ارزیابی شاخص‌های فیتوشیمیایی و پتانسیل کیفی زیتون (Olea europaea L.) تحت تأثیر ژنوتیپ و مکان جغرافیایی

محورهای موضوعی : فیتوشیمی

اکرم سلمانی قهفرخی ¹ , مهدی علی زاده ^{2 *} , اسماعیل سیفی ³ , زهره کریمی لنجی ⁴ , خدایار همتی ⁵ , حسین فریدونی ⁶

1 - گروه باغبانی، دانشکده تولید گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی و ومنابع طبیعی گرگان، ایران
2 - Author
3 - گروه باغبانی، دانشکده تولید گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی و ومنابع طبیعی گرگان، ایران
4 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران
5 - گروه باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
6 - سازمان آموزش، تحقیقات کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی گرگان، ایران

تاریخ دریافت : 1404/03/20 تاریخ پذیرش : 1404/04/23 تاریخ انتشار : 1404/06/30

کلید واژه: زیتون, ژنوتیپ, شاخص‌های فیتوشیمیایی, مکان جغرافیایی ,

چکیده مقاله :

این پژوهش در سال ۱۴۰۲ در دو فاز مجزا به‌منظور بررسی تأثیر ژنوتیپ و شرایط محیطی (اقلیم) بر ویژگی‌های فیتوشیمیایی زیتون (Olea europaea L.) اجرا شد. در فاز اول، بیست ژنوتیپ زیتون رایج در ایران از نظر چهار صفت ارزشمند شامل اولئوروپین، محتوای فنول کل، فلاونوئید کل و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفتند. این مرحله در کلکسیون زیتون مرکز تحقیقات کشاورزی گرگان انجام شد. در فاز دوم، دو ژنوتیپ زرد (رقم خوراکی بومی ایران) و کرونایکی (رقم روغنی وارداتی از یونان) به‌عنوان نمایندگان گروه‌های ژنتیکی و کاربردی متفاوت، در سه منطقه با شرایط اقلیمی متمایز شامل اصفهان، گرگان و گنبدکاووس کشت شدند تا اثر برهم‌کنش ژنوتیپ و محیط بر صفات فیتوشیمیایی به‌طور دقیق‌تر بررسی شود. این آزمایش‌ها به‌صورت طرح فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. نمونه‌برداری از میوه‌های دارای حدود 70 درصد تغییر رنگ انجام شد. محتوای اولئوروپین با دستگاه HPLC و فنول کل و فلاونوئید کل با روش اسپکتروفتومتری اندازه‌گیری گردید. فعالیت آنتی‌اکسیدانی نیز با آزمون DPPH ارزیابی شد. ساختار و غلظت ترکیبات فیتوشیمیایی زیتون به‌طور معناداری تحت‌تأثیر هر دو عامل ژنتیک و شرایط اقلیمی قرار داشت. نتایج فاز اول نشان داد ژنوتیپ‌های بررسی‌شده تنوع قابل‌توجهی در ترکیبات فنولی و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نشان دادند؛ به‌طوری‌که بیشترین محتوای فنول کل در ارقام ماری و کوراتینا (به‌ترتیب 78/5 و 62/5 میلی‌گرم بر گرم) مشاهده شد و ارقام ماری و شیراز دارای بالاترین سطوح اولئوروپین (به‌ترتیب 23/1 و 04/1 میلی‌گرم بر گرم) بودند. برخی ارقام مانند کنسروالیا و دیره در اغلب صفات مقادیر پایین‌تری داشتند. در فاز دوم نیز محتوای فنول کل هر دو ژنوتیپ در مناطق گنبدکاووس و اصفهان بالاتر از گرگان بود، در حالی‌که ظرفیت آنتی‌اکسیدانی در گرگان بیشترین مقدار را داشت. کمترین میزان آنتی‌اکسیدان نیز در رقم زرد در اصفهان مشاهده شد. در نظرگرفتن این نتایج در برنامه‌های به‌زراعی و اصلاح ارقام، می‌تواند تولید زیتون با کیفیت بالا و پایداری اقتصادی باغداران را تقویت نماید.

