فهرست مطالب

مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران
سال چهل و یکم شماره 3 (پیاپی 125، پاییز 1404)

  • تاریخ انتشار: 1404/07/01
  • تعداد عناوین: 11
|
  • علی اکبر براتی*، علی اسدی، هنگامه سردارشهرکی، پریا سیاه بیدی صفحات 373-392
    سابقه و هدف
    ساکنان مناطق روستایی شهرستان زابل در سال های اخیر به دلیل اقلیم گرم و بیابانی و وقوع خشکسالی های شدید، با آسیب های جدی معیشتی مواجه شده اند. از این رو، شناسایی منابع درآمدی که با نوسانهای اقلیمی سازگار باشند و راهبردهایی برای بهبود فرصت های اقتصادی در این منطقه فراهم نمایند، از اهمیت بالایی برخوردار است. کشت گیاهان دارویی به عنوان یکی از منابع درآمدی ارزشمند، به دلیل گستردگی زنجیره ارزش، ظرفیت بالای درآمدزایی و سازگاری با تنش های محیطی، می تواند نقشی کلیدی در اشتغال زایی و کاهش فقر در مناطق روستایی شهرستان زابل ایفا کند. این مطالعه با هدف امکان سنجی توسعه کشت گیاهان دارویی منتخب در نواحی روستایی این شهرستان انجام شده است.
    مواد و روش ها
    جامعه آماری این تحقیق شامل کارشناسان خبره شاغل در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی و جهادکشاورزی شهرستان زابل و خبرگان حوزه گیاهان دارویی در بخش خصوصی بودند. در مجموع، 25 نفر به صورت هدفمند برای این مطالعه انتخاب شدند. داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه و با استفاده از ابزار پرسش نامه محقق ساخته گرد آوری شدند. برای تجزیه وتحلیل داده ها، از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. گیاهان دارویی منتخب در منطقه مورد مطالعه نیز براساس مرور پیشینه تحقیق و مصاحبه با کارشناسان و صاحب نظران این حوزه تعیین شدند. این گیاهان شامل 10 گونه دارویی شامل زیره سبز (Cuminum cyminum)، سیاه دانه (Nigella sativa)، اسفرزه (Plantago psyllium)، شنبلیله (Trigonella foenum-graecum)، زنیان (Trachyspermum ammi)، چای ترش (Hibiscus sabdariffa)، کتان (Linum usitatissimum)، بابونه (Matricaria chamomilla)، گوار (Cyamopsis tetragonoloba) و گل محمدی (Rosa damascena) بود که دارای بیشترین سابقه کشت در منطقه بودند.
    نتایج
    میانگین سنی کارشناسان مورد مطالعه حدود 55 سال با انحراف معیار 10.9 سال بود. بیشتر کارشناسان دارای مدرک تحصیلی کارشناسی و کارشناسی ارشد بوده و رشته های تحصیلی تمامی آنها با بخش کشاورزی مرتبط بودند. میانگین سابقه شغلی پاسخگویان در حوزه کشاورزی حدود 15 سال با انحراف معیار 8.60 سال بود. همچنین، تمامی پاسخگویان سابقه فعالیت در زمینه گیاهان دارویی (شامل تولید، تحقیق یا خرید و فروش) داشتند. براساس نظر کارشناسان، معیارهای انتخاب گیاهان دارویی برای کشت، به ترتیب اهمیت شامل: اقتصادی، فنی و اقلیمی، زیرساختی و تکنولوژیکی، سیاستی و مدیریتی و در نهایت دانشی و نگرشی شناسایی شدند. نتایج اولویت بندی گیاهان دارویی مناسب برای کشت، با در نظر گرفتن این شاخص ها، نشان داد که به ترتیب سه گیاه گل محمدی (3.23)، چای ترش (3.12) و زیره سبز (3.05) بالاترین اولویت را برای کشت در شهرستان زابل دارند. یافته های این تحقیق نشان می دهند که از میان معیارهای موثر بر توسعه کشت گیاهان دارویی، توجه به جنبه های «فنی و شرایط اقلیمی» و «زیرساخت ها و فناوری مناسب» از اهمیت بیشتری برخوردارند. در میان زیرمعیارهای مختلف نیز، «سازگاری با اقلیم منطقه»، «بازارپسندی» و «سهولت برداشت، فراوری و انبارداری» بالاترین اهمیت را داشتند.
    نتیجه گیری
    امروزه تغییرات اقلیمی و پیامدهای نامطلوب ناشی از آن، همراه با محدودیت فرصت های اقتصادی در مناطق روستایی، ازجمله چالش های اساسی تهدیدکننده معیشت روستاییان به شمار می روند. یکی از راهبردهای موثر برای مقابله با این مشکلات، شناسایی منابع درآمدی متناسب با ویژگی های اقلیمی و ظرفیت های اقتصادی روستاهاست. توسعه کشت گیاهان دارویی، به دلیل توان بالای درآمدزایی و سازگاری قابل توجه این گیاهان با شرایط محیطی و مقاومت در برابر تنش ها، می تواند گامی موثر در جهت اشتغال زایی، افزایش درآمد، کاهش فقر و جلوگیری از مهاجرت روستاییان باشد. با این حال، همه گیاهان دارویی برای کشت در هر منطقه مناسب نیستند. بنابراین، پیش از توصیه به کشت، لازم است این گیاهان از جنبه های مختلف ارزیابی شوند تا از بروز مشکلات و شکست در فرایند توسعه کشت آنها جلوگیری شود.
    کلیدواژگان: گیاهان دارویی، امکان سنجی کشت، توسعه روستایی، معیشت پایدار
  • نظام خالدیان، حسین شعبانعلی فمی*، علی اکبر براتی، سمیرا افشاری صفحات 393-410
    سابقه و هدف
    در سال های اخیر برداشت گیاهان دارویی از مراتع در منطقه سارال شهرستان دیواندره در استان کردستان به عنوان یک راهبرد تامین معیشت رو به گسترش است. با وجود تاثیر این کار بر معیشت خانوارهای روستایی، در حال حاضر هیچ شناخت و درک درستی نسبت به میزان اثرگذاری این فعالیت بر معیشت خانوارهای روستایی ذینفع و مشکلات پیش روی آن وجود ندارد. ازاین رو، هدف اصلی این تحقیق از یکسو تعیین میزان اثرگذاری این فعالیت بر معیشت خانوارهای روستایی و از سوی دیگر بررسی مشکلات پیش روی برداشت گیاهان دارویی مرتعی در این بخش است تا ضمن بررسی این موضوع، مهمترین رویکردهای آینده در این مورد نیز شناسایی شوند.
    مواد و روش ها
    این پژوهش از نوع تحقیقات پیمایشی بود و جامعه آماری آن را کل خانوارهای روستایی در بخش سارال شهرستان دیواندره به تعداد 2519 خانوار تشکیل دادند که 206 سرپرست خانوار با استفاده از فرمول کوکران به روش تصادفی طبقه ای با انتساب متناسب انتخاب شدند. داده های مورد نیاز از این بهره برداران با استفاده از پرسش نامه جمع آوری شد. روایی و پایایی پرسش نامه به ترتیب با استفاده از نظر کارشناسان و ضریب آلفای کرونباخ بررسی گردید. مقادیر آلفای کرونباخ بالاتر از مقدار آستانه ای 0.70 به دست آمد که نشان می دهد ابزار اندازه گیری متغیرها از پایایی لازم برخوردار بوده است. تجزیه وتحلیل داده ها به صورت توصیفی با شاخص میانگین و ضریب تغییرات انجام شد.
    نتایج
    یافته ها در بخش آمار توصیفی نشان داد که 70 درصد از بهره برداران متوسط سن 35 سال داشتند. میانگین سابقه برداشت گیاهان دارویی از مراتع این افراد، 4.65 سال بود. بیشترین نحوه فروش گیاهان دارویی، فروش نقدی به واسطه ها با 43.5 درصد بود. نتایج رتبه بندی میزان برداشت گیاهان دارویی از مراتع نشان داد که گیاهان کما، آویشن و پونه دارای بیشترین میزان برداشت و بومادران، علف چای و مریم گلی دارای کمترین رتبه بودند. در ضمن، از نظر شاخص میانگین درآمدزایی (هزار ریال در لیتر یا کیلوگرم فراورده) گیاهان خاکشیر (1097.60)، آویشن (794.89) و پونه (506.99) دارای بیشترین سهم و گیاهان کاسنی (240.93)، بومادران (214.19) و مریم گلی (117.53) دارای کمترین سهم بودند. براساس نتایج، اولویت بندی مشکلات برداشت گیاهان دارویی از مراتع بخش سارال نشان داد که «مشکلات و نیازهای اقتصادی و معیشتی مردم که منجر به برداشت بی رویه گیاهان دارویی شده است»، «از بین رفتن برخی از گونه های گیاهی دارویی منطقه در نتیجه برداشت بی رویه» و «تکیه بر انگیزه ها و ظرفیت مردم محلی برای جلوگیری از برداشت گیاهان دارویی توسط افراد غیربومی» ازجمله گویه هایی هستند که اولویت اول تا سوم را به خود اختصاص داده اند. همچنین، نتایج اولویت بندی ادراک بهره برداران نسبت به راهکارهای بهبود معیشت خانوارهای روستایی با تاکید بر برداشت گیاهان دارویی نشان داد که به ترتیب گویه های «توسعه تشکل های مردمی مانند شرکت های تعاونی و سازمان های مردم نهاد و غیر دولتی»، «گسترش آموزش های عمومی در زمینه لزوم حفاظت از منابع طبیعی به عنوان یک سرمایه ملی و همگانی در زمان برداشت گیاهان دارویی» و «واگذاری موضوع نظارت بر برداشت گیاهان دارویی به جامعه محلی با هدف محدود و ساختارمند نمودن»، به عنوان مهمترین راهکارهای بهبود معیشت خانوارهای روستایی با تاکید بر برداشت گیاهان دارویی مطرح شدند.
    نتیجه گیری
    با توجه به یافته ها می توان گفت که برداشت گیاهان دارویی در بخش سارال در فصل بهار تاثیر زیادی بر معیشت خانوارها ندارد. به طوری که عدم آموزش و شناخت روش های برداشت و برداشت بی رویه، اثرهای منفی بیشتری نسبت به مثبت آن دارد. بررسی راهکارهای بهبود معیشت روستاییان نشان داد که توسعه شرکت های تعاونی و سازمان های مردم نهاد، گسترش آموزش های عمومی برای حفاظت از منابع طبیعی و واگذاری نظارت بر برداشت به جامعه محلی از مهمترین راهکارها برای بهبود معیشت روستاییان است.
    کلیدواژگان: معیشت روستایی، گیاهان دارویی مرتعی، خانوارهای روستایی، بخش سارال
  • محمد حقانی نیا، عبدالله جوانمرد*، زهرا قربانی، محمدرضا مرشدلو، کریم کاکایی صفحات 411-430
    سابقه و هدف

    نعناع گریپ فروتی، با نام علمی Mentha suaveolens × piperita، یکی از گیاهان دارویی باارزش است که به خانواده نعناعیان (Lamiaceae) تعلق دارد. علاوه بر این، خشکی یکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در سراسر جهان و شایع ترین تنش محیطی است که از طریق ایجاد اختلال در تعادل بین گونه های فعال اکسیژن و فعالیت های دفاعی آنتی اکسیدانی، موجب تنش اکسیداتیو می گردد. نانوتکنولوژی راهبرد مدرنی است که نشان داده می تواند مقاومت گیاهان را در برابر تنش خشکی افزایش دهد. نقاط کوانتومی کربن یکی از این نانو مواد می باشد که در سال 2004 کشف شد که به عنوان یک نانو مواد جدید با اندازه کوچک تر از 10 نانومتر هستند و در مقایسه با سایر نانو مواد مبتنی بر فلز، نانو موادی مبتنی بر کربن بوده که سمیت کمتر و زیست سازگاری بالاتری به دلیل ساختار کربنی از خود نشان می دهند و به دلیل این ویژگی های منحصربه فرد در سال های اخیر کانون توجه بسیاری از پژوهشگران بوده است. بنابراین، این پژوهش با هدف ارزیابی اثر نقاط کوانتومی کربن بر رشد، میزان و ترکیبات اسانس نعناع گریپ فروتی (Mentha suaveolens × piperita) در شرایط تنش کم آبی اجرا شد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار به صورت گلدانی در بهار و تابستان 1402 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه مراغه- آذربایجان شرقی انجام شد. فاکتور اول شامل آبیاری در 90 درصد ظرفیت زراعی به عنوان شاهد (آبیاری نرمال)، آبیاری در 70 درصد ظرفیت زراعی (تنش متوسط) و آبیاری در 50 درصد ظرفیت زراعی (تنش شدید) و فاکتور دوم شامل سطوح مختلف نقاط کوانتومی کربن (0، 5، 10، 15 و 20 پی پی ام) بود. در نهایت، داده های حاصل از نمونه برداری ها با استفاده از نرم افزار آماری SAS مورد تجزیه واریانس قرار گرفته و مقایسه میانگین های صفات به روش آزمون حداقل تفاوت معنی دار در سطح پنج درصد انجام شد.

