاه مفراح 8،1-سینئول و فراوان ترین ترکیب عرق آن 4aα,7β,7aα-نپتالاکتون می باشد. آنالیز عرق گیاهN. crispa  برای اولین بار منتشر می شود.

    کلیدواژگان: 1-سینئول، اسانس، گونه گیاهی انحصاری، GC-MS، Nepeta Crispa Willd
  • ایمان حاج خدادادی*، حسینعلی قاسمی، ماندانا کلنگری صفحات 32-45
    سابقه و هدف
    امروزه صنعت طیور، نقش قابل توجهی در زنجیره غذایی انسانی بر عهده داشته و محصولات آن در تامین نیاز پروتئینی سهم به سزایی دارند. در سیستم های مدرن تولید طیور برای بدست آوردن بازدهی اقتصادی بالا، پرندگان تحت سیستم های پرورشی متراکم پرورش داده می شوند و افزایش تراکم و سایر پارامترهای مختلف دخیل در پرورش در فصول گرم، تنش های مختلف به ویژه تنش گرمایی را افزایش می دهد که این موضوع کاهش رشد و عملکرد را به دنبال دارد که در نهایت سازوکار های دفاعی بدن را تضعیف کرده و پرنده را مستعد ابتلا به بیماری می کند. در چنین شرایطی اغلب از ترکیبات خوراکی ویژه برای جلوگیری و یا کاهش اثرهای مضر تنش و بهبود عملکرد و بازده غذایی استفاده می شود. تنش گرمایی یکی از معضلات مهم در صنعت طیور است، زیرا دارای اثرهای مخربی بر عملکرد تولیدی و سلامت پرنده می باشد که در کشورهای با اقلیم گرمسیری، باعث ضرر میلیون دلاری خواهد شد. 
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی سطوح دانه گیاه خاکشیر (Descurinia sophai L.) در مقایسه با ویتامین سی بر عملکرد، متابولیت های خونی جوجه های گوشتی در شرایط استرس گرمایی آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با 500 قطعه جوجه نر گوشتی سویه راس 308 با 5 تیمار، 4 تکرار و 25 قطعه جوجه در هر واحد آزمایشی به مدت 42 روز طراحی و اجرا شد. تیمارهای مختلف آزمایشی شامل: 1) تیمار کنترل مثبت شامل جیره کنترل بدون افزودنی در شرایط پرورش نرمال ، 2) تیمار کنترل منفی شامل جیره کنترل بدون افزودنی در شرایط پرورش تحت تنش گرمایی، 3) تیمار ویتامین سی شامل جیره کنترل همراه با 2/0 درصد ویتامین سی در شرایط پرورش تحت تنش گرمایی، 4) شامل جیره کنترل همراه با نیم درصد دانه خاکشیر در شرایط پرورش تحت تنش گرمایی، 5) شامل جیره کنترل همراه با یک درصد دانه خاکشیر در شرایط پرورش تحت تنش گرمایی بودند. وزن بدن و مصرف خوراک در پایان دوره های آغازین، رشد و پایانی اندازه گیری شد. در روز 42، یک قطعه جوجه از هر تکرار انتخاب و خون گیری انجام گردید. دو نمونه خون به منظور اندازه گیری فراسنجه های خون نیز داخل لوله های عاری از ماده ضد انعقاد به منظور جداسازی سرم خون، برای اندازه گیری متابولیت های بیوشیمیایی سرم جمع آوری و آماده شد. 
    نتایج
    نتایج نشان داد تیمارهای آزمایشی به طور معنی داری بر وزن بدن در روزهای 24 و 42 دوره پرورش و نیز افزایش وزن روزانه، ضریب تبدیل غذایی و مصرف خوراک در دوره های مختلف پرورشی موثر بود (0.05>P). تیمارهای مختلف آزمایشی تاثیر معنی داری بر کاهش تری گلیسیرید، کلسترول کل سرم و کلسترول با وزن لیپوپروتئین پایین داشتند و منجر به افزایش ارتفاع پرز، کاهش عرض پرز و افزایش نسبت طول پرز به عمق کریپت ژژنوم روده باریک شدند (0.05>P). نتیجه گیری کلی: در کل، اگرچه تیمار کنترل مثبت بدون تنش عملکرد بالاتری داشت ولی در بسیاری از صفت های عملکردی، تیمار 0.5 درصد خاکشیر در شرایط تنش گرمایی، منجر به عملکرد بهتر نسبت به تیمار کنترل منفی شد، ازاین رو در صورت وجود شرایط تنش در پرورش بین تیمارهای موجود در این تحقیق، استفاده از 0.5 درصد خاکشیر می تواند برای بهبود صفات عملکردی، در جیره جوجه های گوشتی استفاده شود.
    کلیدواژگان: جوجه گوشتی، فراسنجه های چربی خون، تنش گرمایی، عملکرد، خاکشیر
  • فاطمه ذاکریان، فاطمه سفیدکن سفیدکن، بهلول عباس زاده*، سپیده کلاته جاری، معصومه لایق حقیقی، نجمه هادی صفحات 46-65
    سابقه و هدف

    از میان 16 گونه موجود در ایران، 10 گونه S. bachtiarica، S. khuzistanica، S. intermedia، S. sahendica، S. isophylla، S. rechingeri، S. edmondi، S. kallarica، S. atropatana و S. kermanshahensis انحصاری ایران هستند. مرزه S. sahendica Bornm. به لحاظ دوره رشد، چندساله است. اسانس مرزه Sahendica در صنایع دارویی، غذایی، بهداشتی و آرایشی کاربرد دارد. اثر ضد ویروسی اسانس آن گزارش شده است. تنش خشکی از مهمترین تنش های محیطی می باشد و باعث کاهش جذب آب، هدایت روزنه ای، تعرق، فتوسنتز و به هم خوردن موازنه هورمونی گیاه می شود. راه های مختلفی برای کاهش شدت تنش توسط گیاهان مختلف ازجمله افزایش تنظیم کننده اسمزی مانند قندها، اسید آمینه پرولین و پروتئین ها گزارش شده است. تنش خشکی باعث کاهش کلروفیل گیاه و افزایش کاروتنوییدها می شود. همچنین در شرایط تنش خشکی رادیکال های آزاد اکسیژن از قبیل کاتالاز، سوپراکسید دسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و غیره در کلروپلاست ها و میتوکندری ها افزایش می یابند. قارچ های میکوریزا باعث افزایش سطح جذب ریشه شده و با تغییر سرعت حرکت آب در گیاهان میزبان، روی آب گیری بافت و فیزیولوژی برگ تاثیر می گذارد.

    مواد و روش

    این آزمایش به صورت کرت های خرد شده (اسپلیت پلات) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور در سال های 96-1395 اجرا گردید. عامل اصلی شامل: آبیاری کامل (شاهد)، قطع آبیاری در مرحله ساقه دهی (شروع دوباره از مرحله غنچه دهی)، قطع آبیاری در مرحله غنچه دهی (عدم آبیاری تا پایان دوره گلدهی) و قطع آبیاری در مرحله 50% گلدهی (عدم آبیاری تا پایان دوره گلدهی) بود. عامل فرعی شامل: عدم استفاده از کود زیستی (شاهد)، تلقیح با Glomus intraradices، تلقیح باGlomus mosseae و تلقیح با Glomus mosseae + Glomus intraradices بود. آبیاری در دوره رشد در محدوده 90-80 درصد ظرفیت زراعی بود. تیمارهای قطع آبیاری براساس مورفولوژی گیاه اعمال گردید. کودهای زیستی حاوی قارچ میکوریزایی به نام Glomus intraradices و Glomus mosseae به صورت اندام فعال قارچی (شامل اسپور، هیف و ریشه) بود که قبل از کاشت نشاء در مزرعه در هر چاله کاشت 10 گرم از کود زیستی که حاوی 400 تا 500 اندام فعال قارچی بود، ریخته شد.

    نتایج

    نتایج نشان داد که بین دو سال در صفات پراکسیداز، کلروفیل b، پرولین، فنل کل در سطح احتمال 1% و کاتالاز، سوپراکسیددسموتاز، مالون دی آلدئید و پارا-سیمن در سطح احتمال 5% اختلاف معنی دار بود. اثر متقابل تنش در میکوریزا بر پروتئین، کاتالاز، سوپراکسیددسموتاز، پراکسیداز، کلروفیل a، کلروفیل کل، پرولین، پلی فنل اکسیداز، قندهای محلول، درصد اسانس، عملکرد اسانس و عملکرد سرشاخه گلدار در سطح احتمال 1% و بر کاروتنویید و فنل کل در سطح 5% معنی دار بود. نتایج نشان داد که بازده ترکیب های پارا-سیمن، گاما ترپینن و تیمول تحت تاثیر اثرهای سه گانه سال×تنش×میکوریزا در سطح 1% معنی دار بود. مقایسه میانگین صفات نشان داد که کاتالاز، سوپراکسیددسموتاز، کلروفیل b، پرولین، فنل کل، درصد اسانس و عملکرد اسانس در سال دوم بیشتر بودند. مقایسه میانگین تنش نشان داد که بالاترین عملکرد سرشاخه گلدار نیز در تیمارهای آبیاری کامل و اعمال تنش رطوبتی در مرحله گلدهی کامل بود. مقایسه میانگین عامل میکوریزا نشان داد که بیشترین انتشار مالون دی آلدهید هم در شرایط بدون تلقیح و استفاده از مخلوط قارچ هایG. intraradices + G. mosseae  رخ داد. بررسی درصد اسانس نشان داد که بالاترین مقدار آن با 2.23% در تیمار تنش در مرحله غنچه دهی در تلقیح با  G. mosseaeبود. مشاهده شد که بالاترین عملکرد اسانس با 51.78 کیلوگرم در هکتار از تیمار آبیاری کامل در تلقیح با intraradices G. بدست آمد. مقایسه میانگین اثر متقابل سه گانه (سال×تنش×میکوریزا) بر ترکیب های اسانس نشان داد که بیشترین بازده تیمول در سال اول از آبیاری کامل و مصرف قارچ G. mosseae با 74.59% حاصل شد.نتیجه گیری کلی: بنابراین می توان نتیجه گرفت که استفاده از کودهای زیستی در کاهش اثرهای تنش خشکی بر مرزه سهندی موثر بوده است و توانسته سبب افزایش درصد اسانس و درصد تیمول نیز گردد.