چکیده انگلیسی:

This study was conducted in 2023 in two separate phases to investigate the effects of genotype and environmental conditions (climate) on the phytochemical characteristics of olive (Olea europaea L.). In the first phase, twenty common olive genotypes in Iran were evaluated for four valuable traits, including oleuropein, total phenolic content, total flavonoid content, and antioxidant capacity. This phase was carried out at the Olive Collection of the Agricultural Research Center in Gorgan. In the second phase, two genotypes, Zard (a native edible Iranian cultivar) and Koroneiki (an imported oil cultivar from Greece), representing different genetic and functional groups, were cultivated in three regions with distinct climatic conditions, Isfahan, Gorgan, and Gonbad-e Kavus to more precisely assess the genotype × environment interaction on phytochemical traits. The experiments were arranged in a factorial design within a completely randomized block design with three replications. Sampling was performed on fruits with approximately 70% color change. Oleuropein content was measured using HPLC, while total phenolic and flavonoid contents were determined via spectrophotometry. Antioxidant activity was assessed using the DPPH assay. The structure and concentration of olive phytochemicals were significantly influenced by both genetic and climatic factors. Phase one results showed considerable variation among genotypes in phenolic compounds and antioxidant capacity, with the highest total phenolic content observed in Mari and Koroneiki (78.5 and 62.5 mg/g, respectively) and the highest oleuropein levels in Mari and Shiraz (23.1 and 13.04 mg/g, respectively). Some genotypes, such as Conservolia and Direh, exhibited lower values across most traits. In phase two, total phenolic content in both genotypes was higher in Gonbad-e Kavus and Isfahan compared to Gorgan, whereas antioxidant capacity was highest in Gorgan. The lowest antioxidant level was observed in the Zard genotype in Isfahan. Considering these results in cultivation planning and breeding programs can enhance high-quality olive production and support the economic sustainability of growers.

منابع و مأخذ:

Ahmadipour, S., Arji, I., Ebadi, E. and Abdosi, V. (2019). Morphological, physiological and biochemical changes of young plants of some olive cultivars (Olea europaea L.) under drought stress conditions. Iranian Journal of Horticultural Science, 50(2), 275-286. http:/doi/10.22059/ijhs.2017.242485.1326. [In Persian]
Ben Brahim, S.B., Kelebek, H., Ammar, S., Abichou, M. and Bouaziz, M. (2017). LC–MS phenolic profiling combined with multivariate analysis as an approach for the characterization of extra virgin olive oils of four rare Tunisian cultivars during ripening, Food Chemistry, 229(15), 9-19. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.02.025
Ben Salah, M., Abdelmelek, H. and Abderraba, M. (2012). Study of Phenolic Composition and Biological Activities Assessment of Olive Leaves from different Varieties Grown in Tunisia. Medicinal chemistry. 2(5), 107-111. https://doi.org/10.4172/2161-0444.1000124
Benítez-Cabello, A., Delgado, A.M. and Quintas, C. (2023). Main Challenges Expected from the Impact of Climate Change on Microbial Biodiversity of Table Olives: Current Status and Trends. Foods (Basel, Switzerland), 12(19), 3712. https://doi.org/10.3390/foods12193712
Bouaziz, M., Chamkha, M. and Sayadi, S. (2004). Comparative study on phenolic content and antioxidant activity during maturation of the olive cultivar Chemlali from Tunisia. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(17), 5476-5481. https://doi.org/10.1021/jf0497004
Chung, Y.C., Chien, C.T., Teng, K.Y., and Chou, S.T. (2006). Antioxidative and mutagenic properties of Zanthoxylum ailanthoides Sieb & zucc. Food Chemistry, 97(3), 418-425. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.019
Ebrahimzadeh, M.A., Hosseinimehr, S.J., Hamidinia, A. and Jafari, M. (2008). Antioxidant and free radical scavenging activity of Feijoa sallowiana fruits peel and leaves. Pharmacologyonline, 1: 7-14.
Fraga, H., Pinto J.G. and Santos J.A. (2019). Climate change projections for chilling and heat forcing conditions in European vineyards and olive orchards: A multi-model assessment. Climate Change. 152(1), 179-193. http://doi.org/10.1007/s10584-018-2337-5
Ganino, T., Bartolini, G. and Fabbri, A. (2006). The classification of olive germplasm – a review. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 81(3), 319-334. https://doi.org/10.1080/14620316.2006.11512069
Ghasemi, S., Koohi, D.E., Emmamzadehhashemi, M.S.B., Khamas, S.S., Moazen, M., Hashemi, A.K., Amin, G., Golfakhrabadi, F., Yousefi, Z. and Yousefbeyk, F. (2018). Investigation of phenolic compounds and antioxidant activity of leaves extracts from seventeen cultivars of Iranian olive (Olea europaea L.). Journal of food science and technology, 55(11), 4600-4607. https://doi.org/10.1007/s13197-018-3398-1
Khadivi, A., Mirheidari, F., Moradi, Y. and Paryan, S. (2022). Identification of the promising olive (Olea europaea L.) cultivars based on morphological and pomological characters. Food Science & Nutrition, (10), 1299-1311. https://doi.org/10.1002/fsn3.2767
Lee, O.H. and Lee B.Y. (2010) Antioxidant and antimicrobial activities of individual and combined phenolics in Olea europaea leaf extract. Bioresource technology, 101(10), 3751-3754. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.12.052
Masood, A., Manzoor, M., Anjum, S. and Achakzai, A.K.K. (2020). Quantitative analysis of total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of olive fruits (Olea ferruginea) based on geographical region and harvesting time in Zhob District, Pakistan, APPLIED ECOLOGY AND ENVIRONMENTAL RESEARCH, 19(1), 13-25. http://dx.doi.org/10.15666/aeer/1901_013025
Mansouri, Y., Zivdar, SH. and Khaleghi, E. (2025). Effect of girdling time on flowering properties of olive trees in Ahvaz climate. Plant Productions, 47(4), 647-661. http://doi.10.22055/ppd.2024.47834.2197 [In Persian]
Petridis, A. and Therios, I. (2012) Genotypic Variation of Total Phenol and Oleuropein Concentration and Antioxidant Activity of 11 Greek Olive Cultivars (Olea europaea L.) HORTSCIENCE, 47(3), 339-342.
Romani, A., Mulinacci, N., Pinelli, P., Vincieri, F. F. and Cimato, A. (1999). Polyphenolic content in five tuscany cultivars of Olea europaea L. Journal of agricultural and food chemistry, 47(3), 964-967. https://doi.org/10.1021/jf980264t
Sedef, N. E and Karakaya, S. (2009). Olive tree (Olea europaea) leaves: potential beneficial effects on human health, Nutrition Reviews, (67)11, 632-638. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2009.00248.x
Seifipour, S., Khaleghi, E. and Moallemi, N. (2021). Evaluation of genetic diversity of different olive genotypes in some cities of khuzestan province using morphological marker. Plant Productions, 44(1), 1-12. https://doi.org/10.22055/ppd.2019.26385.1622 [In Persian]
Slinkard, K. and Singleton, V. L. )1977(. Total phenol analysis: automation and comparison with manual methods. American Journal of Enology and Viticulture. 28(1), 49-55. Https://doi.org/ 10.5344/ajev.1977.28.1.49.
Tekaya, M., Chehab, H., Guesmi, A., Algethami, F, K., Hamadi, N, B., Hammami, M. and Mechri, B. (2022). Study of phenolic composition of olive fruits: validation of a simple and fast HPLC-UV method, Quality-Food safety, (29), 35, https://doi.org/10.1051/ocl/2022028
Uylaşer, V. (2014). Changes in phenolic compounds during ripening in Gemlik variety olive fruits obtained from different locations. CyTA - Journal of Food, 13(2), 167-173. https://doi.org/10.1080/19476337.2014.931331
Vinha, A. F., Ferreres, F., Silva, B. M., Valentao P., Goncxalves, A., Pereira, J. A., Oliveira, M. B., Seabra, R. M. and Andrade, P. B. (2005). Phenolic profiles of Portuguese olive fruits (Olea europaea L.): Influences of cultivar and geographical origin. Food Chemistry, 89(4), 561-568. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.03.012
Yılmaz-Düzyaman, H., Medina-Alonso, M.G., Sanz, C., Pérez, A.G., de la Rosa, R. and León, L. (2023). Influence of Genotype and Environment on Fruit Phenolic Composition of Olive. Horticulturae, (9), 1087. https://doi.org/10.3390/horticulturae9101087
Zhang, C., Xin, X., Zhang, J., Zhu, S., Niu, E., Zhou, Z. and Liu, D. (2022). Comparative Evaluation of the Phytochemical Profiles and Antioxidant Potentials of Olive Leaves from 32 Cultivars Grown in China. Molecules (Basel, Switzerland), 27(4), 1292. https://doi.org/10.3390/molecules27041292
Kaviani, M., Varidi, M., Tahmasebi Enferadi, S. and Varidi, M. J. (2018). Determination of best harvesting time for Mari and Shengeh varieties based on some critical qualities of olive. Journal of food and science technology, (15)84, 397-410. http://fsct.modares.ac.ir/article-7-16079-fa.html
Karimova, Q., Asgarova, R., Guvendiyev, V., Hajiyeva, S. and Hajiyev, E. (2024). Assessment of diversity of olive (Olea europaea L.) genotypes according to pomological characters. Presented at the 2th International Scientific and Practical Conference: Integration of Science and Practice as a Mechanism of Effective Development, Copenhagen, Denmark.
Sariyildiz, T., Anderson, J.M. and Kucuk, M. (2005). Effects of tree species and topography on soil chemistry, litter quality, and decomposition in Northeast Turkey. Soil Biology and Biochemistry, 37(9), 1695-1706. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2005.02.004
Alizadeh Behbahani, B., Noshad, M. and Rahmati-Joneidabad, M. (2022). Determination of chemical composition and evaluation the antimicrobial activity of Olea europaea leaf extract against pathogenic bacteria “in vitro”. Iranian Food Science and Technology Research Journal. 18(5), 603-614. [In Persian]