    نتایج

    تجزیه واریانس صفات نشان داد که اثر رژیم های مختلف آبیاری، تیمارهای کودی و اثر متقابل آنها بر روی کلیه صفات اندازه گیری شده معنی دار بود. نتایج نشان داد استفاده از 15 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن در شرایط آبیاری نرمال وزن تر، وزن خشک، محتوای کلروفیلa  و کلروفیلb  را نسبت به عدم مصرف در شرایط تنش خشکی شدید به ترتیب 110، 86، 184 و 163 درصد افزایش داد. علاوه بر این، محتوی و عملکرد اسانس در تنش متوسط با کاربرد 15 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن به ترتیب 135 و 298 درصد نسبت به تنش شدید بدون کاربرد نقاط کوانتومی کربن افزایش یافتند. همچنین، بیشترین لینالیل استات با کاربرد تیمار 15 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن در آبیاری 50 درصد ظرفیت زراعی بدست آمد که در مقایسه با تیمار شاهد 1/50 درصد افزایش را نشان داد. علاوه بر این، بیشترین لینالول در آبیاری نرمال و با کاربرد 10 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن ثبت شد که نسبت به تیمار عدم کاربرد نقاط کوانتومی کربن در شرایط آبیاری 50 درصد ظرفیت زراعی 4/67 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، کاربرد 15 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن در شرایط آبیاری نرمال در مقایسه با عدم مصرف آن در شرایط تنش خشکی شدید، محتوای مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن را به ترتیب 51 و 58 درصد کاهش داد. همچنین، در شرایط تنش ملایم استفاده از غلظت 15 پی پی ام نقاط کوانتومی کربن فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز را در مقایسه با عدم مصرف در شرایط نرمال به ترتیب 123، 111 و 72 درصد افزایش داد.

    نتیجه گیری

    نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که کاربرد نقاط کوانتومی کربن با غلظت 15 پی پی ام می تواند با تاثیر بر متابولیت های ثانویه و بالا بردن پارامترهای دفاعی مانند فعال کردن آنزیم های آنتی اکسیدانتی و افزایش مقدار اسمولیت های سازگاری مانند پرولین و کربوهیدرات های محلول در آب موجب کاهش محتوای مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن شده و به گیاه نعناع گریپ فروتی کمک کند تا سازگاری بیشتری در برابر خشکی داشته و در نهایت بهبود کمیت و کیفیت اسانس را به همراه داشته باشد.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، عملکرد اسانس، آنزیم های آنتی اکسیدان، کشاورزی پایدار، متابولیت ثانویه، نانوذرات
  • ساناز رجبی خمسه*، محمود بهادر، حسین صفی خانی محمودزاده، حبیب الله یوسفیان قهفرخی صفحات 431-442
    سابقه و هدف
    گل همیشه بهار (Calendula officinalis L.) گیاهی دارویی و زینتی و متعلق به خانواده کاسنی بوده و از زمان های گذشته تاکنون از برگ، ریشه، گل و بذر آن (به دلیل داشتن ترکیبات موثره شامل فلاونوییدها، کاروتنوئیدها، استروئیدها، ترپنوئیدها، فنولیک اسیدها، موسیلاژها و ویتامین E) مورد استفاده قرار می گرفته است. تنش شوری یکی از عوامل مهم کاهش تولید گیاهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تاثیر محلول پاشی اسید اسید سالیسیلیک بر خصوصیات رشدی و محتویات رنگیزه های فتوسنتزی همیشه بهار در شرایط تنش شوری بود.
     
    مواد و روش ها
    این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار به صورت گلدانی در گلخانه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل شوری (کلرید سدیم) در پنج سطح صفر، 50، 100، 150 و 200 میلی‏مولار به عنوان فاکتور اول و محلول پاشی اسید سالیسیلیک در سه سطح صفر، یک و دو میلی‏مولار به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شد. کاشت در تاریخ دهم آذرماه سال 1392 در گلدان هایی به ابعاد  cm25 cm ×25 انجام شد. هر گلدان دارای چهار بوته و به صورت دو روز یکبار به میزان 200 میلی‏لیتر آبیاری می شدند. برای تیمار صفر میلی‏مولار از آب مقطر استفاده شد. اعمال تنش شوری از مرحله چهار برگی آغاز شد. محلول پاشی اسید سالیسیلیک در دو مرحله در زمان چهار برگی گیاه انجام گردید. برای عمل بهاره‏سازی، گلدان‏ها در خارج از گلخانه قرار گرفتند. برداشت در دهم اسفندماه، در مرحله گلدهی کامل انجام شد. پس از برداشت ‏گیاهان، ارتفاع، تعدادگل، وزن خشک گل، وزن خشک اندام هوایی، مقادیر رنگدانه های فتوسنتزی، محتوای نسبی آب برگ و میزان نشت الکترولیت اندازه گیری شد. برای تجزیه وتحلیل داده های حاصل از این بررسی از نرم افزار SAS استفاده گردید.
    نتایج
    نتایج نشان داد محلول پاشی اسید سالیسیلیک تاثیر معنی‏دار مثبتی بر ارتفاع، وزن خشک بوته، تعداد گل، وزن خشک گل، مقادیر کلروفیل های a، b، کاروتنوئیدها، محتوای رطوبت نسبی برگ و میزان نشت الکترولیت ها داشت. بیشترین مقادیر این صفات (بجز میزان نشت الکترولیت ها) در تیمار محلول پاشی یک میلی مولار اسید سالیسیلیک و شوری شاهد حاصل شد. کمترین آنها مربوط به تیمار صفر میلی مولار اسید سالیسیلیک و شوری 200 میلی مولار بود، به طوری که در این تیمار کاهش 193.3% ارتفاع، 70.8% وزن خشک بوته، 332% تعداد گل، 430% وزن خشک گل، 186.7% مقدار کلروفیل a، 216.7% مقدار کلروفیل b، 185.7% مقدار کاروتنوئیدها و 215.9% محتوای رطوبت نسبی برگ نسبت به تیمارهای محلول پاشی یک میلی مولار در شوری صفر وجود داشت. کمترین میزان نشت الکترولیت ها متعلق به تیمارهای یک و دو میلی مولار اسید سالیسیلیک و آبیاری با آب مقطر بود که از کاهش 481.5% نسبت به تیمار بدون محلول پاشی و سطح شوری 200 میلی‏مولار برخوردار بود.
    نتیجه گیری
    به طورکلی، محلول پاشی اسید سالیسیلیک اثرهای شوری را تا حدودی خنثی کرد و تا سطح شوری 100 میلی‏مولار تاثیر قابل قبولی بر صفات مورد بررسی داشت. از بین تیمارهای اسید سالیسیلیک در بیشتر صفات مورد بررسی، محلول پاشی یک میلی‏مولار بیشترین تاثیر را در بهبود اثرهای تنش داشت، به گونه ای که بیشترین مقادیر در صفات مورد بررسی متعلق به این تیمار بود.
    کلیدواژگان: تنظیم کننده رشد، کاسنی، کلروفیل، گیاهان دارویی
  • ابراهیم دورانی*، ساناز همتی اصل صفحات 443-456
    سابقه و هدف
    آنتراکینون ها از متابولیت های ثانویه گیاهی هستند که نقش مهمی در درمان برخی از بیماری ها ازجمله هپاتیت و سرطان دارند. آنتراکینون ها نه تنها در منسوجات و مواد غذایی بلکه به دلیل وجود بالای آنتی اکسیدان، در ساخت وسایل آرایشی، صنعت عطرسازی و صنعت داروسازی استفاده می شوند. کشت درون شیشه ای گیاهان یک روش جایگزین مناسب و عاری از عوامل محیطی را برای تولید ترکیبات دارویی در یک شرایط کنترل شده فراهم کرده است. سیستم کشت ریشه مویین مبتنی بر تلقیح با آگروباکتریوم رایزوژنز در دو دهه گذشته به عنوان روش موثر برای تولید متابولیت های ثانویه در ریشه های گیاهی مانند جینسینگ تبدیل شده است. یکی از مزیت های تولید این ترکیبات در شرایط درون شیشه ای، امکان افزایش تولید آنها با بکارگیری ترکیبات غذایی موثر و القای فرایند تولید و بیوسنتز مواد ثانویه با محرک های مختلف زیستی و غیر زیستی می باشد. هدف از این تحقیق، مطالعه اثر غلظت نمکی محیط کشت و غلظت ساکارز در افزایش تولید زیست توده ریشه مویین و مطالعه اثر محرک های مختلف غیرزیستی در افزایش تولید آنتراکینون در ریشه مویین روناس بود.
    مواد و روش ها
    برای این منظور، در آزمایش اول پس از القای ریشه مویین ابتدا اثر ساکارز (30، 45 و 60 گرم در لیتر) در ترکیب با محیط های پایه MS2/1 و MS در افزایش زیست توده ریشه مویین در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی با 4 تکرار مطالعه شد. در آزمایش دوم، اثر محرک های مختلف در دو سطح و سه تکرار با غلظت های مختلف،دی اکسید تیتانیوم (50 و 100 میلی گرم در لیتر)، کیتوزان (100 و 150 میلی گرم در لیتر)، نیترات نقره (50 و 100 میلی گرم در لیتر)، پرولین (250 و 500 میلی گرم در لیتر)، اسید جیبرلیک (1 و 2 میلی گرم در لیتر) و نفتالین استیک اسید (1 و 2 میلی گرم در لیتر) در افزایش آنتراکینون (آلیزارین) مورد بررسی قرار گرفتند.
    نتایج
    در آزمایش اول محیط 1/2MS شامل 45 گرم بر لیتر ساکارز بالاترین افزایش زیست توده را داشت و محیط های پایه MS حاوی 45 و 60 گرم در لیتر ساکارز، MS حاوی 30 گرم در لیتر ساکارز و 1/2MS حاوی 60 گرم در لیتر ساکارز در رتبه های بعدی تولید زیست توده ریشه بودند. بهترین محیط در تولید زیست توده از این آزمایش انتخاب شد و برای آزمایش بعدی مورد استفاده قرار گرفت، به طوری که در این آزمایش اثر محرک های مختلف به مدت 2 روز در افزایش ماده ثانویه (آلیزارین) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که انباشت ماده ثانویه در محیط حاوی 250 میلی گرم در لیتر پرولین افزایش چشمگیری نسبت به بقیه محرک ها داشت و محرک های 50 میلی گرم در لیتر نیترات نقره و 2 میلی گرم در لیتر اسید جیبرلیک، به ترتیب در رده های بعدی قرار داشتند. محتوای متابولیت ثانویه در دو سطوح مختلف نفتالین استیک اسید تفاوت قابل توجهی نسبت به شاهد نداشت.
    نتیجه گیری
    به طور کلی این مطالعه نشان داد که بیشترین تولید زیست توده ریشه در محیط کشت 1/2MS حاوی 45 گرم در لیتر ساکارز به دست آمد، در حالی که بالاترین میزان آنتراکینون در حضور پرولین حاصل شد.
    کلیدواژگان: وناس (Rubia Tinctorum L.)، آنتراکینون، محرک، ریشه مویین، متابولیت ثانویه
  • سمیه بدخشان، عنایت الله توحیدی نژاد*، جلال قنبری، بهاره پارسامطلق صفحات 457-475
    سابقه و هدف