    کلیدواژگان: مرزه سهندی، آنزیم های آنتی اکسیدان، پرولین، قندهای محلول
  • لیدا برهمندزاده، علیرضا ابدالی مشهدی*، عبدالمهدی بخشنده، علیرضا شافعی نیا، امین لطفی جلال آبادی، نرگس سلطانی صفحات 66-77
    سابقه و هدف
    علف لیمو گیاهی چند ساله و متعلق به خانواده گندمیان است. این گیاه دارای ترکیب های پلی فنولی ارزشمند است که کاربردهای دارویی، آرایشی و خوراکی دارند. استفاده از عواملی که بتوانند باعث افزایش عملکرد کمی و کیفی علف لیمو شوند از جنبه اقتصادی مهم است. اسید سالیسیلیک یک تنظیم کننده فرایندهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی است که می تواند در نقش یک الیسیتور باعث افزایش تجمع متابولیت های ثانویه در گیاهان شود. همچنین نیتروژن نقش مهمی در رشد گیاهان دارد و می تواند باعث افزایش کمیت و کیفیت عملکرد شود. در این آزمایش اثر کاربرد کود نیتروژن و اسید سالیسیلیک بر برخی خصوصیات کمی و کیفی علف لیمو بررسی شد.
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی تغییرات برخی خصوصیات کمی و کیفی علف لیمو تحت تاثیر سطوح مختلف اسید سالیسیلیک و کود نیتروژن در شرایط آب و هوایی اهواز، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با پنج سطح کود نیتروژن (0، 50، 100، 150، 200 کیلوگرم در هکتار) از منبع اوره و سه سطح اسید سالیسیلیک (0، 10 میکرومولار و 100 میکرومولار) با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان در سال 1401-1400 اجرا گردید. در هر تیمار کودی، 20 درصد کود اوره پس از استقرار گیاه و بقیه آن جهت کاهش تلفات آبشویی، در چهار مرحله به همراه آب آبیاری و با توجه به درصد نیتروژن موجود در خاک اعمال گردید. محلول پاشی اسید سالیسیلیک وقتی که 70 درصد سطح هر پلات توسط علف لیمو پوشانده شد توسط سمپاش پشتی انجام گردید و 15 روز بعد تکرار شد. هر کرت آزمایشی سه متر عرض داشت و شامل شش خط کاشت به طول سه متر بود و فاصله بین کرت ها نیم متر در نظر گرفته شد. فاصله خطوط کشت از یکدیگر 60 سانتی متر و فاصله بین بوته ها روی خط کشت 40 سانتی متر بود. خاک محل آزمایش دارای بافت سیلتی کلی، اسیدیته 7.5 و هدایت الکتریکی 2.6 دسی زیمنس بر متر بود. صفات مورد بررسی شامل کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید، وزن تر و خشک کل، درصد آنتی اکسیدان، فنول کل، درصد و عملکرد اسانس بود.
    نتایج
    اثر متقابل اسید سالیسیلیک و کود نیتروژن بر همه صفات مورد بررسی بجز درصد فعالیت آنتی اکسیدانی معنی دار شد. اثر کاربرد کود نیتروژن بر درصد فعالیت آنتی اکسیدانی معنی دار بود. بالاترین درصد فعالیت آنتی اکسیدانی (89.8 درصد) مربوط به کاربرد 150 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار بود. بالاترین و کمترین مقدار کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل به ترتیب با عدم کاربرد اسید سالیسیلیک ×  کاربرد 150 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن و عدم کاربرد اسید سالیسیلیک × عدم کاربرد کود نیتروژن به دست آمد که به ترتیب 140، 42 و 116 درصد تفاوت داشتند. بالاترین وزن تر و خشک کل با کاربرد 100 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 100 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن به دست آمد که نسبت به عدم کاربرد اسید سالیسیلیک و کود نیتروژن 75 درصد بیشتر بود. بالاترین درصد و عملکرد اسانس در تیمار کاربرد 10 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 150 کیلوگرم کود نیتروژن به ترتیب با میانگین 0.87 درصد و 65.6 گرم در مترمربع مشاهده شد. همچنین در میان سطوح فاکتورهای آزمایش، کمترین عملکرد اسانس (18.29 گرم در مترمربع) با عدم کاربرد اسید سالیسیلیک و کود نیتروژن به دست آمد که در مقایسه با حداکثر عملکرد با کاربرد 10 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 150 کیلوگرم کود نیتروژن 260 درصد کمتر بود. کمترین درصد اسانس (0.45 درصد) با عدم کاربرد اسید سالیسیلیک و کاربرد 150 کیلوگرم کود نیتروژن به دست آمد.
    نتیجه گیری
    به طورکلی، کاربرد کود نیتروژن و اسیدسالیسیلیک باعث افزایش عملکرد و درصد اسانس، ماده خشک کل و فنل کل برگ نسبت به شاهد شد. بالاترین عملکرد اسانس با کاربرد 10 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 150 کیلوگرم در هکتار کود نیتروژن به دست آمد.
    کلیدواژگان: اسانس، محلول پاشی، گیاهان دارویی، فنول کل
  • بهروز اسماعیل پور*، الهام شجاعی، رسول آذرمی، زهرا اصلانی، سید کریم تهامی، مهدی داوری صفحات 78-95
    سابقه و هدف
    مرزه (Satureja hortensis L.) گیاهی معطر از تیره نعناعیان بوده و با داشتن ترکیب هایی از قبیل تیمول و کارواکرول به عنوان ترکیب های آنتی اکسیدان و ضدمیکروب در صنایع مختلف ازجمله صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود. کودهای زیستی مانند قارچ های میکوریز و تریکودرما در مقایسه با کودهای شیمیایی دارای مزیت هایی ازجمله عدم تولید مواد سمی در چرخه غذایی، اصلاح خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، مقرون به صرفه بودن و قابل پذیرش از نظر زیست محیطی می باشد. گونه های قارچ تریکودرما با سازوکارهای خاصی ازجمله کنترل بیولوژیکی بیماری های خاک با تولید و فعالیت آنزیم ها، تولید آنتی بیوتیک ها و نفوذ به بدن قارچ های بیماری زا باعث تحریک و افزایش رشد گیاه می شوند.
    مواد و روش ها
    به منظور بررسی تاثیر قارچ تریکودرما (Trichoderma harzianum) بر شاخص های رشدی، عملکرد و اجزای اسانس گیاه مرزه در بسترهای کشت آلی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در گلخانه علوم باغبانی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. فاکتور اول بستر کشت در سه سطح، شامل 1- مخلوط خاک و ماسه (شاهد) و 2- مخلوط خاک و ماسه همراه با 30 درصد کمپوست قارچ مصرف شده 3- مخلوط خاک و ماسه همراه با 30 درصد ورمی کمپوست بودند و فاکتور دوم در دو سطح، 1- تلقیح با قارچ T. harizanum T22 و بدون تلقیح (شاهد) بود. به منظور ایجاد زهکش مناسب، ابتدا 2 سانتی متر شن درشت در ته گلدان ها ریخته شد. سپس بذرهای مرزه در گلدان های کوچک کشت شده و گیاهان در مرحله دو تا سه برگ حقیقی به گلدان های اصلی منتقل شدند. سایر مراقبت های رشد از قبیل آبیاری و وجین علف های هرز روی آنها انجام شد. در پایان آزمایش، صفات رویشی (ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن خشک ساقه و ریشه، تعداد و طول شاخه فرعی)، صفات فیزیولوژیکی (شاخص سبزینگی)، عناصرغذایی N، K، P، Mg و Zn استخراج و آنالیز اسانس تعیین گردید.
    نتایج
    نتایج نشان داد که اثرهای ساده کودهای آلی و قارچ تریکودرما بر شاخص های رشد رویشی و صفات کیفی نسبت به شاهد معنی دار بود. به طوری که بیشترین میزان وزن خشک اندام هوایی (4.82 گرم)، (84.87 گرم)، به ترتیب در تیمارهای ورمی کمپوست و مایه کوبی با تریکودرما حاصل گردید. بیشترین مقدار شاخص کلروفیل (26.86) در تیمار مایه کوبی با قارچ و ورمی کمپوست، بیشترین محتوای عناصر فسفر (3606.3 میلی گرم در کیلو گرم)، نیتروژن (2.55 درصد)، منیزیم (55/64 میلی گرم در کیلو گرم) در تیمار مایه کوبی با قارچ تریکودرما و در تیمار بسترهای آلی بیشترین میزان عناصر روی (47.87 میلی گرم در کیلوگرم) نیتروژن (3.06 درصد) و فسفر (4143 میلی گرم در کیلوگرم) در کاربرد ورمی کمپوست بدست آمد. بیشترین میزان کارواکرول (71.90 درصد) در تیمار مایه کوبی با قارچ تریکودرما و بیشترین (0.599 میلی لیتر در گلدان) عملکرد اسانس در تیمار مایه کوبی با قارچ تریکودرما، همراه با بستر حاوی ورمی کمپوست حاصل گردید.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج بدست آمده، بستر آلی و قارچ تریکودرما می توانند به عنوان بستر و کود مناسبی برای افزایش عملکرد در کشت ارگانیک مرزه معرفی شوند.
    کلیدواژگان: اسانس، بستر آلی، قارچ تریکودرما، مرزه
  • مهدی حیدری رهنی، یوسف فیلی زاده*، محمد نصری صفحات 96-111
    سابقه و هدف

    ریشه گیاه دارویی سنبل الطیب (Valeriana officinalis L.) به دلیل داشتن ترکیبات والپوتریات، والرنون و اسید والرنیک، به عنوان مسکن قوی، تسکین دهنده اعصاب، آرام بخش، ضد اضطراب و بی خوابی استفاده می شود. کشت ریشه های موئین گیاهان چندساله به دلیل کوتاه کردن زمان تشکیل متابولیت های ثانویه همراه با حفظ خصوصیات زیستی و نژادی، روشی کارآمد در تولید ترکیبات موثر گیاهی محسوب می شود. بر همین اساس، بهینه‏سازی شرایط رشد ریشه‏های موئین گیاه دارویی سنبل الطیب با استفاده از 3 سویه مختلف باکتری آگروباکتریوم رایزوژنز (A13، R1601، LBA9402)، روش های مختلف تلقیح و چهار نوع محیط کشت (MS Full Strength; MS-KH2PO4, NH4NO3, KNO3; MS- KH2PO4, NH4NO3, KNO3, CaCl2; MgSO4, microelements, Na2EDTA, FeSO4 and Vitamins) در آزمایشی بررسی شد.

