به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « secondary metabolites » در نشریات گروه « زراعت »

تکرار جستجوی کلیدواژه «secondary metabolites» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • زینب مسعودی جوزچال، نادعلی باقری، نادعلی باباییان جلودار*، غلامعلی رنجبر، جمشید فرمانی
    مقدمه و هدف

    Orchis simia یکی از گیاهان دارویی خانواده Orchidaceae است که غده های آن در سراسر جهان تجارت می شود. بخش های غیرقابل فروش این گیاهان معمولا دور ریخته می شوند (مثلا گل آذین، برگ و ساقه) و مقدار زیادی زیست‎توده استفاده نشده تولید می کنند. اثرات دارویی گیاهان معمولا از ترکیب متابولیت های ثانویه موجود در آن ها حاصل می شود. شناسایی و کمی‎سازی متابولیت های ثانویه نقش مهمی در بهره برداری از پتانسیل دارویی گیاه خواهد داشت. ارکیده ها در محیط ها و زیستگاه‎های مختلفی رشد می کنند که عمدتا به‎دلیل وجود مجموعه ای از متابولیت های ثانویه منحصربه فرد است که به این گیاهان کمک می کند تا شرایط استرس زا را تحمل کنند. بنابراین، این گیاهان به‎دنبال رویکردهای سنتی به عنوان منبع مهمی برای اکتشاف زیستی مطرح شده اند . تعدادی از ترکیبات به ‎دست آمده از قسمت های مختلف ارکیده حاکی از فعالیت بیولوژیکی است. آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، فنانترن ها، ترپنوئیدها، مشتقات بی بنزیل و سایر ترکیبات فعال بیولوژیکی در ارکیده ها گزارش شده است. بررسی حاضر به شناسایی مواد فیتوشیمیایی موجود در ارکیده Orchis simia می پردازد.

    مواد و روش ها

    برای بررسی فیتوشیمیایی اندام های گل آذین، برگ و ساقه ارکیده سیمیا به طور جداگانه، پس از جمع آوری نمونه ها از طبیعت و جدا سازی اندام های برگ، ساقه و گل آذین و سپس شستشوی اولیه با آب و خشک کردن در سایه، هر یک از اندام ها به طور مجزا پودر شده و عصاره متانولی با روش اولتراسونیک و سانتریفیوژ استخراج شد و ارزیابی فنل کل (TPC) با روش فولین سیکالچو و تعیین ظرفیت آنتی اکسیدان کل (TAC) با روش  FRAPو برآورد کمی و کیفی ترکیبات اصلی با روش HPLC و  LC-MS انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و کروماتوگرافی مایع- طیف سنجی جرمی (LC-MS) نمونه های O. simia منجر به جداسازی 28 متابولیت ثانویه (4 ترکیب مشتقات بی بنزیل، 8 ترکیب فنولیک و فلاونوئید و 16 ترکیب آلکالوئید) شد. ترکیبات فنولیک و فلاونوئید شناسایی شده در ارکیده سیمیا شامل بنزوئیک اسید، کافئیک اسید، ام-کوماریک اسید، روتین، لوتئولین، کامفرول، کوئرسیترین و کوئرستین بود. به موازات آن، مقادیر فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدان کل عصاره ها نیز اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده های به‎دست آمده نشان داد که نمونه های برگ، ساقه و گل آذین تفاوت معنی داری در سطح 1 درصد با یکدیگر از نظر میزان فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدان کل دارند. در بین اندام های مورد مطالعه، عصاره گل آذین از نظر 28 متابولیت ثانویه و همچنین فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدان کل، برتر از سایر بافت های مورد مطالعه بود. همچنین، نتایج مقایسه میانگین نشان داد که مقدار ترکیبات فنل و ظرفیت آنتی اکسیدان کل در اندام های مختلف گیاه Orchis simia یکسان نیست و در 3 گروه مختلف قرار گرفتند. بیشترین میزان فنل کل (138/65 میلی گرم معادل اسید گالیک بر گرم وزن خشک) در گل آذین ارکیده مشاهده شد. همچنین بالاترین و کمترین میزان ظرفیت آنتی اکسیدان به‎ترتیب مربوط به نمونه های گل آذین (77/58 میکرومول بر گرم وزن خشک) و ساقه (53/24 میکرومول بر گرم وزن خشک) به‎دست آمد. از بین نمونه های برگ، ساقه و گل آذین O. simia، ساقه آن دارای بالاترین میزان مشتقات بی بنزیل بود. بیشترین میزان ترکیبات فرار شناسایی شده در عصاره ها از نوع کریزوتوکسین (Chrysotoxin) به‎میزان (2/286 میکرو گرم بر میلی لیتر) بود که در ساقه رویت شد. درحالی که سایر ترکیبات فرار مانند ترکیبات گیگانتول (Gigantol) و موسکاتیلین (Moscatilin) به‎میزان کمتری به‎دست آمد و کریپیداتین (Crepidatin) در ساقه بسیار ناچیز (0/213 میکرو‎گرم بر میلی لیتر) و در برگ و گل آذین شناسایی نشد. بیشترین میزان ترکیبات آلکالوئید شامل تتراندرین (47/20 نانو گرم بر میلی لیتر) و در گل آذین به ‎دست آمد. کوکسولین (Cocsuline)، ترکیب آلکالوئید مشترک در تمامی اندام های مورد مطالعه بود و بیشترین مقدار این ترکیب در گل آذین (30/54 نانو گرم بر میلی لیتر) و سپس در ساقه (28/81 نانو گرم بر میلی لیتر) شناسایی شد. 5 ترکیب آلکالوئید شامل (Isotetrandrine، (+)-thalmirabine ، Dimethyltubocurarine،Pheanthine  وThalidasine) فقط در برگ و 4 ترکیب شامل (Gyroamericine، Racemosidine C، Chondrofoline و Thalfoetidine) در ساقه و 5 ترکیب شامل (+)-angchibangkine)، (+)-12-O-methyltricordatine، Baluchistine، (+)-Tubocurarine chloride  و Penduline) در گل آذین ارکیده O. simia شناسایی شدند که از بین آن ها، ترکیبات موجود در گل آذین ارکیده، بیشترین مقدار را به‎خود اختصاص دادند.

    نتیجه گیری

    آگاهی مناسب از ترکیب شیمیایی گیاه منجر به درک بهتر ارزش دارویی احتمالی آن می شود. بنابراین در این پژوهش، مقدار ترکیبات بیوشیمیایی و ظرفیت آنتی اکسیدان عصاره ها در اندام های برگ، ساقه و گل آذین ارکیده سیمیا مطالعه شد. طبق  نتایج این پژوهش، گل آذین O. simia منبع بالقوه ظرفیت آنتی اکسیدان، فنل و آلکالوئید است که نقش دارویی مهمی خواهند داشت. متابولیت های ثانویه به دست آمده از این گیاه برای اولین بار گزارش می شوند و برای پیشرفت ها و کاربردهای دارویی جدید در آینده مفید خواهند بود. همچنین، این مطالعه به کاهش ضایعات ارکیده مورد مطالعه در تولید صنعتی کمک خواهد کرد، زیرا اندام های هوایی آن می تواند برای اهداف دارویی مورد بهره برداری قرار گیرد.

    کلید واژگان: ظرفیت آنتی اکسیدان, عصاره, فنل کل, گیاه ارکیده, متابولیت های ثانویه, HPLC}
    Zeinab Masoudi Jozchal, Nadali Bagheri, Nadali Babaeian Jelodar*, Gholamali Ranjbar, Jamshid Farmani
    Background

    As one of the medicinal plants from the Orchidaceae family, Orchis simia tubers are traded all over the world. The unmarketable parts are usually discarded (e.g., inflorescence, leaves, and stems) and produce a large amount of unused biomass. Medicinal effects of plants usually result from the composition of their secondary metabolites. Identification and quantification of secondary metabolites will play an important role in exploiting the medicinal potential of the plant. Orchids grow in different environments and habitats, mainly due to the presence of a unique set of secondary metabolites that help these plants tolerate stressful conditions. Therefore, following traditional approaches, these plants have been proposed as an important source for biological exploration. A number of compounds obtained from different parts of the orchid indicate biological activity. Alkaloids, flavonoids, phenanthrenes, terpenoids, bibenzyl derivatives, and other biologically active compounds have been reported in orchids. The present study identifies the phytochemical substances in Orchis simia orchid.

    Methods

    To investigate the phytochemistry of the inflorescence, leaf, and stem of Simia orchid separately, the samples were collected from nature, washed with water, and dried in the shade. Each of the organs was then powdered separately, and methanolic extract was extracted by ultrasonic and centrifugation methods. Total phenol was evaluated by the Folin-Ciocalteau method. Antioxidant capacity was determined by the FRAP method. The main compounds were estimated quantitatively and qualitatively by high-performance liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) methods.

    Results

    HPLC and LC-MS analyses of O. simia samples led to the isolation of 28 secondary metabolites (four compounds of bibenzyl derivatives, eight phenolic and flavonoid compounds, and 16 alkaloid compounds). Phenolic and flavonoid compounds identified in Simia orchid included benzoic acid, caffeic acid, m-coumaric acid, rutin, luteolin, kaempferol, quercitrin, and quercetin. In parallel, the total phenol content and total antioxidant capacity of the extracts were also measured in the extract. The results of variance analysis of the obtained data showed that the leaf, stem, and inflorescence samples were significantly different from each other at the 1% level in terms of total phenol content and total antioxidant capacity. Among the studied organs, inflorescence extract was superior to the other studied tissues in terms of 28 secondary metabolites as well as total phenol and antioxidant capacity. The average comparison results showed that the total phenolic compounds and antioxidant capacity in different organs of the O.s simia plant were not the same, and they were placed in three different groups. The highest total phenol content (138.65 mg GAE/g dry weight) was observed in orchid inflorescences. The highest and lowest levels of antioxidant activity were obtained from inflorescence (77.58 μmol/g) and stem (53.24 μmol/g) samples, respectively.

    Conclusion

    A proper knowledge of the chemical composition of a plant leads to a better understanding of its potential medicinal value. In this research, therefore, the changes in biochemical compounds and antioxidant capacity of the extracts were studied in leaf, stem, and inflorescence organs. According to the results of this research, the inflorescence of O. simia is a potential source of antioxidant capacity, phenol, and alkaloids, which will have an important medicinal role. The secondary metabolites obtained from this plant are reported for the first time and will be useful for new medicinal developments and applications in the future. Moreover, this study will help reduce the waste of this orchid in industrial production because its aerial organs can be exploited for medicinal purposes.