    از مهمترین عوامل موثر بر تولید محصولات کشاورزی، تغذیه صحیح گیاهان است که علاوه بر نقش مثبت در افزایش میزان عملکرد کمی، کیفیت تولیدات مختلف را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. چای ترش (Hibiscus sabdariffa L.) نیز گیاهی دارویی، یکساله، روزکوتاه، خودگشن و حساس به سرما و یخبندان و دارای بیش از 300 گونه در سراسر جهان است که رشد و عملکرد کمی و کیفی آن همانند سایر گیاهان می تواند علاوه بر عوامل ژنتیکی متاثر از شرایط محیطی باشد. از سوی دیگر، با توجه به اهمیت کیفیت مواد استحصال شده در انواع گیاهان دارویی، لازم است در بکارگیری کودهای شیمیایی دقت بیشتری لحاظ شود. بدین منظور، این پژوهش برای دستیابی به برنامه تغذیه ای تلفیقی مناسب از کودهای آلی و زیستی برای جایگزینی کودهای شیمیایی در مزرعه چای ترش انجام شد.

    مواد و روش ها

    این تحقیق، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در سال های زراعی 1401-1400 و 1402-1401 در شهرستان جیرفت، انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل 14 منبع مختلف تغذیه ای شاهد (T1)، تلقیح قارچ آربوسکولار میکوریزا (T2)، کاربرد باکتری آزوسپیریلوم (T3)، تلقیح قارچ آربوسکولار مایکوریزا (Funneliformis mosseae) + باکتری آزوسپیریلوم (T4)، کاربرد 100 درصد کود مرغی توصیه شده (T5)، کاربرد 100 درصد کود شیمیایی توصیه شده (T6)، ترکیب 50% کود مرغی توصیه شده + 50% کود شیمیایی توصیه شده (T7)، کاربرد 50% کود مرغی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا (T8)، کاربرد 50% کود مرغی توصیه شده + باکتری آزوسپیریلوم (T9)، کاربرد 50% کود مرغی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا + باکتری آزوسپیریلوم (T10)، کاربرد 50% کود شیمیایی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا (T11)، کاربرد 50% کود شیمیایی توصیه شده + باکتری آزوسپیریلوم (T12)، کاربرد 50% کود شیمیایی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا + باکتری آزوسپیریلوم (T13) و کاربرد 25% کود مرغی توصیه شده + 25% کود شیمیایی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا + باکتری آزوسپیریلوم (T14) بودند. کشت مزرعه در هر دو سال در تاریخ دوازدهم خردادماه و برداشت نیز در اول آذرماه انجام شد. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد تر و خشک کاسبرگ چای ترش، میزان محتوای آنتوسیانین کاسبرگ ها و شاخص های بررسی رنگ هانتر شامل شاخص های L*، a* و b* بودند. همچنین برای ارزیابی کیفیت و خلوص رنگ نیز سه شاخص زاویه هیو (برحسب درجه)، کروما و شاخص قرمزی رنگ ارزیابی شدند. تجزیه آماری داده ها با نرم افزار SAS Ver 9.1 و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح معنی دار پنج درصد انجام شد.

    نتایج

    براساس نتایج، بین تیمارهای مختلف کودی از لحاظ کلیه صفات تفاوت معنی داری دیده شد. به طوری که بیشترین عملکرد کاسبرگ تر چای ترش در شرایط کاربرد تیمار تغذیه ای ترکیبی %50 کود مرغی توصیه شده + باکتری آزوسپیریلوم (T9) و تیمار %50 کود مرغی توصیه شده + 50% کود شیمیایی توصیه شده (T7) و با 55% افزایش نسبت به شاهد (T1)، بدست آمد. بالاترین میزان عملکرد کاسبرگ های خشک نیز در تیمارهای ترکیبی50% کود مرغی توصیه شده + 50% کود شیمیایی توصیه شده (T7) دیده شد که تفاوت آماری با عملکرد کاسبرگ های حاصل از تیمار ترکیبی50% کود مرغی توصیه شده + باکتری آزوسپیریلوم (T9) نداشت. بیشترین میزان محتوای آنتوسیانین نیز با 36.26 و 34.97 درصد افزایش نسبت به شاهد، به ترتیب از کاسبرگ های حاصل از تیمارهای ترکیبی 50% کود مرغی توصیه شده + قارچ آربوسکولار مایکوریزا + باکتری آزوسپیریلوم (T10) و 50% کود مرغی توصیه شده + باکتری آزوسپیریلوم (T9) بدست آمد. همچنین حداکثر میزان شاخص های رنگی قرمز- سبز (با میزان 25.292 و 24.960)، اشباع رنگی (با میزان 39.980 و 39.403) و قرمزی رنگ (با میزان 10.769 و 10.282) نیز به ترتیب در همین دو تیمار تغذیه ای تلفیقی، مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل نشان داد که کاربرد تیمارهای تغذیه ای ترکیبی حاوی کود مرغی و کودهای زیستی می تواند علاوه بر افزایش کمی محصول کاسبرگ چای ترش، کیفیت کاسبرگ های بدست آمده را نیز افزایش دهد. به طوری که بیشترین میزان صفات کمی بررسی شده در کاسبرگ های حاصل از این تیمارها مشاهده شد و در صفات شاخص های رنگ کاسبرگ ها نیز، بالاترین میزان این صفات از تیمارهای ترکیبی کود مرغی و کود زیستی بدست آمدند. ازاین رو، به نظر می رسد تیمارهای تغذیه ای تلفیقی شامل این کودها، می تواند جایگزین مناسبی برای کاهش مصرف کودهای شیمیایی به همراه بهبود عملکرد کمی و کیفی چای ترش درنظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: آزوسپیریلوم، آنتوسیانین، قارچ آربوسکولار مایکوریزا، کود مرغی
  • نیلوفر رضایی، فاطمه سفیدکن*، حسنعلی نقدی بادی صفحات 476-493
    سابقه و هدف
    تولید گیاهان دارویی، ازجمله مرزه، در جهان رو به افزایش است. مرزه با ترکیبات تیمول و کارواکرول در اسانس خود، اهمیت ویژه ای دارد. هدف این مطالعه، بررسی اثر تراکم کاشت و حاصلخیزی خاک بر صفات فیزیولوژیکی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی گیاه مرزه در شرایط دیم است. با توجه به اهمیت این عوامل در بهبود مقاومت گیاه در برابر تنش ها، این تحقیق به منظور تعیین بهترین تراکم کاشت و حاصلخیزی خاک بر افزایش فعالیت های آنتی اکسیدانی و توسعه پایدار مرزه انجام شد.
    مواد و روش ها
    این پژوهش به صورت آزمایشی مزرعه ای در ایستگاه تحقیقات همند آبسرد دماوند طی سال های زراعی 97-1396 و 98-1397 انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های خرد شده با دو فاکتور اجرا گردید. فاکتور اصلی شامل سه سطح کودی بود: 1) شاهد (بدون کود)، 2) کود گاوی پوسیده (30 تن در هکتار) و 3) کاه غنی شده با سولفات آمونیوم (10 تن در هکتار). فاکتور فرعی نیز شامل سه سطح تراکم کاشت (2.67، 4 و 8 بوته در مترمربع) بود. عملیات کاشت با استفاده از بذرهای استاندارد مرزه انجام شد. آماده سازی زمین شامل شخم، دیسک و تسطیح بود. کوددهی براساس تیمارها قبل از کاشت انجام شد. آبیاری تنها به صورت دیم (متکی به بارندگی) بود. نمونه برداری از برگ ها در مرحله گلدهی کامل انجام شد. صفات فیزیولوژیکی مورد اندازه گیری شامل محتوای نسبی آب برگ، میزان کلروفیل، پرولین، نشت الکترولیت، نشت یونی، مالون دی آلدئید و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز) بود. نمونه ها پس از برداشت، در آزمایشگاه مورد سنجش قرار گرفتند تا اثر عوامل بر پارامترهای موردنظر ارزیابی شود. تجزیه وتحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین ها با آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5% انجام شد.
    نتایج
    نتایج این پژوهش نشان داد که تراکم کاشت و تیمارهای کودی آلی تاثیر معنی داری بر صفات فیزیولوژیکی و فعالیت های دفاعی آنتی اکسیدانی گیاه مرزه (Satureja spicigera) در شرایط دیم دارند. بیشترین محتوای نسبی آب برگ (87.67%) و کمترین نشت الکترولیت (47.19%) در تیمار کود گاوی با تراکم پایین (2.67 بوته در مترمربع) مشاهده شد که بیانگر بهبود وضعیت آبی گیاه و پایداری غشای سلولی است. در مقابل، با افزایش تراکم کاشت، میزان کلروفیل و محتوای نسبی آب کاهش یافت، اما میزان پرولین، نشت الکترولیت (ELI) و مالون دی آلدئید (MDA) افزایش پیدا کرد که نشانه افزایش شدت تنش در شرایط تراکم بالاست. کاربرد کود گاوی و کاه غنی شده با سولفات آمونیوم موجب بهبود عملکرد فیزیولوژیکی گیاه و کاهش شاخص های تنش اکسیداتیو شد. این تیمارها با تقویت تنظیم اسمزی و حفاظت از غشای سلولی، به افزایش تحمل گیاه در برابر خشکی کمک کردند. جالب توجه اینکه بیشترین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در تیمار شاهد بدون کود با تراکم بالا مشاهده شد که بیانگر واکنش دفاعی شدید گیاه در شرایط تنش و کمبود مواد غذایی است. در مجموع، نتایج نشان می دهد که ترکیب بهینه کود آلی و تراکم مناسب کاشت می تواند با حفظ پایداری فیزیولوژیکی و کاهش آسیب های اکسیداتیو، به افزایش مقاومت گیاه در شرایط کم آبی کمک کرده و کیفیت عملکرد گیاه دارویی مرزه را بهبود ببخشد.
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان می دهد که گیاه مرزه از توانایی مطلوبی برای رشد و توسعه در شرایط دیم برخوردار است و ظرفیت قابل توجهی در ارتقای فعالیت آنتی اکسیدانی از خود نشان می دهد. کاربرد ترکیبی کودهای دامی (به ویژه کود گاوی) همراه با تراکم مناسب کاشت، به عنوان یک راهکار موثر، سبب بهبود شاخص های فیزیولوژیکی، افزایش مقاومت به تنش های محیطی و تقویت سیستم دفاع آنزیمی گیاه می شود. پیاده سازی این یافته ها می تواند گامی موثر در جهت افزایش بهره وری، پایداری اکولوژیکی و امنیت غذایی در مناطق با محدودیت منابع آبی باشد.
    کلیدواژگان: سوپرکسید دیسموتاز، پرولین، کلروفیل، کود گاوی
  • شهلا حسینی*، سجاد آتشی صفحات 494-509
    سابقه و هدف
    گونه های Viola odorata و Hymenocrater longiflorus از گیاهان خودرو منطقه کوسالان در استان کردستان هستند که به دلیل اثرهای دارویی مورد توجه قرار گرفته اند. Viola بزرگ ترین جنس خانواده بنفشه ایان است و شامل 525 تا 600 گونه در سراسر جهان می باشد که 30 گونه آن در ایران شناسایی شده اند. V. odorata یا بنفشه معطر، در صنعت عطرسازی کاربرد دارد و متابولیت های ثانویه آن خواص ضدالتهابی، آرام بخش، ضد سم و ضد ویروس دارند. بخش های مختلف این گیاه ازجمله گل، برگ، ریشه و بذر مصارف دارویی دارند و اکوتیپ های آن در منطقه کوسالان مطالعه شده اند. جنس Hymenocrater از خانواده نعناعیان شامل 24 گونه است که در ایران و کشورهای همسایه توزیع شده اند. از این میان، 9 گونه در ایران گزارش شده و H. longiflorus به عنوان گیاهی زینتی و دارویی شناخته می شود. این گونه در کوه های شمال غرب ایران، ازجمله کوسالان وجود دارد. اگرچه مطالعات خاصی درباره خواص دارویی آن وجود ندارد، اما جنس Hymenocrater به دلیل اثرهای آرام بخشی، ضدالتهابی، ضداسپاسم و کاهش تب مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به فعالیت آنتی اکسیدانی بالا و محتوای فنولی خانواده های بنفشه ایان و نعناعیان، بسیاری از گونه های آنها در صنعت دارو کاربرد دارند. این مطالعه به بررسی ظرفیت آنتی اکسیدانی، ترکیب های فنولی و فلاونوئیدی و اثر مهاری عصاره متانولی گل ها و برگ های V. odorata و H. longiflorus بر سویه های باکتریایی گرم مثبت و منفی می پردازد تا ظرفیت دارویی این گیاهان مشخص شود.
    مواد و روش ها
    نمونه های گیاهی از منطقه کوسالان جمع آوری و نمونه هرباریومی از آنها تهیه شد. عصاره گیری از اندام های هوایی (گل و برگ) با حلال متانول انجام شد. توان آنتی اکسیدانی با روش احیای آهن (FRAP) و مهار رادیکال DPPH در غلظت های مختلف سنجیده شد. همچنین محتوای فنولی به روش فولین- سیوکالتیو و محتوای فلاونوئیدی به روش رنگ سنجی کلرید آلومینیوم اندازه گیری گردید. خواص ضدباکتریایی عصاره نمونه ها نیز، با استفاده از روش های انتشار دیسک و رقت لوله ای در مقابل سویه های گرم مثبت و گرم منفی باکتریایی ارزیابی شد.
     