    مواد و روش

    این تحقیق به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصافی با 8 تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. بذر سنبل الطیب بعد از کشت در ظروف آزمایشگاهی محتوی محیط کشت پایه MS، برای جوانه زنی به اتاقک رشد با درجه حرارت 25 درجه سانتی گراد، رطوبت 20 درصد و 45 میکرومول متر مربع در ثانیه در 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی منتقل گردید. ریزنمونه های هیپوکوتیل و برگ‏های لپه‏ای به‏منظور تلقیح با باکتری از گیاهچه‏های استریل 4 هفته‏ای تهیه شدند. القای ریشه های موئین از سویه های آگروباکتریوم به دو روش اسپری و دیسک برگی و تایید تراریختی و عدم آلودگی با واکنش PCR برای تکثیر اختصاصی ژن rol-B و VirD انجام شد. ریشه های موئین در ریزنمونه های برگ لپه ای و هیپوکوتیل بعد از 10 روز شروع به ظاهر شدن کردند و تعداد انشعاب فرعی ریشه موئین در طول یک سانتی متر و تعداد ریشه های موئین ریزنمونه ها به صورت روزانه و وزن خشک آنها بعد از 60 روز اندازه گیری گردید.

    نتایج

    نتایج این تحقیق نشان داد که سویه های آزمایشی باکتری A. rhizogenes قادر به القای ریشه موئین در گیاه سنبل الطیب هستند. نتایج تجزیه واریانس آزمایش ریزنمونه هیپوکوتیل و برگ های لپه ای نشان داد که سویه های مختلف، محیط کشت و انتخاب روش تلقیح تاثیر معنی داری بر تولید ریشه موئین ایجاد کردند. نتایج این تحقیق نشان داد که ریزنمونه برگ در سویه باکتریایی A13 و محیط کشت MS-KH2PO4, NH4NO3, KNO3, CaCl2 بهترین ترکیب تحریک رشد ریشه موئین در گیاه دارویی سنبل الطیب بود. بیشترین درصد تراریختی ریزنمونه ها (92 درصد)، وزن خشک ریشه های موئین (272 میلی گرم) و تعداد ریشه های موئین ریزنمونه ها (19.20 عدد) نیز مربوط به همین ترکیب تیماری بود. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری در خصوصیات ظاهری ریشه های موئین تولید شده بوسیله سویه های مختلف باکتریایی مشاهده نگردید. 

    نتیجه گیری کلی: 

    این آزمایش نشان داد که تولید ریشه های موئین در گیاه دارویی سنبل الطیب به طور چشمگیری بستگی به انتخاب سویه مناسب باکتریایی، محیط کشت مطلوب و شرایط رشد بهینه دارد. از آنجایی که سیستم ریشه های موئین سنبل الطیب در فرایندهای پیچیده فیزیولوژیکی قادر به حفظ اسید والرنیک موجود در بافت های رویشی است، بنابراین، یافتن محیط رشدی منطبق با بیشترین رشد رویشی و تولید مطلوب متابولیت های ثانویه در گیاه در تحقیقات آینده ضروریست. از سوی دیگر، بهینه سازی شرایط کشت برای تولید ریشه های مویین گیاه دارویی سنبل الطیب و بالا بردن متابولیت های دارویی با ارزش از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

    کلیدواژگان: سنبل الطیب، اگروباکتریوم رایزوژنز، محیط کشت، وزن خشک ریشه های مویین
  • عبدالواحد صفرزائی* صفحات 112-129
    سابقه و هدف

    عصاره های استخراجی از گیاهان دارویی حاوی ترکیبات زیست فعال و فیتوشیمیایی با ارزش مانند پلی فنل ها و فلاونوئیدها با ویژگی های آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی، ضدسرطانی و ضددیابتی هستند. گیاه کاپاریس (Capparis spinosa L.) از گیاهان دارویی بومی شهرستان هیرمند بوده که اندام های مختلف آن حاوی ترکیبات زیست فعال متنوع ازجمله ساکاریدها، گلیکوزیدها، فلاونوئیدها، آلکالوئیدها، فنلیک اسیدها، ترپنوئیدها، اسیدهای چرب، ویتامین ها و استروئیدها می باشند. استفاده از روش های نوین در استخراج ترکیبات زیست فعال از گیاهان دارویی، ازجمله روش فراصوت نسبت به روش های سنتی استخراج مانند سوکسله و غرقابی علاوه بر بهبود کارایی استخراج باعث حفظ ترکیبات زیست فعال حساس به حرارت و کاهش زمان استخراج می گردند. ازاین رو، این مطالعه با هدف ارزیابی کارایی امواج فراصوت در استخراج ترکیبات فنلی و آنتی اکسیدانی از برگ گیاه کاپاریس انجام گردید.

    مواد و روش

    به منظور بهینه سازی شرایط استخراج ترکیبات فنلی و آنتی اکسیدان از برگ گیاه کاپاریس با حلال های اتانول و آب از روش سطح پاسخ و طرح باکس بنکن با انتخاب فاکتورهای زمان در سه سطح (15، 30 و 45 دقیقه) و توان حمام فراصوت در سه سطح (100، 200 و 300 وات) استفاده شد و بوسیله نرم افزار دیزاین اکسپرت، 13 تیمار برای استخراج عصاره پیشنهاد گردید. پس از آسیاب کردن برگ های خشک شده گیاه و انحلال آن در حلال اتانول 70 درصد (برای عصاره گیری الکلی) و حلال آب مقطر (برای عصاره گیری آبی) با نسبت 4:1 وزنی/حجمی از تیمار حمام فراصوت با فرکانس ثابت 40 کیلوهرتز استفاده شد و جداسازی حلال الکلی و تغلیظ عصاره با استفاده از دستگاه تبخیرکننده چرخشی تحت خلا و جداسازی حلال آبی با استفاده از آون خلا در دمای 40 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از استخراج عصاره های الکلی و آبی، آزمون های آنتی اکسیدانی برای هریک از عصاره ها با استفاده از روش رنگ سنجی فولین سیوکالچو به منظور ارزیابی محتوای ترکیبات فنلی کل و روش مهار رادیکال های آزاد DPPH با تعیین شاخص IC50 انجام شد. مقایسات میانگین بین نتایج آزمون های آنتی اکسیدانی عصاره های آبی و الکلی برگ گیاه به وسیله آزمون یو من-ویتنی در طرح کاملا تصادفی و در سطح 5%α= به وسیله نرم افزار SAS نسخه 9.1 انجام گردید.

    نتایج

    نتایج حاصل از تجزیه وتحلیل آماری با روش سطح پاسخ از بخش مدل نشان داد که مدل Quadratic یا درجه دوم برای آزمون های اندازه گیری شده در این مطالعه، دارای اختلاف معنی دار با سایر مدل ها بود و این مدل برای آنالیز آماری آزمون ها انتخاب گردید. اثرهای معنی دار متغیرهای زمان و توان فراصوت بر میزان استخراج ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال های آزاد DPPH عصاره های الکلی برگ گیاه به ترتیب با ضرایب رگرسیونی 0.99 و 0.98 و اثرهای معنی دار متغیرهای زمان و توان فراصوت بر میزان استخراج ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال های آزاد DPPH عصاره های آبی برگ گیاه به ترتیب با ضرایب رگرسیونی 0.98 و 0.99 تعیین شدند. میزان ترکیبات فنلی کل استخراجی از برگ گیاه کاپاریس با حلال های اتانول و آب مقطر به روش فراصوت به ترتیب 0.32±20.77 و 0.54±17.53 میلی گرم بر گرم و میزان IC50 عصاره های استخراجی از برگ گیاه با حلال اتانول و آب مقطر به روش فراصوت به ترتیب 0.60±/13.16 و 0.81±20.42 میکروگرم بر میلی لیتر ارزیابی گردید. شرایط بهینه استخراج الکلی و آبی ترکیبات فنلی و آنتی اکسیدانی برگ گیاه، زمان 45 دقیقه و توان فراصوت 300 وات بدست آمد و در این شرایط بهینه، میزان ترکیبات فنلی کل عصاره های الکلی و آبی برگ گیاه به ترتیب 27.4 و 23.8 میلی گرم بر گرم و میزان IC50 عصاره های الکلی و آبی نیز به ترتیب 8.1 و 10.8 میکروگرم بر میلی لیتر حاصل شد.

    نتیجه گیری

    روش فراصوت دارای کارایی بالایی در استخراج الکلی و آبی ترکیبات فنلی و آنتی اکسیدان از برگ گیاه کاپاریس می باشد. البته بین میزان ترکیبات فنلی کل عصاره و قابلیت مهار رادیکال های آزاد DPPH ارتباط مستقیمی وجود دارد. به طورکلی، عصاره های الکلی برگ گیاه دارای ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال های آزاد DPPH بیشتری نسبت به عصاره های آبی بودند.