    Keywords: Antioxidant Capacity, Extract, HPLC, Orchid Plant, Secondary Metabolites, Total Phenol}
  • رقیه عزیزیان، بابک عبدالهی مندولکانی*
    مقدمه و هدف

    شیرتیغک (Sonchus arvensis L.) گیاهی با پتانسیل بالای دارویی و تغذیه ای است که خواص دارویی این گیاه به دلیل وجود ترکیبات فیتوشیمیایی مهم به ویژه فنول ها و فلاونویید ها می باشد. خشکی یک تنش غیر زیستی مهم بوده و محدود کننده ترین عامل برای رشد و تولید گیاهان است. گیاه شیرتیغک دارای متابولیت های ثانویه ی ارزشمندی می باشد، بنابراین درک پاسخ های فیزیولوژیکی این گیاه در واکنش به تنش خشکی ضروری است. هدف از این تحقیق، مطالعه تاثیر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی و برخی پارامترهای فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گیاه دارویی شیر تیغک وحشی است.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گیاه شیرتیغک وحشی، یک آزمایش گلدانی به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمار های تنش خشکی شامل چهار سطح %100 (بدون تنش)، %75، %50 و %25 ظرفیت زراعی بود. صفات مورفولوژیکی مطالعه شده شامل مولفه های رشدی مانند وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع گیاه و طول ریشه بود. همچنین صفات فیتوشیمیایی شامل رنگیزه های فتوسنتزی، محتوای نسبی آب، فنول کل، فلاونویید کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی با دو روش DPPH و FRAP، پرولین و قند محلول و همچنین صفات بیوشیمیایی مانند فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز، گلوتاتیون پراکسیدار، آسکوربات پراکسیداز و پروتیین کل در برگ های میانی و پایینی اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تنش خشکی تاثیر معنی‎داری بر مولفه‎های رشدی، محتوی نسبی آب برگ، پرولین، قند محلول، کلروفیل a و b و کلروفیل کل، کارتنویید، فنول کل، فلاونویید کل، فعالیت آنتی‎اکسیدانی کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز و مهار فعالیت رادیکالDPPH  و قدرت احیاء کنندگی آهن (FRAP) دارد. با کاهش مقدار آب خاک، ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای نسبی آب، کلروفیل a و کلروفیل کل کاهش و در مقابل میزان طول ریشه، کلروفیل b، کارتنویید، پرولین، قند محلول، پروتیین کل، فنول و فلاونویید کل، آنزیم های آنتی اکسیدانی، مهار فعالیت رادیکالDPPH  و قدرت احیاء کنندگی آهن (FRAP) افزایش یافت. همچنین برخی صفات در برگ میانی و پایینی مورد بررسی قرار گرفتند که از نظر صفات فوق بین برگ میانی و پایینی اختلاف وجود داشت و برگ های میانی حاوی میزان بیشتری از صفات مورد بررسی بودند.

    نتیجه گیری

    نتایج مطالعه حاضر نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش صفات مورفولوژیکی به جز طول ریشه شد. همچنین میزان بیشتری از صفات فیتوشیمیایی در برگ های میانی نسبت به برگ های پایینی مشاهده شد. بطور کلی تنش خشکی باعث افزایش صفات بیوشیمیایی و همچنین افزایش در صفات فیتو شیمیایی به جز محتوای نسبی آب، کلروفیل a و کلروفیل کل شد.

    کلید واژگان: برگ میانی و پایینی, تنش خشکی, شیرتیغک, فعالیت آنتی اکسیدانی, متابولیت های ثانویه}
    Roghaieh Azizyan, Babak Abdollahi Mandoulakani*
    Introduction and Objective

    Field Sowthistle (Sonchus arvensis L.) is a plant with high potential medicinal and nutritional values, the medicinal properties of this plant are due to the presence of important phytochemical compounds, especially phenols, and flavonoids. Drought is an important abiotic stress and the most limiting factor for plant growth and production. S. arvensis has valuable secondary metabolites, hence investigation on the responses of this plant against drought stress is of great importance. The purpose of this research was to study the effect of drought stress on morphological characteristics and some phytochemical and biochemical parameters in S. arvensis.

    Materials and Methods

    To investigate the effect of drought stress on the morphological, phytochemical, and biochemical characteristics of Field Sowthistle, a pot experiment was carried out as a completely randomized design in three replications. The treatment of drought stress included four levels of 100% (non-stress), 75%, 50%, and 25% of field capacity. The morphological traits studied were shoot and root fresh weight, shoot and root dry weight, plant height, and root length. Also, phytochemical traits include photosynthetic pigments, relative water content, total phenol, total flavonoid, antioxidant capacity with two DPPH and FRAP methods, proline and soluble sugar, and biochemical traits such as activity of antioxidant enzymes catalase, superoxide dismutase, glutathione Peroxidase, ascorbate peroxidase, and total protein were also measured in middle and lower leaves.

    Results

    The results showed that drought stress had a significant effect on the growth components, the relative content of leaf water, proline, soluble sugar, chlorophyll a and b and total chlorophyll, carotenoid, total phenol, total flavonoid, antioxidant activity of catalase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase and inhibition of DPPH radical activity and iron reducing power (FRAP). With the decrease in soil water content, plant height, fresh and dry weight of shoots and roots, relative water content, chlorophyll a and total chlorophyll decrease, and in contrast to root length, chlorophyll b, carotenoid, proline, soluble sugar, total protein, phenol and Total flavonoid, antioxidant enzymes, inhibition of DPPH radical activity and iron reducing power (FRAP) increased. Also, some traits were investigated in the middle and lower leaves, and there was a difference between the above traits between the middle and lower leaves, and the middle leaves contained more of the examined traits.

    Conclusion

    The results of the present study indicated that drought stress decreases morphological traits except for root length. Also, a higher amount of phytochemical traits were observed in the middle leaves compared to the lower leaves. In general, drought stress caused an increase in the biochemical and phytochemical traits, except for the relative water content, chlorophyll a, and total chlorophyll.

    Keywords: Antioxidant activity, Drought stress, Lower, middle leaves, Secondary metabolites, Sonchus arvensis L}
  • کوثر طاهری بوکانی، رقیه نجف زاده*
    اسانس ها ترکیبات فراری هستند که به عنوان متابولیت ثانویه در گیاهان دارویی ساخته می شوند. جنس Achillea یکی از گیاهان مهم دارویی تیره کاسنی می باشد که اسانس آن خاصیت ضدباکتری و ضدتورمی دارد. در این پژوهش به بررسی و مقایسه کمیت و کیفیت ترکیبات اسانس چهار گونه بومادران شامل بومادران کوتاه دشتی (A. wilhelmsii)، بومادران زرد و مزرعه روی (A. biebersteinii)، بومادران مویین (A. setacea) و بومادران بیابانی (A. tenuifolia) رویش یافته در استان آذربایجان غربی پرداخته شد. بدین منظور نمونه برداری از گیاهان در فصل بهار و در زمان گل دهی انجام گرفت و پس از خشک نمودن آن ها، اسانس گیری از سرشاخه های گل دار به روش تقطیر با آب مقطر با دستگاه کلونجر به مدت چهار ساعت انجام شد. شناسایی ترکیبات اسانس با دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیف نگار جرمی (GC/MS) انجام گردید. بازده اسانس بین گونه ها از 52/0 تا 82/0 درصد می باشد. درمجموع 29 ترکیب در اسانس گونه های موردمطالعه با میزان 57/90 تا 21/96 درصد شناسایی شد. ترکیبات کامفور، کامفن، آلفا-پینن، آلفا- ترپینیول، بتا-پینن ترکیبات غالب اسانس در همه گونه ها بودند. طبق این نتایج، گونه بومادران کوتاه دشتی (A. wilhelmsii) به دلیل داشتن درصد بالای کامفور (40/37 درصد) و بومادران زرد و مزرعه روی (A. biebersteinii) به دلیل داشتن درصد بالای 1و8- سینیول (51/55 درصد) می توانند در صنایع دارویی، غذایی، عطرسازی و برنامه های به نژادی مورداستفاده قرار گیرند.
    کلید واژگان: متابولیت ثانویه, کامفور, 1و8- سینئول, GC, MS}
    Kosar Taheri Boukani, Roghayeh Najafzadeh *
    Essential oils are volatile compounds that are made as secondary metabolites in medicinal plants. The genus Achillea is one of the most important medicinal plants of the Compositeae family that its essential oil has anti-bacterial and anti-inflammatory properties. In this study, the essential oil components of four different Yarrow species including (A. wilhelmsii), (A. biebersteinii), (A. setacea) and (A. tenuifolia) were evaluated in west Azarbayjan province. Plant sampling was done in the flowering stage in the spring. The essential oil was extracted from dried plants using Klevenger's for four hours and identification of essential oil components was performed by mass spectrophotometer (GC/MS) gas chromatography apparatus. Essential oil yields varied from 0.52 to 0.82%. In general, 29 components were identified in the essential oil of the studied species with amount of 90.57 to 96.21 percent. The components camphor, camphene, alpha-pinene, alpha-terpineol, beta-pinene were the dominant components in the essential oils of all species. The species of A. wilhelmsii with high levels of camphor (37.4%) and A. biebersteinii due to the high percentage of 1,8-cineol (55.51%) can be used in pharmaceutical, food and perfumery industry and breeding programs.
    Keywords: Secondary metabolites, camphor, 8-cineole, GC, MS}
  • D. Turkmen, A. Dursun, Oguzhan Caliskan, M. Koksal Kavrak, Z. Guler*

    Nowadays, there is considerable interest in plants such as hawthorn that have a rich source of secondary metabolites (volatile and phenolic compounds) in their leaves, with beneficial effects on health. This study investigated the Volatile Compounds (VCs), total phenolic content, and antioxidant activities of Sultan hawthorn leaves collected at three different times based on fruit maturity stages (immature, mature, and over-mature). Our main goal was to determine whether the volatile profile, total phenolic content, and antioxidant activity would change depending on the leaf collection time. A total of 78 VCs were identified in the leaves, 11 of which were for the first time. With the progress in fruit maturity, the levels of most VCs varied, the phenolic content and antioxidant activity increased, and acidity decreased. Benzaldehyde and α-farnesene were the principal VCs accounting for 61% of total VCs identified in leaf at the overmature stage. The principal component analysis successfully separated volatile compounds in hawthorn leaves along the fruit maturity stages. For the first time, the present study provided a general overview of the secondary metabolites in leaves from Sultan hawthorn cultivar along fruit maturity stages. The hawthorn leaf collected at the overmature fruit stage proved to have high potential in secondary metabolites and antioxidant capacity.

    Keywords: Overmature fruit stage, Secondary metabolites}
  • محمد آبیاری*
    مقدمه و هدف

    گیاه دارویی پریوش با نام علمی Catharanthus roseus، منبع مهم آلکالوییدهای ضدسرطان و ضدفشار خون است. به ‏دلیل قیمت بالای این متابولیت ها و محتوی اندک آنها در گیاه پریوش، تکنیک های کشت بافت برای افزایش تولید آنها پیشنهاد شده اند. بنابراین، این مطالعه با هدف ارزیابی تاثیر نانوذرات اکسید تیتانیوم (TiO2) بر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز ترکیبات فعال مهم دارویی در گیاه پریوش انجام شد.

    مواد و روش ها

    از محیط موراشیک و اسکوگ (MS) به ‏عنوان محیط پایه درکنار دو تنظیم کننده رشد 2,4-D (mg/L 1) و BAP (mg/L 0/5) برای کشت برگ، القاء کالوس و تولید سوسپانسیون سلولی استفاده شد.کشت سوسپانسیون پریوش در پیک رشد سلولی با غلظت های 0، 50 و 100 میلی گرم در لیتر نانوذرات TiO2 تیمار شد. در ادامه، 24، 48 و 72 ساعت بعد از تیمار، بیان ژن های STR، SGD، DAT و PRX با تکنیک Real-Time PCR سنجش شد. از آزمون تترازولیوم نیز جهت سنجش زنده مانی سلولی استفاده شد.