    نتایج
    براساس این تحقیق، گل گونه H. longiflorus بیشترین قدرت احیاکنندگی و مهار رادیکال آزاد (μg.ml-1851.4 IC50=) نسبت به ترکیب استاندارد ترولاکس (μg.ml-1 612.35) را دارد. برگ  V. odorataبا 58.21 میلی گرم کوئرستین در هر گرم عصاره خشک، بیشترین مقدار فلاونوئید را داشت و گل این گونه کمترین مقدار (mg QE/Ex 37.3) را دارا بود. محتوای فنل نمونه ها بین 30 تا 33 میلی گرم اسید گالیک در هر گرم عصاره متغیر بود. آزمایش های ضد میکروبی نشان داد که عصاره گل V. odorata تاثیری بر تکثیر سویه ها نداشت، اما برگ آن در غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر، هاله عدم رشد 7 میلی متر در محیط کشت  E. coli ایجاد کرد. برگ  H. longiflorus تنها روی سویه  S. aureusاثر مهاری داشت و گل آن در تمام غلظت ها اثر مهاری روی سویه S. aureus (18 میلی متر) اعمال کرد. این گونه در غلظت 200 میکروگرم بر میلی لیتر نیز رشد سویه E. coli را مهار کرد (13 میلی متر). نتایج آزمون رقت لوله ای،  µg.ml-125 MIC وµg.ml-1 50 MBC را برای گل و برگ H. longiflorus در برابر سویه  S. aureusوµg. ml-1200MIC برای سویه  E. coli نشان داد. عصاره گل V. odorata بر روی هر دو سویه بی تاثیر بود. اما عصاره برگ آن  µg.ml-1200 MIC را تایید کرد. نتایج این آزمایش با آزمون آنتی بیوگرام همخوانی داشت. تحلیل GC، ترکیب های ترپنوئید، سزکویی ترپنوئید، آلکالوئید، قند و استر را در این گونه ها تایید کرد که خاصیت ضد دیابتی و ضد سرطانی برای آنها پیش بینی می شود.
    نتیجه گیری
    این مطالعه نتیجه گیری می کند که عصاره گل H. longiflorous دارای فعالیت های آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی قابل توجهی است. این یافته ها ظرفیت این گونه را به عنوان منبع آنتی اکسیدان طبیعی و عامل ضدمیکروبی برجسته می کند، که می تواند در نگهداری مواد غذایی، داروسازی و صنایع مبتنی بر محصولات طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. البته تحقیقات بیشتری برای جداسازی و شناسایی ترکیب های زیرفعال خاص مسئول این اثرها مورد نیاز است.
    کلیدواژگان: فعالیت آنتی اکسیدانی، اثرهای ضدباکتریایی، مهار رادیکال DPPH، سنجش FRAP، محتوای فنولی و فلاونوئیدی
  • مصطفی علی نقی زاده*، محمد عظیمی گندمانی صفحات 510-530
    سابقه و هدف
    گیاه دارویی اسفرزه (Plantago ovata) به دلیل دارا بودن ترکیب های فعال زیستی مانند موسیلاژ، در درمان بیماری های گوارشی و بهبود عملکرد روده ها موثر است. با توجه به اهمیت بالای اسفرزه به عنوان یک گیاه دارویی ارزشمند و محدودیت های منابع آبی در بسیاری از مناطق، این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تاریخ کاشت بر خصوصیات رشدی و عملکردی اسفرزه تحت رژیم های مختلف آبیاری در شرایط آب و هوایی رفسنجان انجام شد.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در سال زراعی 1402-1401 در شهرستان رفسنجان و در مزرعه ای با مختصات جغرافیایی عرض 30 درجه و 24 دقیقه شمالی، طول 55 درجه و 59 دقیقه شرقی، ارتفاع 1467 متر از سطح دریا و میانگین بارندگی سالانه 120 میلی متر و دمای حداکثر و حداقل 43 و 5- درجه سلسیوس، انجام شد. آزمایش به صورت کرت های نواری در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای آبیاری در چهار سطح شامل 40، 60، 80 و 100 درصد نیاز آبی در کرت های افقی و چهار تاریخ کاشت (10 اسفند 1401، 25 اسفند 1401، 10 فروردین 1402 و 25 فروردین 1402) در کرت های عمودی بودند. تیمارهای آبیاری پس از استقرار کامل گیاهچه ها و در مرحله 3 تا 4 برگی اعمال شد و تا رسیدگی فیزیولوژیک ادامه یافت. میزان آب آبیاری بوسیله نرم افزار AGWAT محاسبه شد، به طوری که برای تیمارهای 100، 80، 60 و 40 درصد به ترتیب 1430، 1144، 858 و 572 مترمکعب آب در هر نوبت مصرف شد. تحلیل داده ها با نرم افزار SAS 9.4 و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
    نتایج
    نتایج نشان داد که بیشترین ارتفاع بوته (24.1 سانتی متر)، تعداد پنجه (6 عدد)، طول سنبله (14.3 سانتی متر) و تعداد سنبله در بوته (27.7) در تیمار 100 درصد نیاز آبی و تاریخ کاشت 25 اسفند به دست آمد. همچنین، بیشترین تعداد دانه در بوته (1245)، عملکرد دانه (1876 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد زیستی (5357 کیلوگرم در هکتار) در تیمار 100 درصد نیاز آبی و تاریخ کاشت 25 اسفند مشاهده شد. شاخص برداشت نیز با بیشترین مقدار (35.9 درصد) در تیمار 100 درصد نیاز آبی و تاریخ کاشت 10 اسفند به دست آمد. علاوه بر این، بیشترین وزن هزار دانه در تیمار 80 درصد نیاز آبی (1.94 گرم) و تاریخ کاشت 25 اسفند (1.88 گرم) ثبت شد. از سوی دیگر، بیشترین میزان موسیلاژ در تیمار 100 درصد نیاز آبی (23.9 درصد) و تاریخ کاشت 10 اسفند (22.4) گزارش گردید.
    نتیجه گیری
    به طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد که تاریخ کاشت و میزان آبیاری تاثیر قابل توجهی بر خصوصیات رشدی و عملکرد گیاه دارویی اسفرزه دارند. تاخیر در کاشت و کاهش میزان آبیاری موجب کاهش چشمگیر در ارتفاع بوته، اجزای عملکرد، عملکرد دانه، عملکرد زیستی و شاخص برداشت شد. بنابراین، انتخاب تاریخ کاشت مناسب و تامین نیاز آبی گیاه می تواند به بهبود عملکرد این گیاه کمک کند.
    کلیدواژگان: شاخص برداشت، گیاه دارویی، موسیلاژ، تعداد پنجه، عملکرد دانه، طول سنبله
  • بنیامین علیمردانی پور، گلاله مصطفوی، سیده مهدخت مداح* صفحات 531-547
    سابقه و هدف
    گونهNepeta binaludensis  گیاهی کمیاب، معطر و انحصاری است که به دلیل محتوای فنلی و فلاونوئیدی دارای فعالیت ضد باکتریایی است. با توجه به گسترش مقاومت آنتی بیوتیکی، بررسی روش های درمانی نوآورانه مانند استفاده از ترکیب های مشتق شده از گیاهان همراه نانوذرات لازم به نظر می رسد؛ زیرا این روش ها اغلب ضمن افزایش خواص ضد باکتریایی گیاهان دارویی، مقدار مصرف این گیاهان ارزشمند را کاهش داده و در حفظ آنها موثر هستند. در این پژوهش، خواص ضد میکروبی نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه پونه سای بینالودی و تاثیر آن بر بیان ژن toxA که در ترشح توکسین A و ژن algD که در تشکیل لایه نازک زیستی در باکتری سودوموناس آئروژینوزا نقش دارند، مطالعه شد.     
    مواد و روش ها
    سرشاخه های گلدار پونه سای بینالودی از ارتفاع 2517 متری کوه بینالود واقع در شمال شرق استان خراسان رضوی جمع آوری شد. عصاره اتانولی این گیاه با روش خیس کردن، از 40 گرم پودر گیاه خشک شده بدست آمد. مقادیر ترکیب های فلاونوئیدی و فنلی عصاره به کمک دستگاه HPLC مورد سنجش قرار گرفت. در این مطالعه، نانوامولسیون نقره حاوی عصاره که پیش از این با روش انرژی بالا ساخته شده بود مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از روش های FTIR، SEM، DLS، ظرفیت زتا و XRD صحت سنتز نانوامولسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص آنتی باکتریال غلظت های مختلف نانو ذره نقره، عصاره تام و نانوامولسیون نقره حاوی عصاره بر روی سویه استاندارد باکتری سودوموناس آئروژینوزا با آزمون انتشار دیسک کربی- بائر و با روش رقت سریالی میکرودایلوشن ضمن تعیین MIC و  MBC مورد بررسی قرار گرفت. استخراج RNA ها از باکتری های تحت تیمار با غلظت های MIC و  subMICاز نانوذره نقره، عصاره تام و نانوامولسیون نقره عصاره به طور جداگانه انجام شد. پس از سنتز cDNA تغییرات بیان ژن های toxA و algD با استفاده از Real-Time PCR مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایشReal-Time PCR  به وسیله نرم افزار REST مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج با آزمون تجزیه واریانس یک طرفه با استفاده از نرم افزارهای Microsoft Excel 2016 و GraphPad Prism 9.5.1 در سطح معناداری (P value < 0.05) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
    نتایج
    سنجش مقدار برخی ترکیب های عصاره با HPLC نشان داد که عصاره این گیاه فاقد گالیک اسید، کاتکین، روتین و کوئرستین است. در بین ترکیب های فنلی مانند کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، سالیسیلیک اسید و رزمارینیک اسید بیشترین مقدار مربوط به رزمارینیک اسید به میزان 20.82 میلی گرم بر گرم بود. ارزیابی های نانوامولسیون سنتز شده تایید کرد که ذرات این نانوامولسیون کروی و به قطر حدود 270 نانومتر بوده و بار سطحی آن منفی و غیر کریستالی است. حضور آب و پیوندهای استری نیز مشخص گردید. یافته های بدست آمده از آزمون انتشار دیسک کربی- بائر نشان داد که کمترین قطر به مقدار 12 میلی متر مربوط به تیمار با نانو ذره نقره بود. بیشترین قطر هاله عدم رشد با مقدار 21 میلی متر مربوط به تیمار با نانوامولسیون عصاره بود که تقریبا مشابه میزان هاله عدم رشد القا شده توسط آنتی بیوتیک سفتازیدیم (CAZ 30µg) بود. کمترین مقدار MBC، MIC و  subMICبه ترتیب به میزان 80، 40 و  µg.ml-120 مربوط به تیمارهای نانوامولسیون عصاره بود. میزان بیان ژن algD، فقط تحت تیمار با غلظت MIC نانوامولسیون حاوی عصاره گیاه (µg.ml-140)،0.87 برابر کاهش نسبت به کنترل نشان داد (P < 0.01). تحت تیمار با نانوامولسیون نقره حاوی عصاره گیاه، بیان ژن  toxAبه میزان 0.78 برابر کنترل، کاهش معنی دار در سطح 5 درصد نشان داد. به طوری که تغییر بیان این ژن تحت تاثیر مقادیر MIC عصاره تام گیاه و نانوذره نقره در مقایسه با کنترل تفاوت معنی داری نداشت.
    نتیجه گیری
    نانوامولسیون عصاره گیاه قدرت ممانعت از رشد و باکتری کشی بیشتری دارد. با توجه به اینکه ژن algD در تشکیل بیوفیلم موثر است و ژن toxA مسئول ترشح پروتئین سمی اندوتوکسینA می باشد، این احتمال وجود دارد نانوامولسیون نقره عصاره گیاه از طریق تاثیر بر بیان این ژن ها در باکتری سودوموناس آئروژینوزا بتواند موجب مهار رشد در این باکتری گردد. کاهش اندازه قطرات عصاره درون نانوامولسیون، غلظت ترکیبات فعال زیستی و ظرفیت ضد باکتریایی را در مقایسه با عصاره خالص افزایش داد؛ بنابراین می توان از آن در صنایع داروسازی و غذایی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: سودوموناس آئروژینوزا، ضد میکروبی، نانو امولسیون نقره، Nepeta Binaludensis، Toxa، Algd
  • الناز فرج زاده معماری تبریزی*، افسانه یوسف پور دخانیه صفحات 548-560
    سابقه و هدف
    سنبل الطیب یکی از گیاهان دارویی مهم شناخته شده در جهان است. این گیاه دارویی به ویژه خواص آن بر روی اعصاب شناخته شده است. با وجود این، تولید در این گیاه دارویی وابسته به افزودن نهاده های گیاهیست. اکسین و نانو هیومیک اسید ازجمله ترکیب های مهم برای بهبود رشد و عملکرد گیاهان به ویژه گیاهان دارویی هستند. اکسین ها هورمون های گیاهی هستند که نقش اساسی در فرایندهای رشد و توسعه گیاهان دارند، مانند ریشه زایی، کشش ساقه و تنظیم پاسخ به شرایط محیطی. این هورمون ها به تنظیم تعادل هورمونی در گیاه کمک کرده و می توانند به افزایش کمیت و کیفیت محصولات گیاهی کمک کنند. نانو اسیدهیومیک نیز از ترکیب های آلی است که از تجزیه مواد ارگانیک در خاک به دست می آید و به دلیل ابعاد نانویی خود قابلیت جذب بهتری در گیاهان دارد. این ترکیب به بهبود ویژگی های خاک، افزایش ظرفیت نگهداری آب، تسهیل جذب مواد مغذی و تقویت سیستم دفاعی گیاه کمک می کند. استفاده از نانو اسیدهیومیک در ترکیب با اکسین می تواند اثرهای مثبتی بر رشد و کیفیت گیاهان دارویی ازجمله افزایش محتوای ترکیب های فعال دارویی داشته باشد، ازاین رو در این تحقیق تاثیر هورمون اکسین و نانو اسیدهیومیک بر ویژگی های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گیاه دارویی سنبل الطیب را مورد بررسی قرار دادیم.
    مواد و روش ها
    تیمارها شامل غلظت های مختلف اکسین (صفر، 15، 30 و 45 پی پی ام) و غلظت های مختلف نانو اسیدهیومیک (2، 4 و 6 گرم در لیتر) بود، هر دو تیمار به صورت محلول پاشی به کار برده شد. این بررسی در دو سال به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های تصادفی انجام شد. وزن خشک ریشه و اندام هوایی و محتوای اکسین، سیتوکنین و کربوهیدرات های ریشه و اندام هوایی اندازه گیری شد.
    نتایج