    کلیدواژگان: عصاره های گیاهی، رادیکال های آزاد، آنتی اکسیدان ها، امواج فراصوت
  • فرید نورمند موید* صفحات 130-144
    سابقه و هدف

    خار مریم یا ماریتیغال گیاهی یکساله یا دوساله و علفی با نام علمی Silybum marianum متعلق به تیره Asteraceae است. مواد موثره این گیاه دارویی از نوع ترکیبات فلانوئیدی است. این ترکیبات در میوه (دانه) ذخیره می شود و به صورت زرد رنگ جلوه می کند. سیلی مارین ماده موثره این گیاه به دلیل خواص ضدالتهابی با تاثیر بر ساختار عروق بافت سرطانی پروستات، پستان، تخمدان، کبد و لوسمی از سرطان پیشگیری می نماید. روش های فناوری زیستی به ویژه روش کشت بافت و سلول به عنوان روش مکمل در تولید تجاری فراورده های گیاهی به شمار می رود. هدف از این تحقیق، ارائه بهترین روش تولید گیاهچه های استریل ماریتیغال و بررسی اثر ژنوتیپ، ریزنمونه و تنظیم کننده های رشد بر القاء و رشد کالوس و تولید کالوس های جنین زا بود. مواد و

    روش

    در این تحقیق، ابتدا پنج ژنوتیپ مجارستان، برازجان، فریدون کنار، جلگه خلج و مغان با سه روش مختلف ضدعفونی بذر در قالب طرح فاکتوریل بر پایه  کاملا تصادفی در سه تکرار آزمایش شدند. جوانه زنی بذرها و تولید گیاهچه های استریل در محیط کشت آب و آگار بدون هورمون و در شرایط تاریکی و دمای 25 درجه سانتی گراد انجام شد. سپس آزمایشی با استفاده از دو ژنوتیپ مجارستان و برازجان، ریزنمونه لپه و هیپوکوتیل، محیط کشت MS و تیمارهای هورمونی 2,4-D (1، 2.5 و 5 میلی گرم بر لیتر) و BAP (0.25 و 0.5 میلی گرم بر لیتر) در شرایط تاریکی و در قالب طرح فاکتوریل بر پایه کاملا تصادفی انجام گردید. کالوس های تولید شده پس از 30 روز در محیط کشت MS با یک دوم هورمون ها واکشت شدند. صفات قطر کالوس به روش هوکرونی برز، وزن تر کالوس 30 روز بعد از واکشت، تعداد کالوس های جنین زا و تعداد جنین های سوماتیکی در هر کالوس در ریزنمونه لپه اندازه گیری شدند. کالوس ها توسط دستگاه فریز درایر خشک و وزن خشک نمونه ها نیز اندازه گیری شد.

    نتایج

    براساس نتایج، بهترین روش تولید گیاهچه استریل ماریتیغال، استفاده از محلول هایtween-20 ، اتانول 70%، آب اکسیژنه و شستشو با آب مقطر استریل و کشت در محیط آب و آگار بدون هورمون بود. نتایج تجزیه واریانس صفات قطر کالوس، وزن تر و خشک کالوس نشان داد که شرایط بهینه القاء کالوس استفاده از ژنوتیپ برازجان، ریزنمونه لپه، 1 میلی گرم بر لیتر 2,4-D و 0.5 میلی گرم بر لیتر BAP بود. کالوس های جنین زا فقط در ریزنمونه لپه تشکیل شد. نتایج تجزیه واریانس صفات تعداد کالوس های جنین زا در هر واحد آزمایشی و تعداد جنین های سوماتیکی در هر کالوس حاصل از ریزنمونه لپه نشان داد که شرایط بهینه تولید کالوس های جنین زا استفاده از رقم مجارستان، 5 میلی گرم بر لیتر 2,4-D و 25/0 میلی گرم بر لیتر BAP بود.

    نتیجه گیری

    براساس نتایج بدست آمده بهترین مواد ضدعفونی بذر ماریتیغال، محلول هایtween-20 ، اتانول 70%، آب اکسیژنه و شستشو با آب مقطر استریل است. برای تولید کالوس برتر از گیاه ماریتیغال، بهتر است از ریزنمونه لپه و مقادیر پایین هورمون های اکسین از قبیل 2,4-D استفاده شود. در تولید کالوس های جنین زا ارقام اصلاح شده از قبیل مجارستان نسبت به توده های بومی، ریزنمونه لپه نسبت به هیپوکوتیل و مقادیر بالای هورمون های اکسین (2,4-D) و مقادیر پایین هورمون های سیتوکینین(BAP) مناسب می باشد.

    کلیدواژگان: جنین زایی سوماتیکی، شرایط درون شیشه ای، کالوس، ماریتیغال
  • احمد بخشی، وحید عبدوسی*، مرضیه قنبری جهرمی صفحات 145-163
    سابقه و هدف

    یکی از مهمترین عوامل اقلیمی که بر توزیع و پراکنش گیاهان سراسر جهان تاثیرگذار بوده و می‏تواند تغییرات مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی و عملکردی در گیاه ایجاد کند، کمبود آب در دسترس گیاه در اثر تنش خشکی است. جلبک‏ها به واسطه داشتن درصد بالای ترکیبات پلیمری است که قادرند مولکول‏های آب را جذب نموده و به حالت ژله‏ای درآیند. درصد بالای املاح و ترکیبات معدنی موجود در جلبک‏ها که نیاز گیاهان به املاح را تامین می‏کنند و سبب تحریک رشد و محصول گیاه، ایجاد مقاومت در برابر تنش‏های محیطی، افزایش جذب مواد مغذی از خاک و نیز افزایش صفات آنتی‏اکسیدانی می‏شوند. ترخون گیاهی است علفی که امروزه به عنوان طعم‏دهنده در صنایع غذایی و اسانس آن در کنسروسازی و عطرسازی کاربرد دارد. از آنجایی که عصاره جلبک دریایی می‏تواند با داشتن عناصر مورد نیاز گیاه و هورمون‏های رشد بدون آسیب به طبیعت به عنوان کود زیستی جایگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی و مقاومت گیاهان به انواع تنش‏های محیطی شده و نقش مهمی در مدیریت تامین مواد غذایی سالم داشته باشد، تحقیق حاضر با هدف بررسی رشد و ویژگی‏های بیوشیمیایی گیاه ترخون در شرایط تنش خشکی انجام شده است.

    مواد و روش‏ها:

     تحقیق حاضر جهت بررسی رشد، خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه دارویی ترخون (Artemisia dracunculus L.) تحت تنش خشکی در چهار سطح (100، 80، 60 و 40 درصد ظرفیت زراعی) و عصاره آبی جلبک دریایی سارگاسوم (عدم محلول‏پاشی (شاهد)، 1 و 2 گرم در لیتر)؛ در بهار سال 1402 در گلخانه‏ای واقع در دماوند به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. نشاهای چهار برگی گیاه ترخون از مزرعه آموزشی آموزشکده فنی و حرفه‏ای دماوند تهیه و به گلدان‏های سه لیتری منتقل شدند. پس از استقرار گیاهچه‏ها (حدود 10 روز بعد) تنش خشکی به مدت 45 روز و محلول‏پاشی عصاره جلبک دریایی همزمان با شروع تنش خشکی هر دو هفته یکبار انجام شد. وضعیت رطوبتی گلدان‏ها به وسیله وزن کردن روزانه تمامی آن‏ها مشخص گردید و بدین ترتیب نقصان رطوبتی گلدان‏ها با اضافه نمودن مقدار آب لازم به صورت روزانه و رساندن آن‏ها به حد ظرفیت زراعی تیمار مربوطه جبران شد. نمونه‏برداری از گیاهان یک هفته تا 10 روز پس از اتمام تیماردهی زمانی که رشد رویشی گیاه کامل شد (ابتدای ورود به فاز زایشی) جهت اندازه‏گیری صفات مورفوفیزیولوژیکی شامل وزن تر و خشک بوته، ارتفاع و تعداد شاخه فرعی و فیتوشیمیایی شامل پرولین و کربوهیدرات محلول، فنول و فلاونوئید کل، فعالیت آنتی‏اکسیدانی و درصد و عملکرد اسانس صورت گرفت.

    نتایج

    نتایج نشان داد در شرایط تنش خشکی 40 درصد ظرفیت زراعی (تنش خشکی شدید) و عدم کاربرد عصاره جلبک کاهش معنی‏دار صفات مورفوفیزیولوژیک گیاه (ارتفاع بوته، قطر ساقه اصلی، تعداد شاخه فرعی، وزن تر و خشک اندام هوایی، میزان رنگیزه‏های فتوسنتزی (کلروفیل a، b و کل) گیاه) مشاهده شد، استفاده از عصاره جلبک سبب کاهش اثر منفی تنش خشکی در ترخون شد. در تیمار 60 درصد ظرفیت زراعی (تنش خشکی ملایم) و عدم استفاده از عصاره جلبک بیشترین مقدار فنول کل (82 میلی‏گرم بر گرم اسید گالیک)، فلاونوئید کل (64.33 میلی‏گرم بر گرم کوئرستین)، فعالیت آنتی‏اکسیدانی (76 درصد) و درصد و عملکرد اسانس ترخون مشاهده گردید. تنش خشکی همچنین میزان آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانی در گیاه ترخون را افزایش داد و به موجب آن سنتز کربوهیدرات محلول و پرولین نیز نسبت به شاهد افزایش یافت. از میان غلظت‏های جلبک دریایی، عصاره جلبک 2 گرم در لیتر اثر مثبت بیشتری بر صفات مورد مطالعه داشت.

    نتیجه ‏گیری: 

    نتایج کلی تحقیق نشان داد که گیاه ترخون نسبت به تنش خشکی خیلی مقاوم نبوده و کاهش عملکرد با افزایش شدت تنش کاملا مشهود بود. در شرایط تنش خشکی استفاده از عصاره جلبک به ویژه عصاره 2 گرم در لیتر داری اثر بهتری در تعدیل شدت تنش خشکی با بهبود شاخص‏های مورفوفیزیولوژیک و فیتوشیمیایی مانند مقدار فنول و فلاونوئید کل و میزان اسانس بوته ترخون شد. در بیشتر موارد اختلاف معنی‏داری بین 2 و 1 گرم در لیتر عصاره جلبک وجود داشت، بنابراین مقدار 2 گرم در لیتر عصاره جلبک در شرایط تنش خشکی پیشنهاد می‏گردد.