    نتایج

    هرچند تفاوت معنی داری مابین درصد زنده مانی بعد از تیمار 50 و 100 میلی گرم در لیتر نانوذرات TiO2 وجود نداشت، با این حال، گذشت زمان (از 24 و 48 ساعت به 72 ساعت) باعث کاهش زنده مانی سلولی شد. کاربرد غلظت بالاتر نانوذره TiO2 (از 50 به 100 میلی گرم در لیتر) باعث افزایش بیشتر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوییدهای پریوش شد. این افزایش تا 48 ساعت بعد از تیمار ادامه یافت اما بعد از آن کاهش یافت. بیشترین بیان ژن های STR، SGD، DAT و PRX به‎ترتیب با 290، 186، 193 و 287 درصد افزایش در 48 ساعت بعد از تیمار 100 میلی گرم در لیتر نانوذره TiO2 (به عنوان موثرترین تیمار با بیشترین درصد زنده مانی سلولی) بدست آمدند.

    نتیجه گیری

    در مواجه با نانوذرات TiO2، به عنوان یک الیسیتور و عامل تنش زا، ابتدا بیان ژن های درگیر در بیوسنتز ایندول آلکالوییدها القاء می شود تا دفاع در برابر عامل تنش زا حاصل شود و بعد از گذشت زمان و کاهش علایم تنش زا (نانوذره)، متعاقبا بیان ژن های فوق کاهش می یابد. درکل، غلظت 10 میلی گرم در لیتر TiO2 و برداشت متابولیت ها در 48 ساعت بعد از تیمار را می توان به عنوان محرک امیدبخش افزایش محتوی ایندول آلکالوییدها معرفی کرد. با توجه به نتایج، پیشنهاد می شود که مکانیزم دقیق درگیر در این افزایش متابولیت مورد بررسی بیشتر قرار گیرد.

    کلید واژگان: پریوش, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویه, نانوذرات اکسید تیتانیوم}
    Mohammad Abyari*
    Introduction and Objective

    Medicinal plant periwinkle with the scientific name Catharanthus roseus is an important source of anticancer and antihypertensive alkaloids. Due to the high price of these metabolites and their small content in periwinkle plant, tissue culture techniques have been suggested to increase their production. Therefore, this study was carried out with the aim of evaluating the effect of titanium oxide nanoparticles (TiO2) on the expression of key genes of the biosynthetic pathway of important medicinal constituents in periwinkle.

    Material and Methods

    Murashige and Skoog (MS) medium was used as the basic medium along with 2,4-D (1 mg/L) and BAP (0.5 mg/L) plant growth regulators for leaf cultivation, callus induction, and cell suspension production. Periwinkle suspension culture was treated with concentrations of 0, 50, and 100 mg/l TiO2 nanoparticles at the peak of cell growth. Then, the expression of STR, SGD, DAT, and PRX genes was measured 24, 48, and 72 h after the treatment by Real-Time PCR. Tetrazolium test was also used to measure cell viability.

    Results

    Although there was no significant difference between the percentage of cell viability after 50 and 100 mg/L NP-TiO2 treatment; however, the passage of time (from 24/48 h to 72 h) caused a decrease in cell viability. The application of a higher concentration of nanoparticles increased the expression of the key genes involved in the biosynthetic pathway of indole alkaloids. This increase continued up to 48 h after treatment, but then reduced. The highest expressions of STR, SGD, DAT, and PRX genes were obtained by 290, 186, 193, and 287% increase, respectively, in 48 h after the treatment of 100 mg/l TiO2 nanoparticles (as the most effective treatment with the highest percentage of cell viability).

    Conclusion

    in the face of TiO2 nanoparticles, as an elicitor and stress-causing agent, the expression of the genes involved in the biosynthesis of indole alkaloids is induced to achieve defense against the stressful agent and then the expression of the genes decreases after the passage of time and reduction of stressful symptoms. In general, the concentration of 100 mg/l TiO2 and the extraction of metabolites in 48 h after the treatment can be introduced as a promising stimulus to increase the content of indole alkaloids. According to the results, it is suggested that the exact mechanism involved in this metabolite increase be further investigated.

    Keywords: Medicinal plant, Periwinkle, Secondary metabolites, Titanium oxide nanoparticles}
  • یونس پوربیرامی هیر*، رعنا ادهم، اسماعیل چمنی، حسن ملکی لجایر، محمد حسن زاده
    زنبق زرد یک گیاه زینتی و دارویی بسیار ارزشمند است. کیتین یکی از فراوان ترین پلی ساکاریدها در طبیعت است و به طور گسترده در کشاورزی برای جوانه زنی بذر به منظور تحریک رشد گیاه استفاده می شود. کیتوزان می تواند به عنوان یک ماده ضد باکتری استفاده شود و مقاومت گیاه را در برابر بیماری ها افزایش دهد. این مطالعه بر اساس طرح کاملا تصادفی انجام شد. تیمارها شامل غلظت های مختلف کیتوزان (0، 5، 10، 20، 40، 80 و 120 پی پی ام) با پنج تکرار بودند. صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی شامل تعداد برگ، وزن برگ، ارتفاع بوته، سطح برگ، درصد باززایی، کلروفیل a، b و کل، فنل کل و فلاونوییدها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که کیتوزان بر تعداد برگ، درصد باززایی، محتوای فنل و وزن تر برگ تاثیر معنی داری داشت. فلاونوییدها، کلروفیل a و b و کلروفیل کل نیز به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار گرفتند. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین (31/60 میلی گرم در گرم اسید گالیک) و کمترین (15/51 میلی گرم در گرم اسید گالیک) فنل کل به ترتیب از 120 پی پی ام کیتوزان و نمونه شاهد به دست آمد. بیشترین مقدار فلاونویید (mM/g  78/5)  توسط 120 پی پی ام کیتوزان و کمترین مقدار (mM/g 3/20) در تیمار شاهد به دست آمد. به طور کلی، این بررسی نشان داد که کیتوزان بر تمامی صفات اندازه گیری شده اثر مثبت داشت. در اکثر صفات اندازه گیری شده بهترین غلظت کیتوزان 120 پی پی ام  بود.
    کلید واژگان: باززایی, کشت بافت, کیتوزان, متابولیت های ثانویه, Iris Pseudacorus}
    Younes Pourbeyrami Hir *, Raana Adham, Esmaeil Chamani, Hassan Maleki Lajayer, Mohammad Hasanzadeh
    Iris pseudacorus is a highly valuable ornamental and medicinal plant. Chitin is one of the most abundant polysaccharides in nature and is widely used in agriculture for seed germination to stimulate plant growth. Chitosan can be used as an antibacterial component and can increase plant resistance to diseases. This study was conducted based on a completely randomized design. Treatments consisted of different concentrations of chitosan (0, 5, 10, 20, 40, 80, and 120 ppm) with five replications. Morphological and physiological traits including leaf number, leaf weight, plantlets height, leaf area, percentage of regeneration, chlorophyll a, b and total, total phenol, and flavonoids were evaluated. Results of the analysis of variance showed that chitosan significantly affected leaf number, regeneration percentage, phenol content, and leaf fresh weight. Flavonoids, chlorophyll a and b, total chlorophyll were also significantly affected. Results also showed that the highest (31.60 mg/g gallic acid) and lowest (15.51 mg/g gallic acid) total phenol content was obtained from 120 ppm chitosan and control samples, respectively. The highest flavonoid content (5.78 mM/g) was obtained by 120 ppm chitosan and the lowest value (3.20 mM/g) was recorded in the control treatment. In general, our investigation showed that chitosan had a positive effect on all measured traits. In most of the measured traits, the best chitosan concentration was 120 ppm.
    Keywords: Chitosan, Iris Pseudacorus, Regeneration, secondary metabolites, Tissue culture}
  • سهیلا محمدرضاخانی*، فرخنده رضانژاد، فرزاد گنجعلی خانی حاکمی

    عوامل محیطی مانند دما دارای اثرات منفی بر فاز زایشی هستند و می توانند باعث کاهش عملکرد در گونه های مرکبات شوند.  دانه های گرده نقش کلیدی و اساسی در باروری گیاهان دارند. کویرستین و گاما آمینوبوتیریک در کارکردهای بیوشیمیایی خاصی برای تنظیم رشد و افزایش تحمل به تنش های زیستی و غیرزنده دخالت دارند. هدف از این مطالعه ارزیابی دماهای مختلف بر جوانه زنی گرده و نیز میزان کویرستین و گابا بود. شاخه های حاوی گل های پرتقال والنسیا (Citrus  sinensis var Valencia)، نارنگی کارا (C. reticulata var. Kara) و گریپ فروت ردبلاش (C. paradisi var. Red blash) در معرض دماهای مختلف (5، 10، 15، 20 و 25 درجه سانتی گراد) برای مدت شش ساعت قرار گرفتند و سپس دانه های گرده جمع آوری شدند. میزان کویرسیتین و گابا  با استفاده از HPLC سنجیده شد. بیشترین و کمترین جوانه زنی گرده به ترتیب در دماهای 25 درجه سانتی گراد و 5 درجه سانتی گراد مشاهده شد.  بیشترین مقدار کویرستین در دمای 5 درجه سانتی گراد به دست آمد و سپس با افزایش دما میزان آن در تمامی گونه ها کاهش یافت. همچنین با افزایش دما میزان GABA در هر سه گونه کاهش یافت.  بیشترین و کمترین جوانه زنی گرده به ترتیب در دماهای 25 درجه سانتی گراد و 5 درجه سانتی گراد مشاهده شد.

    کلید واژگان: ترکیبات فنولی, جوانه زنی, دانه گرده, دمای پایین, متابولیت های ثانویه}
    Soheila Mohammadrezakhani *, Farkhondeh Rezanejad, Farzad Ganjalikhani

    Environmental factors such as temperature have negative effects on the reproductive phase and can cause yield loss in Citrus species. Pollen grains play a key and essential role in the fertility of plants. Quercetin and gamma-aminobutyric acid (GABA) are involved in certain biochemical functions to regulate growth and increase tolerance to biotic and abiotic stresses. The purpose of this study was to evaluate the effect of different temperatures on pollen germination and also on the levels of quercetin and GABA. The branches containing flowers of Cirus reticulata, C. sinensis, and C. paradisi were exposed to 5, 10, 15, 20, and 25 °C for six hours and then pollen grains were collected. Levels of quercetin and GABA were quantified by HPLC. The amount of quercetin was highest at 5 °C and then decreased by increasing the temperature in all species. Also, with increasing temperature, the amount of GABA decreased in all species. The highest and lowest pollen germination was observed at 25 °C and 5 °C, respectively.

    Keywords: Germination, Low temperature, Phenolic Compounds, Pollen, secondary metabolites}
  • پریسا شیخ زاده*، ناصر زارع، شهربانو ابوطالبی

    کادمیوم یکی از آلاینده های مهم محیط زیست است که به عنوان یک نگرانی عمده زیست محیطی در سراسر جهان اثرات بازدارنده ای بر رشد گیاهان دارد. در این پژوهش تاثیر کادمیوم بر رنگیزه های فتوسنتزی، صفات فیزیولوژیکی و متابولیکی برگ گاوزبان اروپایی در شرایط هیدروپونیک موردبررسی قرار گرفت. گیاهچه های گاوزبان اروپایی در مرحله 7-6 برگی به محیط کشت هیدروپونیک حاوی غلظت های مختلف کادمیوم (صفر، 81، 162، 243 و 324 میکرومولار) منتقل شدند و بعد از 12، 24، 48، 72 و 108 ساعت اعمال تنش، نمونه برداری و اندازه گیری صفات انجام گرفت. نتایج نشان داد میزان رنگیزه های فتوسنتزی، شاخص سبزینگی، فلورسانس کلروفیل و فعالیت های متابولیکی برگ گیاه دارویی گاوزبان اروپایی به طور معنی داری تحت تاثیر تنش کادمیوم قرار گرفت. با افزایش غلظت کادمیوم و مدت زمان تیماردهی، میزان تجمع این عنصر در برگ های گاوزبان اروپایی افزایش یافت. تیمار کادمیوم باعث کاهش میزان کلروفیل a و b، کلروفیل کل، کارتنوییدها در همه زمان های نمونه برداری نسبت به تیمار شاهد گردید. حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم II و شاخص سبزینگی نیز با افزایش غلظت کادمیوم و مدت زمان اعمال تنش کادمیوم، کاهش یافت به طوری که کمترین مقدار این صفات مربوط به 108 ساعت پس از اعمال تنش با 324 میکرومولار کادمیوم بود. با افزایش شدت تنش کادمیوم، میزان متابولیت های ثانویه شامل آنتوسیانین، فنل، فلاونویید کل و میزان قندهای محلول در برگ ها افزایش یافت. بیشترین مقدار این متابولیت های ثانویه مربوط به 108 ساعت پس از تیمار با غلظت 324 میکرومولار کادمیوم بود. به طورکلی نتایج این تحقیق نشان داد که افزایش غلظت و مدت زمان اعمال تنش کادمیوم از طریق کاهش میزان رنگیزه ها فتوسنتزی و افزایش میزان فلورسانس کمینه کلروفیل بر فتوسنتز گیاه تاثیر منفی می گذارد و از طرف دیگر تجمع کادمیوم در برگ های گاوزبان اروپایی موجب افزایش میزان متابولیت های ثانویه در این گیاه می گردد.