    در این تحقیق تاثیر هورمون اکسین و نانو اسیدهیومیک بر ویژگی های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گیاه دارویی سنبل الطیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کاربرد اکسین در غلظت های 30 و 45 پی پی ام به طور قابل توجهی وزن خشک برگ ها را افزایش داد، به طوری که در سال اول تیمار محلول پاشی اکسین با غلظت 30 پی پی ام موجب افزایش 15.1 درصدی وزن خشک برگ شد و در سال دوم این افزایش به 40 درصد رسید. همچنین در تیمارهای نانو اسیدهیومیک محلول پاشی با غلظت 6 گرم در لیتر باعث افزایش معنی دار وزن خشک برگ ها گردید و نسبت به عدم استفاده از نانو هیومیک به میزان 12.8 درصد افزایش یافت. تاثیر هورمون اکسین همچنین موجب افزایش شاخص محتوای کلروفیل شد، به طوری که در تیمار با غلظت 30 پی پی ام این شاخص 13.9 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، استفاده از نانو اسیدهیومیک در غلظت 6 گرم در لیتر نیز افزایش 8 درصدی در شاخص کلروفیل برگ ها داشت. در مورد رشد ریشه ها، کاربرد اکسین به ویژه در غلظت های 30 و 45 پی پی ام باعث افزایش 33 تا 39 درصدی وزن خشک ریشه ها شد، همچنین نانو اسیدهیومیک در غلظت 6 گرم در لیتر افزایش 19.1 درصدی در وزن خشک ریشه ها داشت. همچنین هر دو تیمار اکسین و نانو اسیدهیومیک موجب افزایش محتوای قندهای محلول در برگ ها و ریشه ها شدند که این افزایش در اثر تیمار نانو هیومیک به میزان 21.7 درصد و در اثر تیمار اکسین به میزان 14.6 درصد مشاهده شد.
    نتیجه گیری
    به طورکلی نتایج این مطالعه نشان داد که هر دو ترکیب اکسین و نانو اسیدهیومیک با تاثیر بر فرایندهای هورمونی و متابولیکی گیاه می توانند رشد و عملکرد گیاهان دارویی مانند سنبل الطیب را به طور قابل توجهی بهبود ببخشند و موجب افزایش شاخص های کلروفیل، قندهای محلول و رشد ریشه ها شوند. هر دو تیمار اکسین و نانو هیومیک اسید با افزایش ظرفیت فتوسنتزی، محتوای سیتوکنین و قدرت منبع گیاه موجب بهبود رشد برگ ها و ریشه ها و افزایش عملکرد گیاه دارویی سنبل الطیب می شوند.
    کلیدواژگان: هورمون، کود آلی، گیاه دارویی، ریشه
|
  • Aliakbar Barati *, Ali Asadi, Hengameh Sardar Shahraki, Parya Siahbidi Pages 373-392
    Background and objectives
    Due to the scorching desert environment and frequent severe droughts, residents of the rural districts of Zabol County have suffered significant losses to their livelihoods in recent years. As a result, identifying climate-resilient income sources and strategies to improve the county's economic prospects has become crucial. The cultivation of medicinal plants, with their extensive value chain, income-generating potential, and resilience to environmental challenges, stands out as a highly promising livelihood option. It can play a pivotal role in creating employment opportunities and reducing poverty in rural areas. This study was conducted to assess the feasibility of cultivating selected medicinal plants in the rural areas of Zabol County.
    Methodology
    The statistical population consisted of 25 specialists, including researchers from the Agricultural and Natural Resources Research Center, staff from the Agricultural Jihad Organization in Zabol County, and medicinal plant experts from the private sector. Participants were selected purposefully. Data were collected through interviews and a researcher-designed questionnaire. The data analysis was conducted using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method. Medicinal plants were selected based on a literature review and expert interviews. Ten species were identified as having the most extensive history of cultivation in the study area: Cuminum cyminum, Nigella sativa, Plantago psyllium, Trigonella foenum-graecum, Trachyspermum ammi, Hibiscus sabdariffa, Linum usitatissimum, Matricaria chamomilla, Cyamopsis tetragonoloba, and Rosa damascena.
    Results
    The average age of the experts surveyed was approximately 55 years, with a standard deviation of 10.9 years. Most of the participants held bachelor's or master's degrees in fields related to agriculture. Their average work experience in the agricultural sector was about 15 years, with a standard deviation of 8.6 years. All respondents had prior experience in medicinal plant activities, including production, research, or trade. According to the experts, the most important criteria for selecting medicinal plants for cultivation were: economic factors, technical and climatic features, infrastructural and technological aspects, policy and management, and knowledge and attitudes. Based on these criteria, Rosa damascena (3.32), Hibiscus sabdariffa (3.12), and Cuminum cyminum (3.05) were identified as the top three priority species for cultivation in Zabol County. The findings further revealed that among the various sub-criteria affecting the development of medicinal plant cultivation, the most critical were technical aspects and climatic conditions, infrastructure, and appropriate technology. Additionally, the sub-criteria of compatibility with the regional climate, marketability, and ease of harvesting, processing, and storage were identified as the top three factors requiring special attention.
    Conclusion
    Climate change and its adverse effects, combined with limited economic opportunities in rural areas, pose significant challenges to the livelihoods of villagers. One strategy to address these issues is to identify income sources that are compatible with both the climatic conditions and the economic potential of rural communities. Expanding the cultivation of medicinal plants, given their high income-generating potential and notable adaptability to environmental stresses, can be an effective approach to creating employment opportunities, increasing income, reducing poverty, and preventing rural migration. However, not all medicinal plants are equally suitable for cultivation in every region. It is therefore essential to evaluate these species based on a range of characteristics before recommending them for cultivation, to ensure the success and long-term sustainability of their development.
    Keywords: Medicinal Plants, Cultivation Feasibility, Rural Development, Sustainable Livelihood
  • Nezam Khaledian, Hossein Shabanali Fami *, Aliakbar Barati, Samira Afshari Pages 393-410
    Background and Objective
     In recent years, the collection of medicinal plants from rangelands in the Saral region of Divandarreh County, Kurdistan Province, has become an increasingly important livelihood strategy for rural communities. Although this activity contributes to household income, there remains a limited and often unclear understanding of its actual impact on the livelihoods of beneficiary households, as well as the challenges they encounter. Therefore, the main objective of this study is to assess the extent of the activity’s impact on rural livelihoods and to identify the key challenges associated with medicinal plant collection in the region, to propose appropriate strategies for sustainable development in this sector.
    Methodology
     This research employed a survey-based approach, with the statistical population comprising all rural households in the Saral region of Divandarreh County, totaling 2,519 households. Using Cochran's formula, a sample of 206 household heads was selected through stratified random sampling with proportional allocation. Data was collected from these beneficiaries using structured questionnaires. The validity of the questionnaire was confirmed through expert review, while its reliability was assessed using Cronbach’s alpha coefficient. Coefficients exceeding the 0.70 threshold indicated that the measurement tools used for the study variables were sufficiently reliable. Descriptive data analysis was conducted using mean values and the coefficient of variation.
    Results
     Descriptive statistical findings showed that 70% of the beneficiaries had an average age of 35 years, and their average experience in harvesting medicinal plants from rangelands was 4.65 years. The most common sales method was cash transactions with intermediaries, accounting for 43.5% of the total sales. In terms of harvest frequency, the top three medicinal plants collected were Ferula spp. (Kama), Thymus spp. (Avishan), and Mentha pulegium (Pooneh), while Achillea millefolium (Gole Maraneh), Hypericum perforatum (Alaf Chy) and Salvia officinalis (Maryam Gloe) were among the least harvested. Regarding income-generating potential (measured in thousand rials per liter or kilogram of product), Descurainia Sophia (1,097.60), Thymus spp. (794.89), and Mentha pulegium (506.99) had the highest average values, whereas Cichorium intybus (240.93), Achillea millefolium (214.19), and Salvia officinalis (117.53) had the lowest. The prioritization of challenges related to medicinal plant collection in the Saral region identified the following as the most pressing issues: (1) economic and livelihood pressures leading to overharvesting, (2) the risk of extinction of certain medicinal plant species due to excessive harvesting, and (3) reliance on local community motivation to prevent harvesting by non-local individuals. Moreover, beneficiaries' prioritization of strategies to enhance rural livelihoods, through sustainable medicinal plant collection, highlighted three key approaches: (1) developing grassroots organizations such as cooperatives and NGOs; (2) expanding public education on the importance of conserving natural resources as national and communal assets during collection; and (3) delegating oversight of medicinal plant collection to local communities to enable structured and limited resource management.
    Conclusion
     Based on the findings, it can be concluded that the springtime collection of medicinal plants in the Saral region has a limited positive impact on household livelihoods. The absence of proper training and awareness regarding sustainable harvesting methods, combined with the issue of overharvesting, has resulted in negative consequences that outweigh the potential benefits. The analysis of livelihood improvement strategies revealed that the most critical approaches include the development of cooperatives and NGOs, the expansion of public education focused on protecting natural resources, and the delegation of oversight for medicinal plant collection to local communities. These strategies are essential for enhancing the sustainability of medicinal plant harvesting and improving rural livelihoods in the region.
    Keywords: Rural Livelihood, Medicinal Pasture Plants, Rural Households, Saral Region
  • Mohammad Haghaninia, Abdollah Javanmard *, Zahra Ghorbani, Mohammadreza Morshedloo, Karim Kakaei Pages 411-430
    Background and Objective