    کلیدواژگان: پرولین، تنش محیطی، فنول کل، کاتالاز، محرک رشد
  • زینب شریفی*، حمیدرضا عیسوند، ناصر اکبری، امیدعلی اکپرپور صفحات 164-181
    سابقه و هدف

    بن سرخ (Allium jesdianum) یک گونه مهم دارویی و خوراکی از خانواده Alliaceae و بومی ایران است. در حال حاضر به دلیل برداشت بیش از حد در محیط بومی خود در معرض خطر انقراض است. این مطالعه به منظور تقویت کشت، احیای زیستگاه طبیعی و حفاظت از این گونه ارزشمند انجام شد. بنابراین، برای افزایش پایداری این گونه، اکوتیپ های وحشی در محیط های کشاورزی کشت شدند و تاثیر تغذیه گیاه و اسید جیبرلیک بر موفقیت تولیدمثلی و عملکرد کلی آن بررسی شد.

    مواد و روش

    آزمایش به صورت بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1401-1400 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه لرستان انجام شد. تیمارها شامل کود گاوی در دو سطح (0 و 40 تن در هکتار)، کود زیستی NPK (شامل آزوتوبروار-1، پتابروار-2 و فسفات بروار-2) در دو سطح (0، 100 گرم در هکتار) و اسید جیبرلیک (مشتق شده از GA3) در دو سطح (0 و غلظت 250 پی پی ام) بودند. پیازها از رویشگاه طبیعی خود در ارتفاعات مجاور محل تحقیقات جمع آوری شدند. در این تحقیق از یک اکوتیپ وحشی A. jesdianum استفاده شد. پیازها پس از تلقیح با کود زیستی NPK (ازوتوبروار-1، پتابروار-2، فسفاتبروار-2) و اسید جیبرلیک تحت کشت مزرعه قرار گرفتند. صفات مختلفی ازجمله ارتفاع بوته، وزن تر و خشک برگ، وزن و قطر پیاز مادر، وزن و قطر پیازهای دختر، تولید پیاز دختر، عملکرد اقتصادی و عملکرد بیولوژیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه وتحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SAS9.4 انجام شد و میانگین تیمارها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد مقایسه گردید.

    نتایج

    نتایج نشان داد که صفات رویشی مرتبط با عملکرد به طور قابل توجهی تحت تاثیر کاربرد کود گاوی، کود زیستی NPK و اسید جیبرلیک چه در کاربرد منفرد تیمارها و چه در ترکیب با هم، قرار دارد. با وجود این، تعداد برگ در بوته هیچ گونه تغییر معنی داری نشان نداد. حداکثر اندازه گیری ارتفاع بوته و وزن تر و خشک برگ ها به ترتیب 26.53 سانتی متر، 8.24 گرم در بوته و 2.84 گرم در بوته در تیمار ترکیبی کود گاوی، کود زیستی NPK و اسید جیبرلیک بود. استفاده از کود و اسید جیبرلیک منجر به افزایش تقریبا 2.5 برابری در عملکرد برگ تازه و افزایش متوسط 18 درصد در عملکرد بیولوژیکی در مقایسه با شرایط بدون این تیمارها شد. متعاقبا، ترکیب کود گاوی و کود بیولوژیک بیشترین تاثیر را بر صفات کمی گیاهان نشان داد. وزن و قطر پیاز مادر به طور قابل توجهی تحت تاثیر اثرهای اصلی و کاربرد توام آنها قرار گرفت. حداکثر مقادیر ثبت شده برای این پارامترها 3.53 گرم در بوته و 22.52 میلی متر بود که به اثر متقابل کود گاوی، کود زیستی NPK و اسید جیبرلیک نسبت داده شد. به دنبال این، اثر ترکیبی کود گاوی و کود زیستی NPK نیز به طور قابل توجهی کمک کرد. به طور مشابه، وزن و قطر پیازهای دختر تولیدی، روندهای مشابهی را با موارد مشاهده شده در پیازهای مادر نشان داد. موفقیت تولید در A. jesdianum به طور قابل توجهی با استفاده از کود گاوی، کودزیستی NPK و اسید جیبرلیک افزایش یافت. عملکرد بهینه پیاز در واحد سطح تحت کاربرد ترکیبی این کودها و اسید جیبرلیک (میانگین 13.33 عدد در واحد سطح) به دست آمد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج آزمایش، استفاده از کود گاوی همراه با کود زیستی NPK و اسید جیبرلیک به طور قابل توجه ای باعث افزایش عملکرد گیاه و تولید پیازهای دختر می شود. در نتیجه، این تیمار برای کشاورزانی که به دنبال به حداقل رساندن اتکای خود به کودهای شیمیایی هستند توصیه می شود.

    کلیدواژگان: ازتوبارور-1، اسید جیبرلیک، پتا بارور-2، تکثیر، عملکرد، فسفات بارور-2 و کود آلی
|
  • Afsoon Rezaie Allolo, Azizollah Kheiry *, Mohsen Sanikhani, Maliheh Yaghoobi Pages 1-19
    Background and objectives

    Digitalis purpurea L., the most well-known species of the Digitalis genus, is a biennial plant containing cardiac glycosides (0.3 to 0.4%) in its leaves. These glycosides are extracted and used as natural medicines for treating heart diseases, with no chemical substitutes available, making them widely utilized annually. In recent years, using amino acids and growth regulators as alternatives to chemical compounds has gained popularity for enhancing secondary metabolites, improving the quality and quantity of agricultural products, and promoting sustainable agriculture. This study investigates the biochemical and growth responses of D. purpurea to foliar applications of glutamic acid and benzyladenine under greenhouse conditions to evaluate their effects on morphophysiological characteristics, yield improvement, and their potential as environmentally friendly alternatives to chemical fertilizers.

    Methodology

    A completely randomized design with three replications was conducted in the research greenhouse of the University of Zanjan to evaluate the effects of foliar applications of benzyladenine (0.5 and 1 mM) and glutamic acid (1 and 2 mM), along with a control treatment (distilled water). Seeds were initially planted in a seedling tray containing cocopeat and peat moss. At the four-leaf stage, three seedlings were transplanted into plastic pots filled with a culture medium of field soil, cocopeat, and perlite (1:1:3 ratio). Greenhouse conditions were maintained at average day and night temperatures of 25°C and 18°C, respectively, with 80% relative humidity. Seedlings were irrigated weekly with 100 mL of complete Hoagland solution. Foliar spraying with the treatments began after seedling establishment in late June and was repeated four times at 10-day intervals. Leaf samples were collected 10 days after the final application for laboratory analysis. Data were analyzed using SAS software (version 9), and means were compared using Duncan’s multiple range test at a 5% probability level.

    Results

    The application of 1 mM benzyladenine resulted in the highest total chlorophyll content (1.95 mg/g fresh weight), antioxidant activity (36.02%), and peroxidase enzyme activity (1.14 U/mg protein per minute). The maximum total carotenoid content (0.14 mg/g fresh weight), total phenol (12.52 mg gallic acid/g fresh weight), total flavonoid (2.86 mg quercetin/g fresh weight), and nitrogen content (1.46%) were achieved with one mM glutamic acid. Additionally, one mM glutamic acid application led to the highest catalase enzyme activity (4.09 U/mg protein per minute), fresh weight (123.51 g), and dry weight (47.38 g).

    Conclusion

    The findings suggest that applying glutamic acid and benzyladenine at varying levels can significantly enhance the biochemical and growth characteristics of Digitalis purpurea L.

    Keywords: Antioxidant Capacity, Carotenoid, Catalase, Flavonoid, Peroxidase
  • MOHAMMAD KARAMI, Bita Bakhshi, Mohammadtaghi Ebadi, Mahdi Ayyari * Pages 20-31
    Background and Objectives

     Nepeta crispa Willd., commonly known as Mofarrah, is an endemic plant of Iran belonging to the Lamiaceae family. Its distribution in Iran is limited to the western region, specifically Hamadan province. In this study, the plant was collected from three habitats in Hamadan province, Arzanfood (Hamedan city), Gashani (Tuyserkan city), and Piste Eski (Hamedan city) at elevations of 3021, 2783, and 2686 meters above sea level, respectively, during the flowering stage. The research aimed to investigate the essential oil content and water-soluble volatile compounds (hydrosol) of N. crispa and to compare these compounds across different habitats. The study also sought to identify variations in essential oil main components and hydrosol to evaluate the influence of ecological characteristics on the plant's chemical composition.

    Methodology

     The plant samples were shade-dried, and essential oil was extracted using a Clevenger apparatus for 3 hours. Water-soluble volatile compounds (hydrosol) were collected by leaving the exit part of the Clevenger open to condense vapor into liquid. The hydrosol was then separated using ethyl acetate solvent in a separatory funnel. The essential oil and hydrosol were analyzed using GC-FID and GC/MS.

    Results

     The essential oil yields from the Arzanfood, Gashani, and Piste Eski samples were 2.01%, 1.97%, and 1.82% (w/w), respectively. The concentration of water-soluble volatile compounds in the hydrosol were 0.15, 0.11, and 0.12 grams per 100 ml, respectively. The primary compounds identified in the essential oil were 1,8-cineole (49.4%, 48.5%, and 60%), 4aα,7β,7aα-nepetalactone (27%, 3.7%, and 8.3%), 4aα,7α,7aα-nepetalactone (0.1%, 23.5%, and 7.2%), and β-pinene (4.3%, 5.4%, and 6.1%) for Arzanfood, Gashani, and Piste Eski, respectively. In the hydrosol, the main components were 4aα,7β,7aα-nepetalactone (74.1%, 40.3%, and 57.1%) and α-pinene oxide (4.6%, 7.1%, and 5.2%).