    کلید واژگان: فلزات سنگین, کارایی کوانتومی فتوسیستم II, کلروفیل, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویه}
    Parisa Sheikhzadeh *, Nasser Zare, Shahrbano Abootalebi
    Introduction

    Heavy metals are one of the most important abiotic stresses which can have detrimental effects on the growth, metabolic pathways, and physiological and biochemical characteristics of plants. Today, the accumulation of heavy metals in agricultural lands has an increasing trend that can affect the production and quality of agricultural products as well as human health. Among heavy metals, cadmium (Cd) is one of the most important worldwide environmental pollutants. It can rapidly be taken up by plants and accumulates in plant tissues, and easily enter the food chain; so this heavy metal is a serious threat to humans, animals, plants, and environmental sustainability. Secondary metabolites play vital protective and adaptive roles in plants in response to biotic and abiotic stresses. In this study, the effect of cadmium stress on the physiological characteristics and secondary metabolite production, and cadmium accumulation in borage (Borago officinalis L.) was investigated under hydroponic conditions.

    Materials and methods

    Borage seeds were germinated in Petri dishes, and the 5–6 cm seedlings were then transferred to hydroponic containers containing half of the Hoagland nutrient solution with continuous aeration. The cultures were maintained in a growth chamber with 16 hours of light and 25±2 °C. Cadmium treatments were applied at five levels (0, 81, 162, 243, and 324 μM cadmium) using cadmium nitrate (Cd (NO3)2 .4H2O) at the 6-7 leaves stage. European borage seedlings were sampled at five-time intervals (12, 24, 48, 72, and 108 hours after cadmium stress) treatments and cadmium content, physiological characteristics, and secondary metabolites of leaf samples were measured.

    Results and discussion

    The results showed that the amount of photosynthetic pigments, chlorophyll index (SPAD), chlorophyll fluorescence, and secondary metabolites in borage leaves were significantly influenced by cadmium stress. With increasing cadmium concentration and exposure duration, the absorption and accumulation of cadmium in borage leaves increased significantly. Cadmium stress reduced the amount of chlorophyll a and b, total chlorophyll, and carotenoids at all sampling times in comparison with the control treatment. The maximal quantum efficiency of photosystem II and the chlorophyll index (SPAD) were decreased with increasing the cadmium concentration and exposure duration so that the lowest value of these traits was observed at 108 hours after treatment with 324μM cadmium. With increasing the cadmium stress severity, the amount of secondary metabolites including anthocyanin, phenol, and total flavonoids and also the amount of soluble sugars were significantly increased in the borage leaves. The highest amount of these metabolites was observed at 108 hours after treatment with 324 μM cadmium.

    Conclusion

    In general, the results of this study showed that increasing the concentration and duration of cadmium stress negatively influenced plant photosynthesis by reducing the content of photosynthetic pigments and increasing chlorophyll fluorescence. On the other hand, increasing the concentration and duration of cadmium stress, increased the cadmium absorption and accumulation in the borage leaves as well as the amount of secondary metabolites.

    Keywords: Efficiency of photosystem II, Heavy metals, Medicinal plant, secondary metabolites}
  • محمدعلی بهدانی*، مهدی صادق گرامیان، سید وحید اسلامی، محمدحسین امینی فرد

    به منظور ارزیابی تاثیر سطوح مختلف محلول پاشی عصاره جلبک دریایی آکادین® و کود مایع مرغی بیومیکس® بر صفات کیفی، مواد موثره زعفران و عملکرد، آزمایشی در سال های زراعی 1396- 1397  به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شهرستان فردوس انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل عصاره جلبک دریایی آکادین® در چهار سطح (صفر، 1، 5/1 و 2 کیلوگرم در هزار لیتر آب) و کود مرغی مایع بیومیکس® در چهار سطح (صفر، 2، 4 و 6 لیتر در هزار لیتر آب) در نظر گرفته شدند. صفات اندازه گیری شده شامل میزان فنول کل، آنتوسیانین، کروسین، پیکروکروسین، سافرانال و عملکرد تر و خشک کلاله بود. نتایج بدست آمده، بیانگر تاثیر معنی دار عصاره جلبک دریایی® بر صفات مورد بررسی بود،  بطوریکه پیکروکروسین کلاله در تیمار 2 کیلو در هزار عصاره جلبک دریایی آکادین® 26 درصد بیشتر از شاهد بود. کود مرغی مایع® هم بر مواد موثره زعفران تاثیر معنی داری داشت، بطوریکه پیکروکروسین کلاله در تیمار 6 لیتر در هزار کود مایع مرغی بیومیکس® نسبت به شاهد 24 درصدافزایش داشت. اثر متقابل این دو کود نیز بر میزان آنتوسیانین،  فنول کل، کروسین، سافرانال معنی دار  شد، بطوریکه در تیمار 2 کیلوگرم در هزار عصاره جلبک دریایی آکادین® و 6 لیتر در هزار کود مایع مرغی بیومیکس® بیشترین افزایش دیده شد. همچنین کاربرد عصاره جلبک دریایی® بر عملکرد کلاله تاثیر معنی دار داشت، بطوریکه عملکرد کلاله تر و کلاله خشک در تیمار 2 کیلوگرم در هزار عصاره جلبک دریایی®  به ترتیب 13 و 20 درصد بیشتر از شاهد بود. نتایج این تحقیق بیانگر اثرات سودمند کاربرد عصاره جلبک دریایی آکادین® (2 کیلوگرم در هزار لیتر آب) و کود مایع مرغی بیومیکس® (6 لیتر در هزار لیتر آب) بر بهبود صفات بیوشیمیایی، مواد موثره و عملکرد زعفران در مقایسه با شاهد بود.

    کلید واژگان: متابولیت های ثانویه, کروسین, سافرنال, فنل, کلاله}
    MohammadAli Behdani *, Mahdi Gerami Sadeghian, Seyed Vahid Eslami, MohammadHossein Aminifard

    To investigate the effects of foliar application of Acadian seaweed extract® and Biomix poultry manure® on qualitative traits and secondary metabolites of saffron, an experiment was conducted as a factorial arrangement based on a randomized complete block design with three replications in the city of Ferdows the during growing season of 2017-2018. Experimental treatments included four levels of Acadian seaweed extract® (0, 1, 1.5, and 2 kg. l000 L-1 water) and four levels of liquid Biomix poultry manure® (0, 2, 4 and 6 L. l000 L-1 water). Measured traits included phenol, anthocyanin, crocin, picrocrocin, safranal, and fresh and dry stigma yield. Results showed the effect of treatments was significant on the studied traits. So that saffron stigma picrocrocin in treatment of 2 kg. l000 L-1 Acadian seaweed extracts® was 26% more than the control. Liquid poultry manure® also had a significant effect on secondary metabolites of saffron, so that saffron stigma picrocrocin in treatment of 6 L. l000 L-1 Biomix poultry manure® was 24% more than the control. Interaction between Acadian seaweed extract® and Biomix poultry manure® had a significant effect on anthocyanin, crocin, safranal, and phenol content. The highest increase was observed in 2 kg. l000 L-1 Acadian® and 6 L. l000 L-1 Biomix poultry manure®. Also, the use of seaweed extract® had a significant effect on stigma yield, so that the yield of fresh stigma (13%) and dry stigma (20%) in the treatment of 2 kg. l000 L-1 seaweed extracts® was higher than the control. According to the results of this study, the use of seaweed Acadian® (2 kg. l000 L-1 water) alone or in combination with Biomix poultry manure® (6 L. l000 L-1water) can play an important role in enhancing the yield and quality characteristics of saffron.

    Keywords: Crocin, Phenol, Safranal, secondary metabolites, stigma}
  • فاطمه حسن زاده، رسول اصغری زکریا*، رضا درویش زاده، نورالدین حسین پور آزاد
    مقدمه و هدف

    پلی پلوییدی یکی از عوامل اصلی سازگاری در گیاهان است که می تواند تولید متابولیت های ثانویه را در گیاهان افزایش دهد. مریم گلی (Salvia officinalis L.) گیاهی چند ساله از خانواده Lamiaceae با سابقه طولانی استفاده در صنایع دارویی است و تانشینون ها از ترکیبات فعال حیاتی هستند که در این گیاه تولید می شوند. این مطالعه با هدف تجزیه و تحلیل بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها در گیاهان دیپلویید و تتراپلویید مریم گلی و مقایسه بین آنها انجام شد.

    مواد و روش ها

    پلی پلوییدی در مریم گلی از طریق تیمار بذور آن با کلشی‏سین 0/5 درصد به مدت 24 ساعت القاء شد و گیاهان تترا پلویید با استفاده از فلوسیتومتری، مشاهدات کروموزومی، خصوصیات مورفولوژیکی و تعداد روزنه انتخاب و تایید شدند. استخراج RNA از برگ نمونه های گیاهی دیپلویید و تتراپلویید مریم‏گلی، سنتز cDNA و سپس بررسی بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها شاملKSL ،IPPI ، CMK  و DXR با استفاده از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی (Real time PCR) انجام شد. به منظور بررسی بیان ژن های مورد نظر با روش RT-PCR در نمونه های برگی مریم گلی، از ژن 18srRNA به عنوان ژن مرجع برای نرمال سازی داده ها استفاده شد. برنامه حرارتی برای تکثیر ژن های مورد نظر توسط روش Real time PCR، شامل فعال سازی اولیه آنزیم، مرحله واسرشت سازی و اتصال آغازگرها بود. صحت تکثیر محصول مربوط به هر یک از ژ ن ها توسط منحنی ذوبی مربوط به هر ژن تایید و درستی تکثیر توسط الکتروفورز ژل مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    بررسی کیفیت RNAهای استخراج شده با ژل آگارز یک درصد نشان دهنده کیفیت نسبتا خوب RNAهای استخراج شده بود.  منحنی های ذوب به دست آمده از واکنش PCR در زمان واقعی با استفاده از آغازگرهای مستقیم و معکوس برای ژن‏های هدف نشان داد که آغازگرها در دمای مشخص شده به درستی به جایگاه‏های هدف متصل شده و باعث تکثیر اختصاصی آنها می‏شوند. نتایج واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی نشان داد که بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها شاملKSL ،IPPI ،CMK  و DXR در گیاهان تتراپلویید به طور قابل توجه و معنی‏داری در مقایسه با گیاهان دیپلویید افزایش می یابد.