    In contemporary times, the importance of medicinal plants and their identification in advancing national, regional, and global objectives, such as achieving health, pharmaceutical self-sufficiency, fostering employment, and promoting economic development, is indisputable. Mentha suaveolens × Mentha piperita, commonly referred to as grapefruit mint, is recognized as a valuable medicinal plant within the Lamiaceae family. Drought stands out as a major limiting factor for global plant growth, constituting the most prevalent environmental stressor that disrupts the balance between reactive oxygen species and antioxidant defense mechanisms, thereby inducing oxidative stress. Nanotechnology emerges as a modern approach with notable potential to enhance plant resilience against drought stress. Among various nanomaterials, carbon quantum dots, discovered in 2004, possess distinctive characteristics, including dimensions below 10 nanometers, reduced toxicity, and superior biocompatibility compared to metal-based alternatives, owing to their carbonaceous structure. Due to these unique attributes, carbon quantum dots have attracted significant research interest in recent years. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of carbon quantum dots on the growth, yield, and essential oil composition of grapefruit mint (Mentha suaveolens × piperita) under drought stress conditions.

    Methodology

    This research was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with four replications in pots during the spring and summer of 2023 at the research greenhouse of Maragheh University, East Azerbaijan, Iran. The first factor was irrigation at 90% of field capacity (FC) as control (normal irrigation), irrigation at 70% FC (moderate stress), and irrigation at 50% FC (severe stress). The second factor consisted of different levels of carbon quantum dots (0, 5, 10, 15, and 20 parts per million). Data collected from sampling were analyzed using SAS statistical software, and means were compared using the least significant difference (LSD) test at the 5% level.

    Results

    Analysis of variance indicated that the effects of different irrigation regimes, fertilizer treatments, and their interaction on all measured traits were significant. The findings revealed that the application of 15 ppm carbon quantum dots under normal irrigation increased fresh weight, dry weight, chlorophyll a, and chlorophyll b contents by 110%, 86%, 184%, and 163%, respectively, compared to no CQD application under severe drought stress. Under moderate stress, the use of 15 ppm carbon quantum dots increased essential oil content by 135% and essential oil yield by 298% compared to severe stress without CQD. Furthermore, the highest linalyl acetate content was obtained with 15 ppm carbon quantum dots under 50% FC, showing a 50.1% increase compared to the control treatment. Similarly, the highest linalool content was recorded under normal irrigation with 10 ppm carbon quantum dots, representing a 67.4% increase compared to no CQD application under 50% FC. Moreover, under normal irrigation, 15 ppm carbon quantum dots reduced malondialdehyde and hydrogen peroxide contents by 51% and 58%, respectively, compared to no CQD application under severe stress. Additionally, under mild stress, 15 ppm carbon quantum dots enhanced the activity of superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, and ascorbate peroxidase enzymes by 123%, 111%, and 72%, respectively, compared to no fertilizer application under normal conditions.

    Conclusion

    The results indicate that applying 15 ppm carbon quantum dots can promote growth by modulating secondary metabolites and strengthening defense mechanisms through the activation of antioxidant enzymes and increasing the accumulation of osmolytes such as proline and total soluble sugars, thereby reducing malondialdehyde and hydrogen peroxide levels. This enhancement in grapefruit mint plants contributes to improved drought resilience, ultimately enhancing both the quantity and quality of the essential oil.

    Keywords: Antioxidant Enzymes, Drought Stress, Secondary Metabolite, Essential Oil Yield, Nanoparticles, Sustainable Agriculture
  • Sanaz Rajabi Khamseh *, Mahmoud Bahador, Hossein Safikhani Mahmoudzadeh, Habib Yousefian Pages 431-442
    Background and Objectives
    Marigold (Calendula officinalis L.) is a medicinal and ornamental herbaceous plant belonging to the Asteraceae family. Since ancient times, it has been valued for its leaves, roots, flowers, and seeds, owing to the presence of bioactive compounds such as flavonoids, carotenoids, steroids, terpenoids, phenolic acids, mucilages, and vitamin E. Salinity stress is among the most critical factors limiting plant production, particularly in arid and semi-arid regions. The present study aimed to evaluate the effect of foliar application of salicylic acid on the growth characteristics and photosynthetic pigment content of marigold under saline conditions.
    Methodology
    This experiment was conducted as a factorial arrangement within a completely randomized design, with three replications, in pots at the research greenhouse of the University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari. The treatments included salinity (sodium chloride) at five levels (0, 50, 100, 150, and 200 millimolar) as the first factor, and foliar application of salicylic acid at three levels (0, 1, and 2 millimolar) as the second factor. Planting was carried out on December 1, 2013, in pots measuring 25 cm × 25 cm, each containing four plants and irrigated with 200 milliliters every two days. Distilled water was used for the zero-millimolar treatment. Salinity stress was initiated at the four-leaf stage. Foliar application of salicylic acid was performed twice during the four-leaf stage. To facilitate acclimatization, the pots were placed outdoors before the experiment. Harvesting was conducted on February 28 at the full flowering stage. After harvest, measurements included plant height, the number of flowers, the dry weight of flowers, the dry weight of aerial parts, photosynthetic pigments, the relative water content of leaves, and electrolyte leakage. Data analysis was performed using SAS software.
    Results
    The results indicated that foliar application of salicylic acid significantly improved plant height, dry weight of shoots, number of flowers, dry weight of flowers, chlorophyll a and b content, carotenoid levels, relative leaf water content, and electrolyte leakage. The highest values for these traits (excluding electrolyte leakage) were obtained with one mM salicylic acid treatment under control (0 mM) salinity. The lowest values were recorded in 0 mM salicylic acid and 200 mM salinity treatment, showing reductions of 193.3% in plant height, 70.8% in shoot dry weight, 332% in number of flowers, 430% in flower dry weight, 186.7% in chlorophyll a, 216.7% in chlorophyll b, 185.7% in carotenoids, and 215.9% in relative leaf water content compared to 1 mM salicylic acid treatment at zero salinity. The lowest electrolyte leakage occurred in treatments with 1 and 2 mM salicylic acid and irrigation with distilled water, representing a 481.5% reduction compared with the non-sprayed treatment at 200 mM salinity.
    Conclusion
    In general, foliar application of salicylic acid partially alleviated the adverse effects of salinity and had a significant positive influence on the evaluated traits up to a salinity level of 100 mM. Among the salicylic acid treatments, the one mM concentration exerted the highest effect in reducing stress impact, producing the highest values for the measured traits.
    Keywords: Growth Regulator, Chicory, Chlorophyll, Medicinal Plants
  • Ebrahim Dorani *, Sanaz Hemmati Asl Pages 443-456
    Background and objectives
    Anthraquinones are secondary plant metabolites that play a significant role in the treatment of certain diseases, such as hepatitis and cancer. Anthraquinones are utilized not only in textiles and food production but also in the cosmetics, perfume, and pharmaceutical industries due to their high antioxidant levels. In vitro culture of plants has provided a suitable alternative method for producing medicinal compounds under controlled conditions, not affected by environmental factors. The hairy root culture system, based on inoculation with Agrobacterium rhizogenes, has become an influential approach for producing secondary metabolites in plant roots, such as ginseng, over the last two decades. One of the advantages of in vitro production of these compounds is the possibility of increasing their yield through the use of influential nutrient elements, as well as inducing the production process and biosynthesis of secondary substances with various biological and non-biological elicitors. The objective of this research was to investigate the effect of salt concentration in the culture medium and sucrose levels on increasing hairy root biomass, and to examine the influence of different abiotic elicitors on enhancing anthraquinone production in madder hairy roots.
    Methodology
    For this purpose, in the first experiment, after inducing hairy roots, the effect of sucrose concentration (30, 45, and 60 g/L) in combination with basal medium salt strength (1/2 MS and MS) on root biomass enhancement was studied in a factorial experiment with a completely randomized design and four replications. In the second experiment, the effects of different elicitors, including titanium dioxide (50 and 100 mg/L), chitosan (100 and 150 mg/L), silver nitrate (50 and 100 mg/L), proline (250 and 500 mg/L), gibberellic acid (1 and 2 mg/L), and naphthalene acetic acid (1 and 2 mg/L), were investigated for their role in increasing anthraquinone (alizarin) production in hairy roots.
    Results
    In the first experiment, the 1/2 MS medium containing 45 g/L sucrose produced the highest biomass, followed by MS containing 45 and 60 g/L sucrose, MS with 30 g/L sucrose, and 1/2 MS containing 60 g/L sucrose. The best medium for biomass production from this experiment was selected for the subsequent experiment, in which the effect of different elicitor treatments for two days on the accumulation of the secondary metabolite (alizarin) was assessed. The results showed that the accumulation of the secondary metabolite in the medium containing 250 mg/L of proline exhibited a significant increase compared to other elicitors, followed by 50 mg/L of silver nitrate and 2 mg/L of gibberellic acid, respectively. The secondary metabolite content in media supplemented with two different levels of naphthalene acetic acid did not differ significantly from that of the control.
    Conclusion
    Overall, this study demonstrated that the optimal root biomass production was achieved in 1/2 MS culture medium containing 45 g/L of sucrose, while the highest anthraquinone content was obtained in the presence of proline.
    Keywords: Rubia Tinctorum L, Anthraquinone, Elicitor, Hairy Root, Secondary Metabolite
  • Somayeh Badakhshan, Enayatollah Tohidi-Nejad *, Jalal Ghanbari, Bahareh Parsa Motlagh Pages 457-475
    Background and objective

    One of the most critical factors influencing the production of agricultural products is the proper nutrition of plants. In addition to its positive role in increasing quantitative yield, it also affects the quality of various products. Roselle (Hibiscus sabdariffa L.) is a medicinal plant and an annual, short-day, self-fertilizing species sensitive to cold and frost. More than 300 Roselle species exist worldwide; like other plants, their growth and yield, both quantitative and qualitative, can be influenced by genetic factors and environmental conditions. Moreover, due to the importance of the quality of extracted compounds in all types of medicinal plants, greater care is required when using chemical fertilizers. This study was conducted to develop a suitable integrated nutritional program using organic and biological fertilizers to replace chemical fertilizers in Roselle cultivation.

    Methodology

    The field experiment was conducted using a randomized complete block design with three replications in Jiroft during the years 2021-2022 and 2022–2023. The experimental treatments included 14 nutritional sources: control (T1), inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (T2), application of Azospirillum (T3), simultaneous application of arbuscular mycorrhizal fungi + Azospirillum (T4), 100% recommended poultry manure (T5), 100% recommended chemical fertilizer (T6), 50% poultry manure + 50% recommended chemical fertilizer (T7), 50% poultry manure + arbuscular mycorrhizal fungi (T8), 50% poultry manure + Azospirillum (T9), 50% poultry manure + arbuscular mycorrhizal fungi + Azospirillum (T10), 50% chemical fertilizer + arbuscular mycorrhizal fungi (T11), 50% chemical fertilizer + Azospirillum (T12), 50% chemical fertilizer + arbuscular mycorrhizal fungi + Azospirillum (T13), and 25% poultry manure + 25% chemical fertilizer + arbuscular mycorrhizal fungi + Azospirillum (T14). Planting was done on June 12, and harvesting took place on December 1 in both years. Traits measured included wet and dry yield of Roselle sepals, anthocyanin content of sepals, and Hunter’s color indices (L*, a*, and b*). Additionally, to evaluate color quality and purity, three indices-hue angle (degrees), chroma, and redness—were assessed. Data analyses were performed using SAS v. 9.1, and means were compared with Duncan’s test.

    Results

    The findings showed significant differences among fertilizer treatments for all traits. The highest Roselle sepal yield was obtained from 50% poultry manure + Azospirillum (T9) and 50% poultry manure + 50% chemical fertilizer (T7), with a 55% increase compared to the control (T1). The highest dry sepal yield was also observed in 50% poultry manure + 50% chemical fertilizer (T7), with no significant difference from 50% poultry manure + Azospirillum (T9). The highest anthocyanin content, with increases of 36.26% and 34.97% over the control, was recorded in poultry manure + arbuscular mycorrhizal fungi + Azospirillum (T10) and 50% poultry manure + Azospirillum (T9), respectively. These two treatments also produced the maximum red-green color index values (25.292 and 24.960), color saturation (39.980 and 39.403), and redness (10.769 and 10.282), respectively.

    Conclusion

    The results indicate that combined nutritional treatments containing poultry manure and biofertilizers can enhance both the quality and quantity of Roselle sepal yield. Sepals from these treatments exhibited the highest values for the measured quantitative traits. In color attributes, the highest values were also obtained from poultry manure and biofertilizer combinations. Therefore, integrated nutritional treatments involving these fertilizers appear to be a suitable alternative for reducing chemical fertilizer use while improving both the quantitative and qualitative yield of Roselle

    Keywords: Azospirillum, Anthocyanin, Arbuscular Mycorrhizal, Poultry Manure
  • Niloufar Rezaei, Fatemeh Sefidkon *, Hassan Ali Naghdibadi Pages 476-493
    Background and Objective
    The cultivation of medicinal plants, including savory (Satureja), is increasing worldwide. Savory, containing thymol and carvacrol in its essential oil, holds significant importance. This study aims to investigate the effects of planting density and soil fertility on the physiological traits and antioxidant enzyme activities of savory under rainfed conditions. Considering the importance of these factors in enhancing plant resistance to stress, this research was conducted to determine the optimal planting density and soil fertility for boosting antioxidant activities and promoting the sustainable development of savory.
    Methodology
    This study was conducted as a field experiment at the Hamand Absard Research Station in Damavand during the 2017–2018 and 2018–2019 growing seasons. The experiment was arranged in a split-plot design within a randomized complete block design (RCBD) with two factors. The main factor consisted of three fertilizer levels: (1) control (no fertilizer), (2) decomposed cattle manure (30 tons per hectare), and (3) straw enriched with ammonium sulfate (10 tons per hectare). The sub-factor included three planting densities: 2.67, 4, and 8 plants per square meter. Planting was performed using standard savory seeds. Land preparation involved plowing, disking, and leveling. Fertilizers were applied according to the treatments before planting. Irrigation was limited to rainfed conditions only. Leaf samples were collected at the full flowering stage. The measured physiological traits included relative leaf water content, total chlorophyll, proline content, electrolyte leakage, ion leakage, malondialdehyde content, and antioxidant enzyme activities (catalase, peroxidase, and superoxide dismutase). Samples were analyzed in the laboratory after harvest to evaluate the effects of treatments on the studied parameters. Data was analyzed using SAS software, and mean comparisons were performed using Duncan’s multiple range test at a 5% significance level.
    Results
    This study demonstrated that planting density and organic fertilizer treatments significantly influenced the physiological traits and antioxidant defense responses of Satureja spicigera under rainfed conditions. The highest relative water content (87.67%) and the lowest electrolyte leakage (47.19%) were recorded in the treatment with cow manure and a low planting density of 2.67 plants per square meter, indicating improved water status and membrane stability. In contrast, increasing planting density reduced chlorophyll content and relative water content, while levels of proline, electrolyte leakage (ELI), and malondialdehyde (MDA) increased, reflecting greater stress intensity under high-density conditions. The application of cow manure and ammonium sulfate-enriched straw improved physiological performance and significantly reduced oxidative stress markers. These treatments promoted better osmotic regulation and membrane protection, contributing to greater stress tolerance. Interestingly, the highest activities of antioxidant enzymes, catalase, peroxidase, and superoxide dismutase were observed in the unfertilized control under high-density planting. This suggests that the plant naturally boosts its enzymatic antioxidant defenses under more stressful conditions, particularly when nutrients are limited. In conclusion, the results highlight that integrating organic fertilization with optimal planting density can enhance drought resilience by maintaining physiological stability and reducing oxidative damage. These practices not only support the sustainable cultivation of Satureja spicigera in water-limited environments but also improve the plant’s overall functional and medicinal quality.
    Conclusion
    The results of this study show that savory (Satureja spicigera) has a good ability to grow and develop under rainfed conditions and demonstrates significant capacity to enhance its antioxidant activity. The combined use of organic fertilizers, especially cow manure, along with an appropriate planting density, is practical in improving physiological traits, increasing resistance to environmental stresses, and strengthening the plant’s enzymatic defense system. Implementing these findings can be valuable in enhancing productivity, ecological sustainability, and food security in areas with limited water resources.
    Keywords: Superoxide Dismutase, Proline, Chlorophyll, Cow Manure
  • Shahla Hosseini *, Sajjad Atashi Pages 494-509
    Background and Objective
    Viola odorata L. and Hymenocrater longiflorus Benth., two wild medicinal plants from the Kosalan region of Kurdistan Province, are recognized for their promising health-related effects. Viola is the largest genus in the Violaceae family, with 30 out of its 525-600 species identified in Iran. V. odorata (sweet violet) is widely used in the perfume industry and contains secondary metabolites with anti-inflammatory, sedative, detoxifying, and antiviral properties. Its various plant parts are known for medicinal uses, and local ecotypes have been documented. Hymenocrater, from the Lamiaceae family, includes 24 species found in Iran and neighboring countries; nine are reported in Iran, and H. longiflorus has ornamental and medicinal properties. Located in northwestern Iran, including Kosalan, H. longiflorus has no dedicated medicinal studies, although the genus exhibits sedative, anti-inflammatory, antispasmodic, and antipyretic activities. Both families are valued for their high antioxidant and phenolic content, driving pharmaceutical interest. This study focuses on assessing the antioxidant capacity, phenolic and flavonoid composition, and antibacterial properties of flower and leaf methanolic extracts from both plants, to highlight their medicinal potential.
    Methodology
    Plant samples were collected from the Kosalan region, and herbarium samples were prepared. Extraction from the aerial parts (flowers and leaves) was performed using methanol as a solvent. Antioxidant capacity was measured using the Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) method and DPPH radical activity at different extract concentrations. Additionally, phenolic content was measured using the Folin-Ciocalteu method, and flavonoid content was assessed using the aluminum chloride colorimetric method. The antibacterial properties of the samples were evaluated using disk diffusion and tube dilution methods against Gram-positive and Gram-negative bacterial strains.
    Results
    According to the results, the flowers of H. longiflorus exhibited the highest reducing power and free radical inhibition (IC50 = 851.4 µg.ml-1) compared to the standard Trolox (IC50 = 612.35 µg.ml-1). The leaves of V. odorata contained the highest amount of flavonoids, with 58.21 mg of quercetin per gram of dry extract, while the flowers of this species had the lowest amount of flavonoids (3.37 mg QE/Ex). The phenolic content of the samples ranged from 30 to 33 mg of gallic acid per gram of extract. Antimicrobial tests indicated that the flower extract of V. odorata had no effect on the proliferation of the strains, but its leaves created a 7 mm zone of inhibition at a concentration of 200 µg/mL against E. coli. The leaves of H. longiflorus exhibited a significant inhibitory effect only on S. aureus, while its flowers demonstrated inhibition against S. aureus at all concentrations tested (18 mm). This species also inhibited the growth of E. coli at a concentration of 200 µg.ml-1 (13 mm). Results from the tube dilution tests indicated a MIC of 25 µg.ml-1 and MBC of 50 µg.ml-1 for the flowers and leaves of H. longiflorus against S. aureus, and a MIC of 200 µg.ml-1 for E. coli. The flower extract of V. odorata was ineffective against both strains, while its leaf extract confirmed a MIC of 200 µg/ml. The results of this test were consistent with the antibiogram test. GC analysis confirmed the presence of terpenoids, sesquiterpenoids, alkaloids, sugars, and esters in these species, suggesting potential antidiabetic and anticancer properties.
    Conclusion
    This study concludes that the flower methanolic extract of H. longiflorous has significant antioxidant and antimicrobial activities. These findings highlight the potential of this species as a source of natural antioxidants and antimicrobial agents, which could be utilized in food preservation, pharmaceuticals, and natural product-based industries. Further research is required to isolate and identify the specific bioactive compounds responsible for these effects.
    Keywords: Antioxidant Activity, Antibacterial Effects, DPPH Radical Scavenging, FRAP Assay, GC Analysis, Phenolic, Flavonoid Content
  • Mostafa Alinaghizadeh *, Mohammad Azimi Gandomani Pages 510-530
    Background and Objectives
    Medicinal plant Plantago ovata is effective in treating gastrointestinal disorders and improving intestinal function due to its bioactive compounds, such as mucilage. Given the importance of psyllium as a valuable medicinal plant and the water resource limitations in many regions, this study aimed to investigate the effect of sowing date on the growth and yield characteristics of psyllium under different irrigation regimes in the climatic conditions of Rafsanjan, Iran.
    Methodology
    This experiment was conducted during the 2022–2023 growing season in Rafsanjan, Iran, at a farm located at 30°24′N latitude, 55°59′E longitude, with an elevation of 1467 meters above sea level. The area has an annual average rainfall of 120 mm and maximum and minimum temperatures of 43°C and -5°C, respectively. The experiment was laid out in a strip-plot design based on a randomized complete block design (RCBD) with three replications. Irrigation treatments, applied in the horizontal strips, included four levels: 40%, 60%, 80%, and 100% of the crop water requirement. Sowing dates (March 10, 2023, March 25, 2023, April 10, 2023, and April 25, 2023) were assigned to vertical strips. Irrigation treatments were initiated after complete seedling establishment (3–4 leaf stage) and continued until physiological maturity. The irrigation water requirement was calculated using AGWAT software, with water volumes of 1430, 1144, 858, and 572 cubic meters per irrigation for 100%, 80%, 60%, and 40% water requirement levels, respectively. Data analysis was performed using SAS 9.4 software, and means were compared using Duncan's test at the 5% probability level.
    Results
    The results showed that the highest plant height (24.1 cm), number of tillers (6), spike length (14.3 cm), and number of spikes per plant (27.7) were achieved under the 100% water requirement treatment and the March 25 sowing date. Additionally, the highest number of seeds per plant (1245), seed yield (1876 kg. ha-1), and biological yield (5357 kg. ha-1) were observed under the same treatment. The highest harvest index (35.9%) was recorded with the 100% irrigation treatment and the March 10 sowing date. Furthermore, the maximum thousand-seed weight was obtained under the 80% water requirement (1.94 g) and the March 25 sowing date (1.88 g). Moreover, the highest mucilage content was reported under the 100% water requirement (23.9%) and the March 10 sowing date (22.4%).
    Conclusion
    Overall, the findings demonstrated that sowing date and irrigation level significantly affect the growth and yield characteristics of psyllium. Delayed sowing and reduced irrigation levels led to significant declines in plant height, yield components, seed yield, biological yield, and harvest index. Therefore, selecting an optimal sowing date and ensuring adequate water supply can improve the performance of this medicinal plant.
    Keywords: Harvest Index, Medicinal Plant, Mucilage, Number Of Tillers, Seed Yield, Spike Length
  • Benyamin Alimardanipur, Golaleh Mostafavi, Seyyedeh Mahdokht Maddah * Pages 531-547
    Background and objectives
    Nepeta binaludensis Jamzad is a rare, aromatic, and endemic species known for its antibacterial activity, attributed to its phenolic and flavonoid content. Given the rising issue of antibiotic resistance, exploring innovative therapeutic approaches, such as utilizing plant-derived components in conjunction with nanoparticles, is essential. These methods enhance plants' antibacterial properties while reducing the quantity of these valuable resources needed, thereby contributing to their conservation. The current study investigated the antimicrobial properties of a silver nanoemulsion derived from Nepeta binaludensis extract. It also investigated its effect on the expression of the toxA gene, which is involved in Toxin A secretion, and the algD gene, which plays a role in biofilm formation, in Pseudomonas aeruginosa.
    Methodology
    The Nepeta binaludensis flowering aerial parts were collected from Binaloud Mts in the northeast of Razavi Khorasan Province at an altitude of 2517 m. The ethanolic extract of the species was obtained from 40 g of the plant-dried powder using the maceration method. The extract's flavonoid and phenolic content were measured using an HPLC apparatus. This study used a silver nanoemulsion-loaded plant extract that was previously prepared by the high-energy method. The synthesis accuracy of the nanoemulsion was evaluated using FTIR, SEM, DLS, Zeta potential, and XRD techniques. The antibacterial effects of varying concentrations of silver nanoparticles, crude extract, and silver nanoemulsion were assessed against the standard bacterial strain Pseudomonas aeruginosa using the Kirby-Bauer disk diffusion test and the microdilution plate technique. RNA extraction from the bacteria was performed utilizing treatments that included the minimum inhibitory concentration (MIC) and sub-minimum inhibitory concentration (subMIC) of silver nanoparticles, the crude extract, and the silver nanoemulsion containing the extract. Following cDNA synthesis, the expression changes of the toxA and algD genes were analyzed using Real-time PCR. The outcomes of the Real-time PCR were assessed with REST software. The results were analyzed using one-way ANOVA with Microsoft Excel 2016 and GraphPad Prism 9.5.1, with a P value of less than 0.05.
    Results
    The HPLC analysis of the extract composition indicated that the plant extract did not contain gallic acid, catechin, rutin, or quercetin. Among the phenolic constituents, including chlorogenic acid, caffeic acid, salicylic acid, and rosmarinic acid, rosmarinic acid exhibited the highest abundance, measuring 20.82 mg/g. The evaluation of the synthesized nanoemulsion confirmed that the particles are spherical with a diameter of 270 nm. The surface charge is negative, and the particles are non-crystalline, and the presence of water and ester bonds has been detected. The Kirby-Bauer disk diffusion test results indicated that the smallest inhibition zone (12 mm) was associated with silver nanoparticle treatment. Conversely, the largest inhibition zone (21 mm) was observed with the treatment involving silver nanoemulsion of the extract, which was approximately equivalent to the inhibition zone induced by the antibiotic ceftazidime (CAZ, 30µg). The minimum values for MBC, MIC, and Sub MIC were 80, 40, and 20 µg/ml, respectively, corresponding to the silver nanoemulsion containing the extract. The algD gene expression level decreased by a factor of 0.87 when treated with silver nanoemulsion of the extract (40µg/ml), compared to the control group (P < 0.01). The toxA gene expression level was reduced by a factor of 0.78 following treatment with the silver nanoemulsion of the extract (P < 0.05). The changes in gene expression induced by varying concentrations of plant crude extract and silver nanoparticles did not show a significant difference when compared to the control group.
    Conclusion
    The nanoemulsion of the plant extract exhibits a greater growth inhibitory effect and enhanced bactericidal activity. Given that the algD gene plays a crucial role in biofilm formation and the toxA gene is responsible for the secretion of the endotoxin A, it appears that the silver nanoemulsion may effectively inhibit growth by influencing the expression of genes in Pseudomonas aeruginosa. The reduction in droplet size within the nanoemulsion enhances the concentration of bioactive compounds and antibacterial properties compared to the crude extract. Consequently, this makes it suitable for applications in the pharmaceutical and food industries.
    Keywords: Pseudomonas Aeruginosa, Antimicrobial, Silver Nanoemulsion, Nepeta Binaludensis Jamzad, Toxa, Algd
  • Elnaz Farajzadeh Memari Tabrizi *, Afsaneh Yousefpour Pages 548-560
    Background and objectives
    Auxin and nano-humic acid are among the vital compounds for improving the growth and performance of plants, especially medicinal plants. Auxins are plant hormones that play a role in plant growth and development processes, including rooting, stem elongation, and regulating responses to environmental conditions. These hormones help regulate hormonal balance in plants and can help increase the quality and quantity of plant products. Nano-humic acid is also an organic compound that is obtained from the decomposition of organic matter in the soil and, due to its nano-sized dimensions, has better absorption capacity in plants. This compound helps improve soil properties, increase water retention capacity, facilitate nutrient absorption, and strengthen the plant's defense system. The use of nano-humic acid in combination with auxin can have positive effects on the growth and quality of medicinal plants, including increasing the content of active pharmaceutical ingredients. Therefore, this study investigated the effect of auxin hormone and nano-humic acid on the physiological and morphological characteristics of the medicinal plant Valerian.
    Methodology
    The treatments included different concentrations of auxin (0, 15, 30, and 45 ppm) and different concentrations of nano-humic acid (2, 4, and 6 g/l). Both treatments were applied as a foliar spray. This study was conducted in two years as a split-plot in a randomized block design. The dry weight of roots and shoots, and the content of auxin, cytokinin, and carbohydrates in roots and shoots were measured.
    Results
    In this study, the effect of auxin hormone and nano-humic acid on the physiological and morphological characteristics of the medicinal plant Valerian was investigated. The results showed that the application of auxin at concentrations of 30 and 45 ppm significantly increased the dry weight of leaves, so that in the first year, foliar spraying of auxin at a concentration of 30 ppm increased the dry weight of leaves by 15.1%, and in the second year, this increase reached 40%. Furthermore, in nano-humic acid treatments, foliar spraying at a concentration of 6 g/L significantly increased the dry weight of leaves, and it increased by 12.8% compared to not using nano-humic acid. The effect of auxin hormone also increased the chlorophyll content index, so that in the treatment with a concentration of 30 ppm, this index increased by 13.9%. In addition, the use of nano-humic acid at a concentration of 6 g/L also increased the chlorophyll index of leaves by 8%. Regarding root growth, the application of auxin, especially at concentrations of 30 and 45 ppm, increased the dry weight of roots by 33 to 39%, and nano-humic acid at a concentration of 6 g/L increased the dry weight of roots by 19.1%. Moreover, both auxin and nano-humic acid treatments increased the content of soluble sugars in leaves and roots, by 21.7% in the case of nano-humic treatment and by 14.6% in the case of auxin treatment.
    Conclusion
    In general, the results of this study showed that both auxin and nano-humic acid compounds, by affecting the hormonal and metabolic processes of the plant, can significantly enhance the growth and yield of medicinal plants such as valerian and increase the indices of chlorophyll, soluble sugars, and root growth. Both auxin and nano-humic acid treatments enhance leaf and root growth and increase the yield of the medicinal plant valerian by increasing photosynthetic capacity, cytokinin content, and plant source power.
    Keywords: Hormone, Organic Fertilizer, Medicinal Plant, Root