    Conclusion

     The variation in essential oil yield across different habitats highlights the impact of ecological factors on the quantity of essential oil. The highest essential oil yield (2.01%) was observed in the Arzanfood sample, which also has the highest elevation among the studied regions. A total of 22 compounds were identified in the essential oil, with 18, 20, and 17 compounds detected in the Arzanfood, Gashani, and Piste Eski samples, respectively. The dominant compound in the essential oil was 1,8-cineole, while 4aα,7β,7aα-nepetalactone was the most abundant compound in the hydrosol. This study marks the first report on the hydrosol analysis of N. crispa from different habitats.

    Keywords: 8-Cineole, Essential Oil, Endemic Plant Species, GC-MS, Nepeta Crispa Willd
  • Iman Hajkhodadadi *, Hossein Ali Ghasemi, Mandana Kolnegari Pages 32-45
    Background and Objective
    The poultry industry plays a significant role in the human food chain, with its products contributing substantially to meeting protein requirements. In modern poultry production systems, birds are often raised under high-density conditions for economic efficiency. However, increased density and other factors can lead to various stresses, particularly heat stress, negatively impacting growth, performance, and overall health. Heat stress compromises the birds' defense mechanisms, making them more susceptible to diseases. Special feed additives are often employed to enhance performance and feed conversion efficiency to mitigate the adverse effects. Heat stress is a major challenge in the poultry industry, causing significant economic losses, especially in tropical climates. In broilers, it leads to reduced growth rates, intestinal tissue damage, immune suppression, and fat oxidation, ultimately diminishing economic performance.
    Methodology
    This study investigated the effects of dietary flixweed supplementation on performance, carcass traits, serum biochemistry, and Jejunum histology in broilers reared under high ambient temperatures. 500-day-old male broilers (Ross 308) were randomly assigned to five treatments with four replicates (25 chicks per replicate). The dietary treatments included: 1- Positive control (PC): Standard diet without additives under normal conditions, 2- Negative control (NC): Standard diet without additives under high ambient temperature conditions, 3- NC + 0.2% Vitamin C complex, 4- NC + 0.5% flixweed seed, and 5-NC + 1% flixweed seed. Body weight and feed consumption were measured at the end of the initial, growth, and final periods. On day 42, one bird from each replicate was randomly selected for blood collection via the wing vein. Blood samples were collected into Venoject tubes containing 0.5 cc of the anticoagulant ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) for hematological analysis.
    Results
    Dietary treatments under heat stress significantly affected body weight at 24 and 42 days of age compared to the NC group, though no differences were observed compared to the PC group. Body weight at 1 and 10 days of age was unaffected by treatments (P < 0.05). The PC group exhibited higher body weights at 24 and 42 days than other treatments. Average daily gain, feed conversion ratio, and feed intake during 10-24 days, 24-42 days, and 1-42 days differed significantly among treatments. Serum total cholesterol, triglyceride levels, and jejunum histology traits were also significantly influenced by the treatments. Notably, supplementing the NC diet with 0.5% flixweed improved performance traits in the NC group.
    Conclusion
    Under high ambient temperature conditions, dietary supplementation with 0.5% flixweed can enhance performance traits in broilers, making it a viable feed additive for improving productivity under heat stress.
    Keywords: Broiler, Blood Metabolite, Heat Stress, Performance, Flixweed
  • Fatemeh Zakerian, Fatemeh Sefidkon, Bohloul Abbaszadeh *, Sepide Kalatejari, Masoumeh Layeghhaghighi, Najmeh Hadi Pages 46-65
    Background and objectives

    Among the 16 species of Satureja in Iran, 10 are endemic, including S. bachtiarica, S. khuzistanica, S. intermedia, S. sahendica, S. isophylla, S. rechingeri, S. edmondi, S. kallarica, S. atropatana, and S. kermanshahensis. Satureja sahendica Bornm. is a perennial plant with essential oil widely used in the pharmaceutical, food, health, and cosmetic industries. Its antiviral properties have also been documented. Drought stress is one of the most significant environmental challenges for plants, leading to reduced water absorption, stomatal conductance, transpiration, and photosynthesis, while also disrupting hormonal balance. Plants adopt various mechanisms to mitigate drought stress, such as increasing osmotic regulators like sugars, proline amino acids, and proteins. Drought conditions typically decrease chlorophyll content while increasing carotenoids. Additionally, oxidative stress intensifies under drought, leading to the accumulation of reactive oxygen species such as catalase, superoxide dismutase, and ascorbate peroxidase in chloroplasts and mitochondria. Mycorrhizal fungi play a crucial role in enhancing root absorption, regulating water movement within host plants, and ultimately improving tissue water uptake and leaf physiology.

    Methodology

    This experiment was conducted using a split-plot design within a randomized complete block design (RCBD) with three replications at the Research Institute of Forests and Rangelands during 2015–2016. The main factor was irrigation treatment, consisting of full irrigation (control), irrigation interruption at the stem stage (resumed at the budding stage), irrigation interruption at the budding stage (no irrigation until the end of the flowering period), and irrigation interruption at the 50% flowering stage (no irrigation until the end of flowering). The secondary factor was biological fertilizer application, which included no biofertilizer (control), inoculation with Glomus intraradices, inoculation with Glomus mosseae, and inoculation with Glomus mosseae + Glomus intraradices. Throughout the growth period, irrigation was maintained at 80–90% of field capacity, and drought treatments were applied based on plant morphology. The biofertilizers contained mycorrhizal fungi (Glomus intraradices and Glomus mosseae) in the form of active fungal structures, including spores, hyphae, and roots. Before transplanting the seedlings, 10 grams of biofertilizer, containing 400 to 500 active fungal units, was applied to each planting hole.

    Results

    The interaction effect of drought stress and mycorrhiza was significant at the 1% probability level for protein, catalase, superoxide dismutase, peroxidase, chlorophyll a, total chlorophyll, proline, polyphenol oxidase, soluble sugars, essential oil percentage, essential oil yield, and flowering shoot yield, while its effect on carotenoid and total phenol was significant at the 5% level. The results indicated that the yield of p-cymene, γ-terpinene, and thymol was significantly influenced at the 1% level by the triple interaction of year, drought stress, and mycorrhiza. Mean comparisons revealed that catalase, superoxide dismutase, chlorophyll b, proline, total phenol, essential oil percentage, and essential oil yield were higher in the second year. Regarding drought stress, the highest flowering shoot yield was observed under full irrigation and moisture stress applied at the full flowering stage. Mycorrhizal treatment comparisons showed that the highest malondialdehyde release occurred in plants without inoculation and those treated with the combination of Glomus intraradices + Glomus mosseae. Essential oil analysis revealed that the highest percentage (2.23%) was obtained in the budding stage treatment with G. mosseae, while the highest essential oil yield (51.78 kg/ha) was recorded under full irrigation with G. intraradices inoculation. The triple interaction (year × drought stress × mycorrhiza) analysis showed that in the first year, the highest thymol yield (74.59%) resulted from full irrigation combined with G. mosseae inoculation.

    Conclusion

    Therefore, it can be concluded that the application of biological fertilizers effectively mitigated the effects of drought stress, leading to an increase in both the essential oil percentage and thymol content.

    Keywords: Satureja Sahendica Bornm, Antioxidant Enzymes, Proline, Soluble Sugar
  • Lida Barahmand Zadeh, Alireza Abdali Mshhadi *, Abdolmahdi Bakhshandeh, Alireza Shafeinia, Amin Lotfi Jalal Abadi, Narges Soltani Pages 66-77
    Background and Objectives
    Lemongrass (Cymbopogon citratus (DC.) Stapf), a perennial plant from the Gramineae family, is renowned for its rich polyphenol compounds, having significant medicinal, cosmetic, and culinary applications. Enhancing the quantitative and qualitative yield of lemongrass is of considerable economic importance. Salicylic acid, a key regulator of physiological and biochemical processes, acts as an elicitor to enhance the accumulation of secondary metabolites in plants. Similarly, nitrogen plays a vital role in plant growth, improving yield quantity and quality. This study investigated the effects of nitrogen fertilizer and salicylic acid on various quantitative and qualitative traits of lemongrass.
    Methodology
    A factorial experiment based on a randomized complete block design was conducted in 2021 at the Agricultural Sciences and Natural Resources research farm of the University of Khuzestan, Ahvaz, Iran. The experiment evaluated the effects of different levels of salicylic acid (0, 10 µM, and 100 µM) and nitrogen fertilizer (0, 50, 100, 150, and 200 kg/ha from a urea source) on lemongrass. Each treatment was replicated three times. In each fertilizer treatment, 20% of the nitrogen was applied after plant establishment, with the remainder applied in four stages alongside irrigation water to minimize leaching losses based on soil nitrogen content. Salicylic acid was applied via foliar spraying using a backpack sprayer when 70% of each plot was covered by lemongrass, with a second application 15 days later. Each plot measured 3 meters in width with six planting lines, each 3 meters long, 60 cm apart, and plants within lines were spaced 40 cm apart. The soil had a silty clay texture, pH of 7.5, and electrical conductivity of 2.6 dS/m. The studied traits included chlorophyll a, b, and total chlorophyll, carotenoid content, total fresh and dry weight, antioxidant activity percentage, total phenol content, and essential oil percentage and yield.
    Results
    The interaction between salicylic acid and nitrogen fertilizer significantly influenced all studied traits except antioxidant activity percentage. Nitrogen fertilizer alone significantly affected antioxidant activity, with the highest percentage (89.8%) observed at 150 kg/ha of nitrogen. The highest levels of chlorophyll a, b, and total chlorophyll were achieved with no salicylic acid and 150 kg/ha of nitrogen, showing increases of 140%, 42%, and 116%, respectively, compared to the control (no salicylic acid or nitrogen). The highest total fresh and dry weight was obtained with 100 µM salicylic acid and 100 kg/ha of nitrogen, representing a 75% increase over the control. The highest essential oil percentage (0.87%) and yield (65.6 g/m²) were observed with 10 µM salicylic acid and 150 kg/ha of nitrogen. In contrast, the lowest essential oil yield (18.29 g/m²) and percentage (0.45%) were recorded in the absence of salicylic acid and nitrogen and with no salicylic acid but 150 kg/ha of nitrogen, respectively.
    Conclusion
    Applying nitrogen fertilizer and salicylic acid enhanced the yield and percentage of essential oil, total dry matter, and total phenol content in lemongrass leaves compared to the control. The highest essential oil yield was achieved with 10 µM salicylic acid and 150 kg/ha of nitrogen fertilizer, demonstrating the synergistic effects of these treatments on lemongrass productivity and quality.
    Keywords: Essential Oil, Foliar Spraying, Medicinal Plants, Total Phenol
  • Behrooz Esmaielpour *, Elham Shojaei, Rasool Azarmi, Zahra Aslani, Seyed Karim Tahami, Mehdi Davari Pages 78-95
    Background and objectives
    Savory (Satureja hortensis L.) is an aromatic plant from the Lamiaceae family, known for its bioactive compounds, such as thymol and carvacrol, which possess antioxidant and antimicrobial properties. These compounds have applications in various industries, including food and pharmaceuticals. Biofertilizers like mycorrhizal and Trichoderma fungi offer advantages over chemical fertilizers. These include reducing toxic substances in the food cycle, improving soil physical and chemical properties, and being cost-effective and environmentally sustainable. Trichoderma species promote plant growth through various mechanisms, including the biological control of soil-borne diseases by producing enzymes and antibiotics and direct antagonism against pathogenic fungi.
    Methodology
    To evaluate the effect of Trichoderma harzianum on growth parameters, yield, and essential oil composition of savory in organic culture media, a factorial experiment was conducted using a completely randomized design with three replications in the Horticultural Science Greenhouse of Mohaghegh Ardabili University. The experimental treatments consisted of two factors: 1. Organic matter at three levels: Control (soil and sand mixture), Soil and sand mixture with 30% spent mushroom compost and Soil and sand mixture with 30% vermicompost. 2. Trichoderma harzianum inoculation at two levels: Inoculated and Non-inoculated (control). A 2 cm layer of coarse sand was placed at the bottom of the pots to ensure proper drainage. Savory seeds were initially grown in small pots and later transplanted to the main pots at the two- to three-leaf stage. Standard agronomic practices, such as irrigation and weeding, were maintained throughout the experiment. At the end of the study, vegetative traits (plant height, leaf area, dry weight of stem and root, number and length of secondary branches), physiological traits (chlorophyll index), nutrient content (N, K, P, Mg, Zn), and essential oil yield and composition were assessed.
    Results
    The results demonstrated that organic fertilizers and Trichoderma inoculation significantly improved vegetative growth and quality traits compared to the control. The highest dry weight of aerial organs (4.82 g) was recorded in the vermicompost treatment, while Trichoderma inoculation resulted in 4.87 g. The highest chlorophyll index (26.86) was observed in plants treated with Trichoderma and vermicompost. Nutrient analysis showed that Trichoderma inoculation significantly increased phosphorus (3606.3 mg/kg), nitrogen (2.55%), and magnesium (55.64 mg/kg) content. In organic substrate treatments, vermicompost application resulted in the highest levels of zinc (47.87 mg/kg), nitrogen (3.06%), and phosphorus (4143 mg/kg). The highest carvacrol content (71.90%) was observed in Trichoderma-inoculated plants, while the highest essential oil yield (0.599 mL per pot) was found in plants treated with Trichoderma and vermicompost.
    Conclusion
    The findings suggest that organic substrates combined with Trichoderma fungus can serve as an effective alternative to chemical fertilizers, enhancing both yield and essential oil quality in the organic cultivation of savory.
    Keywords: Essential Oil, Organic Growing Media, Trichoderma, Medicinal Plant
  • Mehdi Heydari-Rahni, Yousef Filizadeh *, Mohammad Nasri Pages 96-111
    Background and Objectives

     Valeriana, a genus in the Caprifoliaceae family, includes several species, notably Valeriana officinalis L. (valerian). Valerian root extract contains various bioactive compounds, including valerenic acid, valeranone, valepotriates, and gamma-aminobutyric acid, which have been widely used as sedatives to treat sleep disorders such as insomnia. This study aimed to evaluate the induction of valerian hairy roots using three different strains of Agrobacterium rhizogenes (A13, R1601, and LBA9402) under four different growth media compositions: (1) MS full strength, (2) MS supplemented with KH2PO4, NH4NO3, and KNO3, (3) MS supplemented with KH2PO4, NH4NO3, KNO3, and CaCl2, and (4) a medium containing MgSO4, microelements, Na2EDTA, FeSO4, and vitamins.

    Methodology

     This study was a factorial experiment based on a completely randomized design with eight replications under laboratory conditions. Seeds of V. officinalis were obtained from a commercial supplier (Pakan Seed Company, Isfahan, Iran) and germinated under greenhouse conditions. Before sowing, seeds were washed with tap water and distilled water. Seeds that settled at the bottom of the washing vessel were selected as they were expected to be the most viable. They were soaked overnight in water before being washed with a 10% detergent solution for 10 minutes, followed by surface disinfection with 70% ethanol for 30 seconds and 6% NaOCl for 5 minutes. After rinsing four times with sterile water, the seeds were germinated on solid Schulz medium, without growth regulators, at 25°C under a 16-hour light/8-hour dark photoperiod (45 µE m⁻² S⁻¹). Hairy root induction was performed using spray and leaf disc methods, and transformation was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) analysis for the presence of rolB and virD genes. Hairy root induction rate, lateral branches per centimeter, number of hairy roots per explant, and dry weight of hairy roots were measured after 60 days. Essential oil was extracted by hydro-distillation and analyzed using gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS).

    Results

     The study confirmed that the tested A. rhizogenes strains could induce hairy roots in valerian. The fastest hairy root emergence was observed in explants inoculated with strain A13, occurring within 10 days. The highest induction rate (92%), hairy root dry weight (272 mg), and number of hairy roots per explant (19.2) were obtained in leaf explants inoculated with the A13 strain and cultured in MS medium supplemented with KH2PO4, NH4NO3, KNO3, and CaCl2. No significant differences were observed in the morphological traits of hairy roots induced by different A. rhizogenes strains.

    Conclusion

    The findings indicate that growth media composition, appropriate A. rhizogenes strain, and optimized growth conditions enhanced hairy root biomass production. The A13 strain was the most effective in promoting mass hairy root production, particularly in MS medium supplemented with KH2PO4, NH4NO3, KNO3, and CaCl2. Given the complex physiological processes involved, valerian hairy root cultures can preserve valeric acid found in vegetative tissues. Future research should focus on identifying the optimal growth media conditions that maximize vegetative growth and secondary metabolite production in valerian.

    Keywords: Valeriana Officinalis, Agrobacterium Rhizogense, Culture Media, Hairy Root Dry Weight
  • Abdolvahed Safarzaei * Pages 112-129
    Background and Objectives

    Extracts from various medicinal plants contain valuable bioactive and phytochemical compounds, including polyphenols and flavonoids, known for their potent antioxidant, antimicrobial, anticancer, and antidiabetic properties. The caper plant (Capparis spinose L.), native to Hirmand City, is a rich source of bioactive compounds such as saccharides, glycosides, flavonoids, alkaloids, phenolic acids, terpenoids, fatty acids, vitamins, and steroids. Novel extraction methods, such as ultrasound-assisted extraction, offer significant advantages over traditional techniques like Soxhlet and maceration. Ultrasound facilitates efficient extraction, reduces processing time, and preserves heat-sensitive bioactive compounds. This study aimed to assess the efficacy of ultrasound waves in extracting phenolic and antioxidant compounds from caper leaves.

    Methodology

    Response Surface Methodology (RSM) and Box–Behnken Design (BBD) were employed to optimize two extraction parameters for phenolic and antioxidant compounds from caper leaves using ethanolic and aqueous solvents: extraction time (15, 30, 45 min) and ultrasound power (100, 200, 300 watts). Design Expert software suggested 13 treatments for extraction. Dried plant leaves were ground and dissolved in 70% ethanol (for alcoholic extraction) or distilled water (for aqueous extraction) at 1:4 w/v. Ultrasonic bath treatment with a constant frequency of 40 kHz was applied. Alcoholic extracts were concentrated using a rotary evaporator under vacuum, while aqueous extracts were processed in a vacuum oven at 40°C. The antioxidant activity of the extracts was assessed using the Folin-Ciocalteu colorimetric method for total phenolic content (TPC) and the DPPH free radical inhibition method, determining the half-maximal inhibitory concentration (IC50) index. Mean comparisons between the antioxidant test results of aqueous and alcoholic extracts were performed using the Mann-Whitney U test in a completely randomized design at α = 5% with SAS software version 9.1.

    Results

    Statistical analysis using the RSM model indicated that the quadratic model was the best fit for the measured parameters. The significant effects of time and ultrasound power on phenolic compound extraction and DPPH free radical inhibition ability in alcoholic extracts were determined with regression coefficients of 0.99 and 0.98, respectively. For aqueous extracts, the regression coefficients were 0.98 and 0.99, respectively. The TPC of caper leaf extracts obtained via ultrasound-assisted extraction with ethanol and distilled water solvents was 20.77±0.32 mg/g and 17.53±0.54 mg/g, respectively. The IC50 values of ethanol and distilled water extracts were 13.16±0.60 μg/ml and 20.42±0.81 μg/ml, respectively. The optimal extraction conditions were identified as an extraction time of 45 minutes and an ultrasound power of 300 watts. Under these conditions, the TPC values were 27.4 mg/g (ethanolic extract) and 23.8 mg/g (aqueous extract), while the IC50 values were 8.1 μg/ml and 10.8 μg/ml, respectively.

    Conclusion

    Ultrasound-assisted extraction is highly efficient for both alcoholic and aqueous extraction of phenolic and antioxidant compounds from caper leaves. A direct correlation was observed between TPC levels and DPPH free radical inhibition ability. Alcoholic extracts contained higher phenolic compound concentrations and exhibited higher antioxidant activity than aqueous extracts.

    Keywords: Plant Extracts, Free Radicals, Antioxidants, Ultrasonic Waves
  • Farid Noormand Moaied * Pages 130-144
    Background and objectives

    Milk thistle (Silybum marianum) is an annual or biennial herbaceous plant belonging to the Asteraceae family. The key bioactive compounds of this medicinal plant are flavonoids, which are primarily stored in the fruit (seed) and appear yellow. Among them, silymarin exhibits potent anti-inflammatory properties and plays a role in cancer prevention by affecting the vascular structure of prostate, breast, ovarian, liver, and leukemia cancer tissues. Biotechnological approaches, particularly tissue and cell culture techniques, serve as valuable complementary methods for the commercial production of plant-derived compounds. This study aimed to determine the optimal method for producing sterile S. marianum seedlings and to evaluate the effects of genotype, explant type, and growth regulators on callus induction, growth, and embryogenic callus formation.

    Methodology

    In this study, five genotypes (Hungary, Borazjan, Fereydon Kenar, Jolgeh Khalaj, and Moghan) were evaluated using three different seed disinfection methods in a factorial experiment based on a completely randomized design (CRD) with three replications. Seed germination and sterile seedling production were conducted in water and agar culture media without growth regulators, under dark conditions at 25°C. Subsequently, an experiment was performed using two genotypes (Hungary and Borazjan), cotyledon and hypocotyl explants, Murashige and Skoog (MS) medium, and growth regulators 2,4-D (1, 2.5, and 5 mg/L) and BAP (0.25 and 0.5 mg/L) in a factorial experiment based on completely random design under dark conditions. After 30 days, the induced callus was transferred to MS medium with half the initial hormone concentrations. Callus diameter was assessed using the Hochrony Berz method, while callus fresh weight, the number of embryogenic calluses, and the number of somatic embryos per callus in cotyledon explants were measured 30 days post-culture. Calluses were freeze-dried, and their dry weight was also recorded.

    Results

    The optimal method for producing sterile S. marianum seedlings involved treatment with Tween-20 solution, 70% ethanol, hydrogen peroxide, and sterile distilled water, followed by cultivation in water and agar medium without growth regulators. Analysis of variance for callus diameter, fresh weight, and dry weight indicated that the best conditions for callus induction were the Borazjan genotype, cotyledon explant, 1 mg/L 2,4-D and 0.5 mg/L BAP. Embryogenic callus formation occurred exclusively in cotyledon explants. Variance analysis of embryogenic callus production and the number of somatic embryos per callus revealed that optimal conditions for embryogenic callus formation were achieved using the Hungarian genotype with 5 mg/L 2,4-D and 0.25 mg/L BAP.

    Conclusion

    Based on the results, the most effective disinfectants for S. marianum seeds were Tween-20 solution, 70% ethanol, hydrogen peroxide, and sterile distilled water. For optimal callus production, cotyledon explants and low concentrations of auxin, such as 2,4-D, were preferable. In embryogenic callus formation, improved cultivars like Hungary outperformed native genotypes. Additionally, cotyledon explants were more suitable than hypocotyl explants, and high concentrations of auxin (2,4-D) combined with low concentrations of cytokinin (BAP) provided the best results.

    Keywords: Callus, In Vitro Conditions, Silybum Marianum, Somatic Embryogenesis
  • Ahmad Bakhshi, Vahid Abdossi *, Marziyeh Ghanbari Jahromi Pages 145-163
    Background and objectives

    Water availability is one of the most critical climatic factors influencing plant distribution worldwide. Drought stress, resulting from insufficient water availability, can induce plant morphophysiological, biochemical, and functional changes. Seaweed contains a high percentage of polymer compounds capable of absorbing water molecules and forming a gel-like structure. Additionally, its rich composition of salts and essential minerals fulfills plant nutrient requirements, promotes growth and yield, enhances resistance to environmental stress, improves nutrient uptake from the soil, and boosts antioxidant properties. Tarragon (Artemisia dracunculus L.) is an herb widely used as a flavoring agent in the food industry, with its essential oil playing a key role in canning and perfumery. Because seaweed extract serves as a natural biofertilizer, providing essential nutrients and plant growth hormones while being environmentally friendly, it represents a viable alternative to chemical fertilizers. Moreover, it enhances plant resilience to various environmental stresses and contributes to sustainable food production. This study aims to investigate the effects of seaweed extract on the growth and biochemical characteristics of tarragon under drought stress conditions.

    Methodology

    This study was conducted to investigate the growth, physiological, and biochemical characteristics of the medicinal plant tarragon (Artemisia dracunculus L.) under drought stress at four levels (100%, 80%, 60%, and 40% field capacity) and foliar application of aqueous Sargassum seaweed extract at three concentrations (0 g/L [control], 1 g/L, and 2 g/L). The experiment was carried out in the spring of 2023 in a greenhouse located in Damavand, using a factorial arrangement based on a completely randomized design with three replications. Four-leaf tarragon seedlings were obtained from the training farm of Damavand Technical and Vocational School and transplanted into three-liter pots. After a 10-day establishment period, drought stress was applied for 45 days, with foliar spraying of seaweed extract performed every two weeks, starting simultaneously with the onset of drought stress. Soil moisture levels in the pots were monitored daily by weighing them, and water was added as needed to maintain the target field capacity for each treatment. Plant sampling was conducted one week to 10 days after the completion of treatments, coinciding with the transition from vegetative to reproductive growth. Morphophysiological traits, including fresh and dry biomass, plant height, and the number of secondary branches, were measured. Additionally, biochemical parameters such as proline content, soluble carbohydrates, total phenol and flavonoid content, antioxidant activity, and essential oil yield and percentage were analyzed.

    Results

    The results indicated that under severe drought stress (40% field capacity) and in the absence of seaweed extract application, there was a significant reduction in morphophysiological traits, including plant height, main stem diameter, number of secondary branches, fresh and dry weight of aerial parts, and photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll). However, the application of seaweed extract mitigated the adverse effects of drought stress on tarragon. Under mild drought stress (60% field capacity) without seaweed extract application, the highest levels of total phenol (82 mg/g gallic acid), total flavonoid (64.33 mg/g quercetin), antioxidant activity (76%), and essential oil yield and percentage were observed. Drought stress also enhanced the activity of antioxidant enzymes, leading to increased synthesis of soluble carbohydrates and proline compared to the control. Among the tested seaweed extract concentrations, the application of 2 g/L had the most significant positive impact on the evaluated traits, further improving plant resilience and biochemical responses under drought-stress conditions.

    Conclusion

    The overall findings of this study indicate that tarragon exhibits limited resistance to drought stress, with a noticeable decline in yield as stress intensity increases. Under drought conditions, the application of seaweed extract, particularly at a concentration of 2 g/L, effectively mitigated the adverse effects of stress by enhancing morphophysiological and phytochemical traits, including total phenol, flavonoid content, and essential oil yield. In most cases, the difference between 2 g/L and 1 g/L of seaweed extract was statistically significant, with 2 g/L demonstrating superior effectiveness. Therefore, the application of 2 g/L seaweed extract is recommended to improve drought tolerance and maintain yield in tarragon under water-limited conditions.

    Keywords: Proline, Environmental Stress, Total Phenol, Catalase, Growth Promoter
  • Zeinab Sharifi *, Hamidreza Eisvand, Naser Akbari, Omid Ali Akbarpour Pages 164-181
    Background and objectives

    Allium jesdianum is a valuable medicinal and edible plant belonging to the Alliaceae family and is native to Iran. However, due to excessive harvesting in its natural habitat, it is currently endangered. This study aimed to promote the cultivation, conservation, and habitat restoration of this endangered species. To ensure its sustainability, wild ecotypes were cultivated in controlled agricultural environments, and the effects of plant nutrition and gibberellic acid on reproductive success and overall yield were evaluated.

    Methodology

    A randomized complete block experiment with three replications was conducted during the 2021–2022 growing season at the research farm of Lorestan University. The experimental treatments included cow manure at two levels (0 and 40 t/ha), NPK biofertilizer (Azotobarvar-1, Potabarvar-2, and Phosphatebarvar-2) at two levels (0 and 100 g/ha), and gibberellic acid (GA₃) at two levels (0 and 250 ppm). Bulbs were collected from their natural highland habitat near the research site and cultivated in the field after being inoculated with NPK biofertilizer and gibberellic acid. Various morphological and yield-related traits were measured, including plant height, fresh and dry leaf weight, weight and diameter of mother and daughter bulbs, daughter bulb production, economic yield, and biological yield. Data were analyzed using SAS 9.4 software, and treatment means were compared using the LSD test at a 5% significance level.

    Results

    Applying cow manure, NPK biofertilizer, and gibberellic acid individually or in combination significantly influenced most vegetative and yield-related traits. However, the number of leaves per plant showed no significant variation. The highest plant height (26.53 cm), fresh leaf weight (8.24 g per plant), and dry leaf weight (2.84 g per plant) were recorded in the treatment combining cow manure, NPK biofertilizer, and gibberellic acid. Fertilizer and gibberellic acid application led to an approximately 2.5-fold increase in fresh leaf yield and an 18% improvement in biological yield compared to the control. The combination of cow manure and biological fertilizer had the most substantial impact on plant growth parameters. The weight and diameter of the mother bulb were significantly influenced by both the main effects and their interactions, with the highest values (3.58 g per plant and 22.52 mm) observed under the combined application of cow manure, biological fertilizer, and gibberellic acid. Similarly, the weight and diameter of daughter bulbs followed the same pattern. Reproductive success in A. jesdianum was significantly improved with the combined application of cow manure, biological fertilizer, and gibberellic acid. This treatment resulted in the highest bulb yield, averaging 13.33 bulbs per unit area.

    Conclusion

    The results indicate that the integrated application of cow manure, NPK biofertilizer, and gibberellic acid significantly enhances plant yield and daughter bulb production. Therefore, this approach is recommended for farmers seeking to improve A. jesdianum cultivation while reducing dependence on chemical fertilizers.

    Keywords: Azotobarvar-1, Gibberellic Acid, Organic Fertilizer, Phosphatebarvar-2, Potabarvar-2, Production, Yield