    نتیجه گیری

    در گیاهان تتراپلویید بیان ژن های درگیر در بیوسنتز تانشینون ها افزایش یافت و این می تواند تولید این متابولیت های ثانویه را  افزایش دهد. تجزیه و تحلیل بیان ژن در سری ‏های مختلف پلی پلوییدی می تواند شناخت ما را از سازوکار مولکولی بیوسنتز متابولیت های ثانویه و بهبود تولید آن ها از طریق القای پلی‏پلوییدی افزایش دهد.

    کلید واژگان: القای پلی پلوئیدی, کلشی سین, متابولیت های ثانویه, مریم گلی, RT-PCR}
    Fatemeh Hassanzadeh, Rasool Asghari Zakaria*, Reza Darvishzadeh, Nooralddin Hosseinpour Azad
    Introduction and Objective

    Polyploidy is one of the main factors in plant adaptation that can increase secondary metabolites production in plants. Salvia officinalis L. is a perennial plant from the Lamiaceae family with a long history of use in the medicinal industry. Tanshinones are crucial active compounds biosynthesized in Salvia. This study was aimed to analyze the expression of genes involved in the tanshinones biosynthesis pathway in diploid and tetraploid sage plants and compare between them.

    Material and Methods

    polyploidy in S. officinalis was induced by seed treatment with 0.5% colchicine for 24 h, and tetraploid plants were selected and confirmed by flow cytometry, chromosomal observations, morphological characteristics, and the number of stomata. RNA was extracted from the leaves samples of diploid and tetraploid plants of sage and then cDNA synthesis and the gene expression analysis of genes involved in the biosynthesis of tanshinones including KSL, IPPI, CMK, and DXR genes was performed using real-time PCR. In order to investigate the expression of genes by RT-PCR in sage leaf samples, the 18srRNA gene was used as a reference gene to normalize the data. The thermal program for amplification of the target genes by the RT-PCR method included the initial activation of the enzyme, the steps of denaturation, and binding of primers. The amplification accuracy of the genes product was confirmed by the melting curve of each gene and the amplification validity was checked by gel electrophoresis.

    Results

    Evaluation of the quality of extracted RNAs with 1% agarose gel showed a relatively good quality of the extracted RNAs. The melting curves obtained from the RT-PCR reaction using forward and reverse primers for the target genes showed that the primers bind correctly to the target sites at the specified temperature and cause their specific amplification. The results of RT-PCR showed that the expression of the genes involved in the biosynthesis pathway of tanshinones including KSL, IPPI, CMK, and DXR genes in tetraploid plants was significantly increased compared with diploids.

    Conclusion

    In tetraploid plants, the expression of genes involved in the biosynthesis of tanshinones increased and this could increase the production of these secondary metabolites. Analysis of gene expression in different polyploidy series can increase our knowledge of the molecular mechanisms of biosynthesis of secondary metabolites and improve their production through polyploidy induction.

    Keywords: Colchicine, Polyploidy induction, RT-PCR, Sage, Secondary metabolites}
  • محمود حسن زاده، نورالدین حسین پورآزاد*، فرهاد ذوالفقارپور
    مقدمه و هدف

    در تحقیق حاضر به بررسی اثرات پرتوهای حاصل از پسماندهای مواد رادیو اکتیو در یک معدن متروکه اورانیوم در تغییر کمیت و کیفیت محتویات متابولیتی اسانس درمنه کوهی پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    جهت دسترسی کامل به اطلاعات آلودگی تابشی منطقه مورد مطالعه نقشه تشعشعات رادونی نقطه به نقطه در 10 نقطه با استفاده از دستگاه تابش سنج طی دو سال متمادی مورد سنجش قرار گرفت. این اندازه گیری مشتمل بر نقاط هم ارتفاع در دو کوه مقابل هم (کوه دارای نقاط حاوی مواد راداکیتو A و کوه نقاط فاقد مواد رادیواکتیو B) بود. نمونه برداری از سرشاخه های گیاه درمنه کوهی (Artemisia absinthium) بصورت سیستماتیک و در سه تکرار مختلف انجام پذیرفت. اسانس موجود در سرشاخه ها به روش تقطیر با بخار آب استخراج گردیده و با استفاده از کروماتوگرافی گازی مجهز به طیف سنجی جرمی (GC- Mass) متابولیت های تشکیل دهنده اسانس جداسازی و شناسایی شدند.

    یافته ها

    آزمون مقایسات میانگین (P<0.01) با استفاده از نرم افزار آماری GenStat12.1 به روش فیشر حفاظت شده، تغییرات معنی داری را در مقادیر متابولیت ها در هر دو نقطه مورد مطالعه نشان داد. به طوری که در ارتفاع 930 متر با بالاترین میزان شدت رادیو اکتیو 1.8 میلی سیوورت (A930/R1.8)، در مقایسه با نقطه شاهد (B930/R0.16) تغییرات افزایشی در مقادیر متابولیت های گاما ترپینن، اکالیپتول، توژون و کامفور مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    قرار گرفتن طولانی مدت گیاهان چند ساله در معرض تابش های محیطی منجر به تغییرات بیوشیمیایی شده که ممکن است در نتیجه جهش زایی عناصر پرتوزا در ژن های دخیل در مسیرهای بیوسنتزی متابولیت های ثانویه باشد.

    کلید واژگان: تانشیون ها, درمنه, طیف سنجی جرمی, متابولیت های ثانویه, مواد رادیواکتیو}
    Mahmoud Hassanzadeh, Noraddin Hosseinpour Azad*, Farhad Zoulfagharpour
    Introduction and Purpose

    In the present study, the effects of radiation from radioactive waste in an obsolete uranium mine on the change in the quantity and quality of the metabolic content in the essential oil of Artemisia absinthium were investigated.

    Material and Methods

    In order to have full access to the radiation exposure information of the study areas, a point-to-point radon map was measured at 10 points with a radiometer for two consecutive years. This measurement included points at the same level in two neighboring mountains (the mountain had points that contained radioactive material A and the mountain had points that did not contain radioactive material B). Sampling of Artemisia absinthium branches was performed systematically in three different replications. The essential oil in the branches was extracted by steam distillation methods, and the essential oil of metabolites was identified using Gas chromatography equipped with a mass spectrometer (GC-Mass).

    Results

    Mean comparisons (P <0.01) with protected fisher by the statistical software GenStat12.1 showed significant changes in the values of the metabolites in both study points. At an altitude of 930 m with the highest radioactivity of 1.8 mSv (A930 / R1.8), in comparison with the control point (B930 / R0.16), increasing changes in the levels of Gamma-terpinene, Eucalyptol, Thujon, and Camphor were observed.

    Conclusion

    Prolonged exposure of perennial plants to environmental radiation has led to biochemical changes that may be the result of the mutagenicity of radioactive elements in genes involved in the biosynthetic pathways of secondary metabolites.

    Keywords: Artemisia absinthium, Mass spectrometry, Radioactive elements, Secondary metabolites, Tanshinone}
  • یونس پوربیرامی هیر*، مهسا خلفی، اسماعیل چمنی، حسن ملکی لجایر

    گونه های Lilium متعلق به خانواده Liliaceae هستند. این گیاه حاوی یک متابولیت ثانویه ارزشمند است که با تیمار محرک می توان آن را افزایش داد. هدف اصلی مطالعه حاضر بررسی اثرات کیتوزان به عنوان یک محرک بر باززایی و تولید متابولیت های ثانویه در Lilium regale بود. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی در محیط کشت MS با 10 تکرار انجام شد. پنج غلظت مختلف (0، 50، 100، 150 و 200 میلی گرم در لیتر) کیتوزان به عنوان تیمار مورد استفاده قرار گرفت. صفات مورفولوژیکی مختلف، کلروفیل برگ و متابولیت های ثانویه اندازه گیری شد. تجزیه واریانس نشان داد که کیتوزان بر ارتفاع بوته، وزن تر، تعداد پیازچه، تعداد ریشه، کلروفیل a و b، کلروفیل کل، فنل‌ها، فلاونوییدها و درصد باززایی تاثیر معنی‌داری داشت. بیشترین و کمترین وزن تر و تعداد ریشه به ترتیب از 200 پی پی ام کیتوزان و شاهد به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که ارتفاع بوته و تعداد پیازچه در تمامی غلظت‌های کیتوزان بیشتر از شاهد بود. بیشترین و کمترین میزان باززایی به ترتیب از کیتوزان 200 پی پی ام و شاهد به دست آمد. با این حال، بیشترین میزان فنل، فلاونوییدها و کلروفیل از کیتوزان 200 پی پی ام حاصل شد. با توجه به نتایج مطالعه حاضر، کیتوزان به میزان 200 پی پی ام نسبت به سایر غلظت ها تاثیر مثبت بیشتری بر باززایی و تولید متابولیت های ثانویه Lilium regale داشت.

    کلید واژگان: باززایی, کشت درون شیشه ای, کیتوزان, گل سوسن, متابولیت های ثانویه}
    Younes Pourbeyrami Hir*, Mahsa Khalafi, Esmaeil Chamani, Hassan Maleki Lajayer

    Lilium spp. belong to the Liliaceae family. This plant contains a valuable secondary metabolite which can be increased by the stimuli treatment. The main goal of the present study was to evaluate the effects of chitosan as a stimulant on regeneration and production of secondary metabolites of Lilium regale. The experiment was carried out as a completely randomized design in the MS medium with 10 replications. Five different concentrations (0, 50, 100, 150, and 200 mg/L) of chitosan were used as treatments. Different morphological traits, leaf chlorophyll, and secondary metabolites were measured. Analysis of variance showed that chitosan significantly affected plant height, fresh weight, bulblet number, root number, chlorophyll a and b, total chlorophyll, phenols, flavonoids, and regeneration percentage. The highest and lowest fresh weight and root number were obtained from 200 ppm of chitosan and the control, respectively. The results also showed that the plant height and bulblet number in all concentrations of chitosan were higher than the control. The highest and lowest regeneration rate were obtained from the 200 ppm chitosan and the control, respectively. However, the highest amount of phenols, flavonoids, and chlorophyll was obtained from the 200 ppm chitosan. According to the results of the present study, chitosan at the rate of 200 ppm had a more positive effect on regeneration and production of secondary metabolites of Lilium regale compared to other concentrations.

    Keywords: Chitosan, In vitro culture, Lily flowers, Regeneration, Secondary metabolites}
  • ب. گلکو

    گونه Xenorhabdus باکتری ها به تولید ترکیبات ضد قارچی معروف هستند که در برابر پاتوژن های مهم گیاهی مانند Botrytis cinera بسیار موثراند. به طورکلی، مواد سانتریفیوژ و فیلتر شده رویی (supernatant) یا کشت های رشد برای آزمایش اثرات متابولیت های ثانویه Xenorhabdus bacteria بر علیه پاتوژن های گیاهی مختلف استفاده می شود. در این پژوهش، چنین فرض کردیم که تبدیل مایع رویی باکتری به پودر، اثرات ضد قارچی متابولیت زیست فعال را افزایش می دهد. بنا بر این، در گام نخست، ما اثرات پودر و شکل مایع متابولیت های ضد قارچی X. szentirmaii را در برابر B. cinerea بررسی و مقایسه کردیم. شکل پودری مایع رویی با استفاده از فناوری خشک کردن اسپری (spray drying) به دست آمد. دوزهای مختلف مایع رویی پودر شده و معادل های مایع آنها با سنجش های آزمایشگاهی (درون شیشه ای) مقایسه شد. داده های ما حاکی از آن بود که در سنجش آزمایشگاهی، فعالیت ضد قارچی مایع رویی Xenorhabdus قوی تر از حالت پودری بود. فرض ما بر این است که در طول فرآیند پودر کردن، برخی از ترکیبات ضد قارچی موجود در موا رویی بدون سلول یا تجزیه شده یا تبخیر شده اند، زیرا مواد رویی در معرض دماها و فشار بالا در فرآیند خشک کردن با اسپری قرار می گیرند. همچنین ممکن است شکل پودری مواد رویی به خوبی در PDA حل نشده و بنا بر این مواد ضد قارچ تماس محدودی با پاتوژن های قارچی آزمون شده داشت. از آنجایی که فرم های پودری این ترکیبات ماندگاری بیشتری دارند و در مقایسه با مایع رویی به راحتی فرموله می شوند، در پژوهش های آینده، باید ترکیب(های) زیست فعال موجود در مواد رویی این باکتری ها را استخراج و خالص کرده و کارایی آنها را در دوزهای پی پی ام آزمایش کرد.

    B. Gulcu*

    Xenorhabdus spp. bacteria are known to produce antifungal compounds that are highly efficacious against important plant pathogens such as Botrytis cinera. Generally, centrifuged and filtered supernatant or growth cultures are used to test effects of secondary metabolites of Xenorhabdus bacteria against different phytopathogens. We hypothesized that turning the bacterial supernatant into powder will increase the antifungal effects of the bioactive metabolite. Therefore, as a first step, we investigated and compared the effects of powder and liquid forms of antifungal metabolites of X. szentirmaii against B. cinerea. The powdered form of the supernatant was obtained using spray drying technology. The different doses of the powdered supernatant and their liquid equivalents were compared via in vitro assays. Our data indicated that the antifungal activity of the liquid Xenorhabdus supernatant was stronger than the powdered form in in vitro assays. We posit that during the pulverization process, some of the antifungal compounds in cell-free supernatants were either degraded or evaporated as the supernatants were subjected to high processing temperatures and pressure of the spray drying process. It is also possible that the powdered form of the supernatant did not dissolve well in PDA, so, the antifungal compound had limited contact with the tested fungal pathogen. Future studies should extract and purify the bioactive compound/s present in the supernatants of these bacteria and test their efficacy in ppm doses as powdered forms of these compounds have longer shelf-life and can be easily formulated compared to liquid supernatants.

    Keywords: Antifungal activity, Secondary metabolites}
  • الهه فیاض، علیرضا عباسی*، محمدرضا نقوی، همایون خیری
    بذور 10 گونه مختلف گیاه بومادران برگرفته از نواحی جغرافیایی مختلف ایران در گلخانه باغ گیاهان دارویی همدان (سال زراعی 1396-1397) کشت شده و در ادامه تنوع فیتوشیمیایی اسانس حاصل از هر گونه در دو مرحله قبل (سال اول) و پس از گلدهی (سال دوم) با GC-MS مورد ارزیابی قرار گرفت. در مرحله قبل از گلدهی، 27 متابولیت گزارش شد و ترکیبات غالب (با فراوانی بیشتر از 10 درصد) بصورت 1,8-cineol، artemesia alcohol، artemesia ketone، camphor، germacrene-D، linalool، Terpineol و nerolidol گزارش شدند. بیشترین میزان 1,8-Cineole در گونه های A. alepica، A. eriophora، A. biberstinii ، A. filipendula و A. nobilis بدست آمد و دو گونه A. alepica، و A. eriophora نیز بیشترین مقدار camphor را نشان دادند. همچنین، در این تحقیق برای اولین بار ماده ارزشمند Germacrene D در دو گونه A. tenuifolia و A. wilhelmsii به ترتیب با فراوانی 19/43 و 03/47 درصد گزارش گردید. در مرحله بعد از گلدهی، 78 متابولیت بدست آمد و ترکیبات غالب بصورت Camphor، Cubenol، Chamazulene، Eucalyptol، Germacrene D، Sabinol، trans-Nerolidol، و نهایتا 2-Cyclohexen-1-ol, 1-methyl-4-(1-methylethyl)-, cis- گزارش شدند. درضمن، با توجه به نتایج تجزیه کلاستر و PCA، تمامی 10 گونه مورد مطالعه با توجه به داده های فیتوشیمیایی قبل و بعد از گلدهی به ترتیب در سه و چهار گروه مجزا قرار گرفتند. نهایتا، نتایج این تحقیق نشان داد که تفاوت در نوع ترکیب شیمیایی اسانس بومادران به فاکتورهایی مختلفی بستگی دارد، و اینکه در بین گونه های مختلف بومادران بومی ایران تنوع بین گونه ای نسبتا بالایی از لحاظ تولید انواع متابولیت های ثانویه وجود دارد.
    کلید واژگان: بومادران, تنوع فیتوشیمیایی, اسانس, متابولیت ثانویه, Achillea}
    Elaheh Fayyaz, Alireza Abbasi *, Mohammadreza Naghavi, Homayon Kheiri
    Here, the seeds of 10 different species of the Yarrow (Achillea spp.) originated from geographically different regions of Iran were planted in the greenhouse of medicinal garden of Hamedan (2017-2018), and subsequently phytochemical variation of the essential oils of each individual species collected before and after flowering were assessed using GS-MS. Before flowering, overall, 27 metabolites were detected, among which 1,8-cineol, artemesia alcohol, artemesia ketone, camphor, germacrene-D, linalool, Terpineol and nerolidol were the superior. The maximum amounts of 1,8-cineol was observed in A. alepica, A. eriophora, A. biberstinii, A. filipendula, and A. nobilis, while both A. alepica and A. eriophora contained the highest amounts of camphor. Meanwhile, here, the maximum amounts of Germacrene D were acquired in A. tenuifolia (43.19%) and A. wilhelmsii (47.03%). Upon flowering, overall, 78 metabolites were detected, among which Cubenol, Eucalyptol, Camphor, germacrene-D, sabinol, trans-Nerolidol, Chamazulene, Chamazulene, and 2-Cyclohexen-1-ol, 1-methyl-4-(1-methylethyl)-, cis- were the superior. Based on cluster analysis and PCA constructed by the metabolite data of before and after flowering, all the 10 species of the genus Achillea were respectively grouped into three and four distinguished categories. Lastly, the results indicated that both quantity and quality of chemical composition of yarrow essential oils could be influenced by species under study, various growth and development stages, genetic background and possibly geographical/climatological factors, and that there is an acceptable phytochemical variation among them.
    Keywords: Achillea, phytochemical variation, secondary metabolites, Essential oils, Yarrow}
  • شهلا شیخی، امین ابراهیمی*، پرویز حیدری، محمدرضا عامریان، سجاد رشیدی منفرد

    استفاده از تحریک کننده های مختلف از قبیل تنش های غیرزنده، تشعشعات و تنظیم کننده های رشد مختلف به منظور افزایش کمیت متابولیت های ثانویه، یکی از زمینه های تحقیقاتی جالب توجه به شمار می رود. این تحقیق با هدف بررسی اثر 24-اپی براسینواسترویید بر تغییرات بیان برخی از ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز دایوسجنین در شنبلیله تحت تنش دمای بالا، به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصافی انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان بیان ژن (Cycloartenol synthase) CAS در تیمار دمای بالا و سطح دو ppm از هورمون 24- اپی براسینواسترویید در زمان 24 ساعت پس از تنش (27 برابر) به دست آمد. همچنین بیشترین میزان بیان ژن SSR در تیمار دمای نرمال و سطح پنج ppm  در زمان 24 ساعت به میزان 5/3 برابر مشاهده شد. کاربرد سطوح دو و پنج ppm  از هورمون 24-اپی براسینواسترویید در زمان اعمال تنش دمای بالا، به صورت معنی داری منجر به افزایش بیان ژنSSR  شد. بیان ژن SEP (Squalene epoxidase)  نسبت به شرایط دمای نرمال در سطوح دو و پنج ppm، به ترتیب 20 و 10 برابر افزایش یافت. کاربرد 24-اپی براسینواسترویید بعد از گذشت 24 ساعت، موجب افزایش بسیار معنی دار بیان ژن (Sterol methyltransferase)  SMT به میزان شش برابر (نسبت به دمای 23 درجه سانتی گراد و عدم کاربرد 24-اپی براسینواسترویید) شد. بیان ژن (Squalene synthase) SQS با اعمال تیمار دمای بالا و سطوح مختلف 24-اپی براسینواسترویید نسبت به شرایط نرمال کاهش یافت. نتایج نشان داد که می توان از 24-اپی براسینواسترویید و تنش دمای بالا، به عنوان یک محرک مناسب به منظور افزایش بیان برخی ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز دایوسجنین و افزایش محتوی دایوسجنین استفاده کرد.

    کلید واژگان: بیان ژن, تنش غیرزنده, دایوسجنین, شنبلیله, متابولیت های ثانویه}
    Shahlla Sheikhi, Amin Ebrahimi *, Parviz Heidari, MohamadReza Amerian, Sajad Rashidi Monfared

    The application of various stimulants, such as abiotic stress, radiation, and growth regulators to increase the quantity of secondary metabolites is one of the interesting research areas. The aim of this study was to investigate the effect of 24-epi-brassinosteroid on the expression of some genes involved in the diosgenin biosynthetic pathway of fenugreek under high temperature stress. The highest expression of cycloartenol synthase (27-fold) was observed at high temperature treatment and 2 ppm of 24-epi-brassinosteroid (at 24 h after heat stress), while the highest expression of SSR gene was 3.5 fold at normal temperature and 5 ppm 24-epi-brassinosteroid. Application of 2 and 5 ppm of 24-epi-brassinosteroid significantly increased squalene epoxidase expression during high temperature stress. Compared to normal condition, squalene epoxidase expression increased 20 and 10 fold at 2 and 5 ppm of 24-epi-brassinosteroid, respectively. Application of 24-epi-brassinosteroid (2 ppm) after 24 hours significantly increased the expression of sterol methyltransferase by 6-fold (Compared to 23°C and non-application of 24-epi-brassinosteroid). Interestingly, compared to normal condition, squalene synthase expression was decreased at high temperature treatment and different levels of 24-epi-brassinosteroid. The results showed that 24-epi-brassinosteroid (2 and 5 ppm) could be used as a suitable stimulus to enhance the expression of some genes involved in the biosynthesis pathway and subsequently to increase the content of the diosgenin.

    Keywords: abiotic stress, diosgenin, Fenugreek, gene expression, secondary metabolites}
  • ندا علیزاده، وحید سرابی، سعید حضرتی*
    سابقه و هدف

    کشت مخلوط در بسیاری از مناطق دنیا به دلیل استفاده مناسب از منابع و افزایش عملکرد کمی و کیفی گیاهان اهمیت یافته و می تواند به عنوان یکی از راهکارهای بهبود عملکرد و پایداری در تولید مطرح باشد. اخیرا، توجه ویژه ای به کشت مخلوط گیاهان دارویی و بقولات می شود. از این رو، آزمایشی به منظور ارزیابی سودمندی کشت مخلوط باقلا و رازیانه در سری های جایگزینی و افزایشی انجام شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در سال 1398 در مزرعه ی تحقیقاتی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش در سری های جایگزینی شامل 6 ردیف باقلا، 4 ردیف باقلا + 2 ردیف رازیانه، 3 ردیف باقلا + 3 ردیف رازیانه، 2 ردیف باقلا + 4 ردیف رازیانه، 6 ردیف رازیانه و در سری های شامل 6 ردیف باقلا + 3 ردیف رازیانه، 6 ردیف باقلا + 2 ردیف رازیانه، 2 ردیف باقلا + 6 ردیف رازیانه و 3 ردیف باقلا + 6 ردیف رازیانه بودند. پس از رسیدن دانه های رازیانه به وزن ثابت، عملکرد و اجزای عملکرد در بوته های رازیانه اندازه گیری و تعیین شدند. محتوای اسانس موجود در دانه های رازیانه نیز با استفاده از دستگاه کلونجر اندازه گیری شد. پس از برداشت بوته های باقلا در مرحله گدهی نیز عملکرد ماده ی خشک آنها اندازه گیری شد. در نهایت، ضریب نسبی تراکم، نسبت برابری زمین، افزایش یا کاهش عملکرد واقعی و سودمندی کشت مخلوط باقلا و رازیانه در قالب سری های جایگزینی و افزایشی محاسبه شدند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف کشت مخلوط، اثر معنی داری بر کلیه صفات مورد بررسی داشتند. بیشترین تعداد چتر در بوته های رازیانه از کشت خالص (10/12 عدد) آن بدست آمد. بیشترین وزن هزار دانه از کشت خالص رازیانه (62/5 گرم) و کشت-های مخلوط جایگزینی بخصوص از کشت مخلوط 2 ردیف باقلا + 4 ردیف رازیانه (56/5 گرم) بدست آمد. بیشترین عملکرد زیستی (47/1503 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد دانه (73/617 کیلوگرم در هکتار) از کشت خالص رازیانه بدست آمد. بیشترین مقدار شاخص برداشت مربوط به کشت مخلوط 3 ردیف باقلا + 3 ردیف رازیانه بود که نشان می دهد چنین ترکیب گیاهی در کشت مخلوط دو گیاه منجر به بیشترین عملکرد دانه نسبت به عملکرد زیستی تولیدی می گردد. درصد اسانس دانه رازیانه نیز در کشت های مخلوط افزایشی بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد. بیشترین عملکرد ماده خشک باقلا از کشت خالص آن (02/1933 کیلوگرم در هکتار) و کمترین مقدار نیز از تیمارهایی بدست آمد که در آنها 2 ردیف باقلا کاشته شده بود. همچنین، کشت مخلوط 2 ردیف باقلا + 6 ردیف رازیانه دارای بیشترین ضریب تزاحم نسبی (96/3) بود. نسبت برابری زمین در تمامی نسبت های کشت مخلوط بیشتر از یک و یا نزدیک به یک بود که نشان از مفید بودن کشت مخلوط باقلا و رازیانه دارد. بیشترین میزان عملکرد واقعی (07/0) و شاخص سودمندی (17/0) مربوط به کشت مخلوط جایگزینی 3 ردیف باقلا + 3 ردیف رازیانه بود. کمترین میزان عملکرد واقعی نیز مربوط به کشت های مخلوط افزایشی بخصوص آنهایی بود که رازیانه نسبت بالاتری از باقلا داشت.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج این تحقیق، در کشت مخلوط 3 ردیف باقلا + 3 ردیف رازیانه به نحو مطلوبی از منابع محیطی شامل نور، آب و عناصر غذایی بهره برداری شده و رقابت چندانی جهت دستیابی به آنها صورت نگرفته است. به عبارتی دیگر، تفکیک آشیانه های بوم شناختی در این الگوی کشت مخلوط به نحو مطلوبی صورت گرفته است که در نتیجه ی آن شاخص عملکرد واقعی نیز افزایش نشان داده است. از اینرو، کشت مخلوط باقلا با رازیانه با نسبت اختلاط 50:50 در قالب سری های جایگزینی جهت دستیابی به بیشترین سودمندی در شرایط آب و هوایی نیمه خشک توصیه می شود.

    کلید واژگان: بقولات, سری های جایگزینی و افزایشی, کشت مخلوط, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویه}
    Neda Alizadeh, Vahid Sarabi, Saeid Hazrati *
    Background and objectives

    Intercropping is an valuable cultivation system in all of the world due to the better use of resources and increase the quantitative and qualitative yield of plants. It also can be considered as one of the approaches to improve yield and stability in production. Recently, medicinal plants intercropped by legumes has been noticed. In order to evaluate faba bean and fennel intercropping advantage under row-replacement and additive series, an experiment was conducted in 2019.

    Materials and Methods

    This experiment was carried out at the research farm of the Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran, in a randomized complete block design with three replications. Treatments including 6:0, 4:2, 3:3, 2:4, and 0:6 of faba bean: fennel rows under replacement series and 6:3, 6:2, 2:6, and 3:6 of faba bean: fennel rows under additive series. After reaching a constant weight of fennel fruits, yiel and its components (number of umbels and umbellets and fruits per umbellet, 1000-seed weight, biological yield, seed yield, and harvest index) were measured in fennel plants. The essential oil content in fennel fruits was also measured using a Clevenger apparatus. Faba bean biomass was measured after harvesting plants in the flowering growth stage. Finally, the relative crowding coefficient, land equivalent ratio, actual yield loss or gain and intercropping advantage of faba bean: fennel mixed cultivation were calculated in the row-replacement and additive series.

    Results

    The results showed that intercropping of faba bean and fennel had a significant effect on all studied traits. The highest number of umbels per plant was obtained from sole cropping (12.10). Also, the highest number of umbellets/umbel was related to intercropping of two rows of faba bean: four rows of fennel and three rows of faba bean: three rows of fennel by 22.05 and 19.62, respectively. The highest 1000-seed weight was obtained from sole cropping of fennel (5.62 g) and replacement intercroppings, especially from two rows of faba bean: four rows of fennel (5.56 g). The highest biological yield (1503.47 kg/ha) and seed yield (617.73 kg/ha) were obtained from the sole cropping of fennel. The maximum harvest index was related to the intercropping of three rows of faba bean: three rows of fennel, which shows that such a mixture ratio leads to the highest seed yield rather than biological yield produced. The highest fennel essential oil content was obtained from additive series. The highest faba bean biomass was found in the sole cropping (1933.02 kg/ha) and the lowest in treatments in which two rows of faba bean has been planted. Two rows of faba bean + six rows of fennel had the highest (3.96) relative crowding coefficient. The land equivalent ratio in all row-replacement and additive series was more than one or close to one, which indicates the usefulness of faba bean and fennel intercropping. The highest actual yield (0.07) and intercropping advantage indexes (0.17) were related to three rows of faba bean + three rows of fennel. Also, the lowest actual yield was related to additive series, especially treatments in which fennel had a higher mixture ratio than faba bean.

    Conclusion

    Based on the results obtained in this study, environmental resources including light, water, and nutrients have been used optimally in the three faba bean rows + three fennel rows and there was no effective competition to achieve them in this row-replacement series. In other words, ecological niche separation in this intercropping system has been done favorably, and subsequently the actual yield index increased. Therefore, the mixture ratio by 50:50 in the row-replacement series is recommended to achieve the highest benefit in semi-arid conditions where this experiment was conducted.

    Keywords: Additive, replacement series, Intercropping, Legumes, Medicinal plant, secondary metabolites}
  • Reuben Ogada *, Ezekiel Njeru, Amuka Omari, Johna Birgen
    Striga hermonthica (Del.) Benth is also known as witchweed, is a highly noxious parasite of cereal in Sub- Saharan Africa leading to enormous economic losses of above 7 billion US$ yearly. Some of the suggested control methods have been ineffective, therefore, the weed has continued to increase its host range and area under infestation. The objective of this study was to evaluate Alternaria brassicicola isolates against Striga hermonthica seeds' emergence on maize. A greenhouse experiment was performed at KALRO/CYMMTRY Kibos station, Kisumu, Kenya during April to August, 2019. The experiment included local maize landrace known as “Rachar”, Striga hermonthica seeds Kibos ecotype and four strains of Alternaria brassicicola. The treatments were; Soils (Treated) + two maize seed + S. hermonthica seeds + each isolate (LM017, LM013, LM019a and NY021) independently and soils (Treated) + three maize seeds + S. hermonthica seeds only (Control). A. brassicicola isolates LM019a, LM013 and LM017 inhibited Striga seeds emergence by 78.9%, 57.3% and 29.1% respectively. However, isolate NY021 enhanced Striga seeds emergence by 30.4% over the control. This study, established that some strains of A. brassicicola can inhibit the emergence of Striga weed. Therefore, the fungus could be used as a possible bio-agent in the production of mycoherbicide against Striga weed.
    Keywords: biological control, Bioagent, Mycoherbicide, Phytotoxins, Secondary metabolites, toxins}
  • سکینه رشیدی، علیرضا یوسفی*، مجید پوریوسف، ماریا نیوس گویچه آ
    خاک ورزی، کاربردکودهای شیمیایی و آفت کش ها با کاهش جمعیت قارچ های میکوریزا در خاک های زراعی، امکان بهرمندی گیاهان زراعی از همزیستی با این موجودات را کاهش می دهند. افزایش جمعت قارچ های میکوریزا به صورت مصنوعی به عنوان راهکاری برای رفع این مشکل مطرح می باشد، با این حال در این صورت امکان بهرمندی علف های هرز نیز وجود خواهد داشت. بنابراین آزمایشی به منظور بررسی پاسخ علف هرز نیلوفر پیچ به همزیستی با سه گونه قارچ میکوریزآرباسکولار(Funneliformis mosseae, Rhizoglomus fasciculatum , Rhizoglomus intraradices) انجام شد. نتایج نشان داد تلقیح گیاهان با گونه R. intraradices سرعت فتوسنتزی را 9/1 برابر نسبت به گیاهان شاهد افزایش داد. تلقیح با گونه F. mosseae شاخص کلروفیل برگ، وزن خشک ریشه و حجم ریشه را به ترتیب به میزان 35، 60 و 70 درصد در مقایسه با گیاهان تلقیح نیافته بهبود داد. تلقیح با دوگونهF. mosseae و R. fasiculatumسبب بهبود پارامترهای رشدی گیاه شد. همچنین تلقیح با میکوریزا، متابولیت های ثانویه گیاه ازجمله فنل، فلاونویید، ترپنوییدهای کل گیاه را افزایش داد. تجمع فلاونوییدها در برگ های گیاهان تلقیح یافته با F. mosseae به-میزان2/4 برابر بیشتر از گیاهان تلقیح نیافته بود. افزایش فتوسنتز، رشد و محتوای متابولیت ثانویه در علف های هرز همزیست شده با قارچ میکوریز نشان می دهد که قدرت رقابت و توان آللوپاتیک این گیاهان به هنگام برقراری رابطه همزیستی افزایش می یابد و توان آللوپاتیک بالا علف هرز را به یک رقیب قوی علیه سایر گونه های گیاهی در محیط تبدیل می کند.
    کلید واژگان: رشد, قارچ میکوریز, متابولیت ثانویه, نیلوفر پیچ}
    Sakineh Rashidi, Ali Reza Yousefi *, Majid Pouryousef, Maria Maria Nieves Goicoechea Preboste
    In arable soils, decreasing the fungal population due to tillage, application of chemical fertilizers and pesticides reduces the potential benefits of mycorrhizal fungi to crop plants. To solve this problem, soil inoculation can be a practical ways to improve populations size of mycorrhizal fungi, however, in this situation weeds can also be benefited. This study aimed to evaluate the effect of three species of arbuscular mycorrhizal fungi (Funneliformis mosseae, Rhizoglomus fasciculatum, Rhizoglomus intraradices) on the growth of I.purpurea. Results indicated that inoculation with R. intraradices increased photosynthetic rate 1.9 times as much as control plants. Inoculation with F. mosseae increased leaf chlorophyll index, root dry weight and root volume by 35%, 60 % and 70%, respectively, compared to the noninoculated plants. Inoculation with F. mosseae and R. fasiculatum improved plant growth parameters. Inoculation with AMF also increased plant's secondary metabolites, including phenolic compound, flavonoids and total terpenoid. The concentration of flavonoids in leaves of I. purpurea colonized by F. mosseae was 4.2 times more than that found in leaves of non-mycorrhizal control plants. Increased photosynthesis, growth and secondary metabolites content in weeds associated with mycorrhizal fungi indicate that the competitive ability and allelopathic potential of these plants will increase when associated with AMF and the high allelopathic potential may facilitate this weed to become a good competitor against other plant species in the environment.
    Keywords: Growth, Mycorrhizal fungus, Secondary metabolites, Ipomoea purpurea L}
  • رقیه آقایی اوخچلار، رضا امیرنیا*، مهدی تاجبخش شیشوان، مهدی قیاسی

    به منظور بررسی تاثیر محلول پاشی عصاره کودهای آلی بر خصوصیات زراعی و عملکرد کمی و کیفی شش اکوتیپ بادرشبو، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه در دو سال زراعی 1394 و 1395 به صورت کشت بهاره انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل اکوتیپ های بادرشبو در شش سطح (ارومیه، سلماس، عجب شیر، تهران، اصفهان و شیراز) و محلول پاشی کودهای آلی 10 درصد در پنج سطح (شاهد، کود گاوی، کود مرغی، ورمی کمپوست و کمپوست) بود. صفات مورد مطالعه شامل وزن خشک کل، وزن هزار دانه، عملکرد بذر، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت دانه، عملکرد و درصد اسانس بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب داده ها نشان داد که اعمال تیمارهای محلول پاشی و اکوتیپ بر صفات وزن خشک کل، وزن هزار دانه، عملکرد بذر، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت دانه، عملکرد و درصد اسانس در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد. اثرات متقابل اکوتیپ و محلول پاشی بر صفات وزن هزار دانه و شاخص برداشت دانه در سطح احتمال یک درصد و بر صفات عملکرد و درصد اسانس در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. نتایج نشان داد بیشترین مقدار وزن هزار دانه، شاخص برداشت دانه، عملکرد اسانس و درصد اسانس به ترتیب به مقدار 3/2 گرم، 93/21 درصد، 42/9 کیلوگرم در هکتار و 99/0 درصد مربوط به تیمار محلول پاشی کود مرغی و اکوتیپ ارومیه بود. بیشترین مقدار وزن خشک کل و عملکرد بذر به ترتیب به مقدار 1/994 و 3/331 کیلوگرم در هکتار مربوط به اکوتیپ ارومیه و محلول پاشی کود مرغی به ترتیب به مقدار 7/896 و 5/304 کیلوگرم در هکتار حاصل شد. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق کاربرد تیمار محلول پاشی عصاره کود مرغی و اکوتیپ ارومیه در منطقه ارومیه و کشت اکوتیپ های بومی در سایر مناطق در زراعت بادرشبو توصیه می شود.

    کلید واژگان: تغذیه برگی, درصد اسانس, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویه}
    R .Aghaee Okhchelar, R .Amirnia*, M .Tajbakhsh shishvan, M .Ghiyasi
    Introduction

    Today, medicinal plants have a special place in the pharmaceutical, food and cosmetic industries. Moldavian balm (Dracocephalum Moldavica L.) is an herbaceous annual plant belonging to the Lamiaceae family. In foliar application of plant nutrients the transfer rate of nutrients from the surface of the leaves to various organs of the plant has a great effect, particularly when leaves reach their maximum level. In this method, nutrients are directly aerobic and there is no problem of sediment accumulation in soil and its ability to use. Ecotype characteristics is another factor affecting the components of the medicinal plant. depends on s. This research was carried out in order to evaluate the importance of organic medicinal plants and the advantages of using organic fertilizers and their extracts to improve the quality of active ingredients, maintain soil and environmental contamination.

    Materials and Methods

    This research was carried out at the research farm of the Faculty of Agriculture, Urmia University, located at Nazlou campus, during two season of 2014 and 2015.The land preparation operations included plowing, leveling and cutting was performed in the fall of first year. Sowing was carried out on April 15th. First, the seeds of ecotypes were weighed. Then the seeds of each ecotype were divided equally into the plots to be planted. Seed sowing was done manually and uniformly in each plot. The dimensions of the plots were 2×2 meters. The blocks were spaced one and a half meters apart. The plots were then irrigated regularly. Weed control was carried out manually and mechanically during the growing season in two stages. The application of spraying treatments in vegetative growth stage was carried out in two stages in the first and fifth of June according to the experimental design with manual sprayer. Sampling was done at the end of flowering in August. Samples in each experimental plot with an area of one square meter were harvest. Essential oil was extracted from dry specimens. For this purpose, 40 g of each sample was weighed, and this amount was put into a 1000 ml bécher  after being crushed for the purpose of extraction of the essential oil with a Clevenger apparatus.

    Results and Discussion

    The results of combined analysis of variance showed that application of spraying treatments and ecotypes on total dry weight, 1000 seed weight, seed yield, biological yield, grain harvest index, yield and essence percentage were significant at 1% probability level (p-value < 0.01). The interaction of ecotype and spraying application on 1000 seed weight and grain harvest index were significant at 1% probability level (p-value < 0.05) and on yield and essence percentage were significant at 5% probability level (p-value < 0.05). The results showed that the highest amount of 1000 grain weight, grain harvest index, yield and essence percentage were 2.3 g, 76.76%, 9.42 kg ha-1 and 0.99%, respectively belonged to poultry manure spraying and Urmia ecotype. The highest total dry weight and seed yield belonged to Urmia ecotype (969.5 and 875 kg ha-1 respectively) and poultry manure spraying (892.5 and 756.7 kg ha-1, respectively) were obtained. Finally, according to the results of this research, application of poultry manure spraying and ecotype of Urmia in Urmia region and cultivation of native ecotypes in other regions is recommended.

    Conclusions

    The results of this study showed that foliar application of organic fertilizer extracts has significant effects on studied traits. Therefore, application of organic fertilizers can be a suitable alternative for chemical fertilizers and is recommended. Considering the significant importance of ecotypes on the studied traits, choosing the suitable ecotype for each region is economically feasible.

    Keywords: Essence percentage, Foliar feeding, Medicinal herb, Secondary metabolites}
  • لیلا حکیمی*، مرجان معصومی گودرزی

    به منظور بررسی ویژگی های بیوشیمیایی و ترکیبات عصاره مرزه اورامانی، با دو روش حلال و امواج فراصوت آزمایشی در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سال 1395 انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی در این آزمایش شامل نوع حلال (آب خالص، 75 درصد آب، 50 درصد آب، 75 درصد متانول و متاونول خالص) و روش استخراج (حلال و حلال-امواج فراصوت با توان 200 وات) بود. نتایج نشان داد که در استخراج ترکیبات گونه مرزه، روش حلال-امواج فراصوت به طور معنی داری بیشتر از حلال بود. مقدار درصد فعالیت آنتی اکسیدانی در روش حلال-امواج فراصوت و حلال به ترتیب برابر 62/16 و 92/11 درصد به دست آمد. ترکیبات فنولی و فلانویید در روش حلال-امواج فراصوت برابر 36/45 و 33/15 میلی گرم در گرم و این مقدار برای روش حلال به ترتیب 29/40 و 29/13 میلی گرم در گرم بود بنابراین روش حلال-امواج فراصوت از لحاظ کارایی و هزینه نسبت به حلال، روش مناسب تری برای استخراج ترکیبات گونه مرزه اورامانی معرفی شد. بررسی ترکیبات گونه مرزه اورامانی در حلال های مختلف نشان داد که حلال آب و حلال 75 درصد آب نسبت به سایر حلال ها مقدار بیشتری از ترکیبات را استخراج کردند. نتایج کروماتوگرام مواد موثره نمونه های عصاره آبی و امواج فراصوت با روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)نشان داد که از گونه مرزه اورامانی، ترکیبات کافییک اسید، گالیک اسید، کلروژنیک اسید، کویرستین، پاراکوماریک اسید، فرولیک اسید و روتین به دست آمد و بیشترین مقدار این ترکیبات با 12/9 میلی گرم در لیتر مربوط به فرولیک اسید بود.

    کلید واژگان: امواج فراصوت, حلال, فرولیک اسید, متابولیت های ثانویه}
    Leila Hakimi *, Marjan Maasumi Gudarzi
    Background and Objectives

    Satureja avromanica Maroofi is a medicinally perennial herb which is native to Iran, exclusively restricted to Uramanat mountains of Kurdistan province. It has various pharmaceutical and biological activities such as antibacterial, antifungal, antioxidant, anti-inflammatory, antiviral, anticancer and antiprotozoal properties. The experiment was conducted to study the biochemical characteristics of S. avromanica Maroofi extract by two extraction methods as solvent and solvent-ultrasonic.

     Materials and Methods

    The study was carried out as a factorial based on a completely randomized design. The investigated factors were the type of solvent (water, 75% water, 50% water, 75% methanol and methanol) and extraction method (solvent and solvent-ultrasonic). For this purpose, the plant samples were collected from Uraman Mountains of Kurdistan province in July of 2016. Samples were immediately transferred to Herbarium of Agricultural Research Center and Natural Resources of Kurdistan province. The samples were dried in shade for 15 days, and then crushed into pieces of 0.5 to 1 cm by a laboratory mill (Molyneux, Spain). The content of phenol and flavonoid as well as antioxidant activity was measured. Besides, the components of phenol and flavonoid for the best treatment were determined by HPLC apparatus.

     Results

    The results showed that the compounds extracted by water-ultrasonic were significantly more than those extracted by water. Inhibition percent in water-ultrasonic and water treatments were 16.62% and 11.92%, respectively. The content of phenol (45.36 mg/g, 40.29 mg/g) in water-ultrasonic was higher than that obtained in water treatment (40.29 mg/g). The flavonoid content (15.33 mg/g) in water-ultrasonic was more than that in water treatment (13.29 mg/g). Therefore, water-ultrasonic treatment was more efficient in extracting S. avromanica Maroofi compared to water treatment. On the other hand, the 75% water treatment had more compounds compared to other solvents. The chromatogram of essential ingredient revealed that S. avromanica Maroofi had more Caffeic acid, Gallic acid, Chlorogenic acid, Quercetin, p-Coumaric acid, Ferulic acid. Also, Rutin as the highest amount was obtained in Ferulic acid to be 9.12 mg/g.

     Discussion

    We found that water is the best solvent for biochemical extraction of S. avromanica Maroofi. We found a 12% increase of phenol and 14 % increase of flavonoid in water-ultrasonic relative to water treatment. Due to the wide structure of hydrogen bonds, water is a very polar solvent with a dielectric constant at room temperature and atmospheric pressure. Ultrasonic is a type of ultrasound that increases the polarity of the liquid phase. Ultrasonic waves cause mechanical fluctuations in the liquid medium. The mechanical effect of ultrasound improves the penetration of solvent into cellular materials and mass transfer. Hence, ultrasonic waves are more efficient for producing the biochemical compounds like phenol and flavonoid.

    Keywords: Ferulic acid, Secondary metabolites, Solvent, Ultrasonic}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال