تنوع اکومورفولوژیکی و بیوشیمیایی جمعیتهای گیاه دارویی درمنه صخره¬ای Artemisia haussknechtii Boiss. در رویشگاه‌هاي مختلف مرکز و غرب ایران
الموضوعات :
میلاد جوانمرد
1
,
حسنعلی نقدی بادی
2
,
علی محمدی ترکاشوند
3
,
علی مهرآفرین
4
,
بابک بحرینی نژاد
5
1 - گروه علوم باغبانی و زراعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شاهد، تهران، ایران
3 - استاد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران
4 - مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران
5 - بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران
الکلمات المفتاحية: تنوع فیتوشیمیایی, درمنه صخرهای, جمعیت, پرولین, اسانس, تجزیه به مولفههای اصلی,
ملخص المقالة :
درمنه صخرهای (زاگرسی) Artemisia haussknechtii از گیاهان دارویی و ارزشمند بومی ایران و متعلق به جنس درمنه است که مطالعات اندکی بر روی جمعیتهای آن انجام شده است. به همین منظور این مطالعه بر روی تنوع اکولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه درمنه صخرهای انجام گرفت و 17 جمعیت این گونه از مناطق مرکز و غرب کشور ایران که شامل 5 استان مختلف بود جمع‌آوری شد. خصوصیات آب‌وهوایی و ویژگی‌های خاک رویشگاهها و همچنین صفات مورفوفیزیولوژیکی جمعیت‌ها ارزیابی شد. بر اساس تجزیه به مولفههای اصلی صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی، جداسازی بین جمعیت‌ها صورت گرفت. 01/76 درصد تغییرات واریانس مربوط به سه محور اول بود. جمعیتهای درمنه صخرهای بر اساس تجزیه خوشه‌ای در سه گروه اصلی2، 7 و 8 جمعیتی دسته بندی شدند. گروه اول شامل جمعیتهای A8، A9، A10 ، A14، A15، A16وA17 بودند، در گروه دوم جمعیتهای A2، A3، A4 ، A5 ،A6 ، A11 ، A12 وA13 و در گروه سوم جمعیتهای A1 وA7 قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ارتفاع گیاه با ارتفاع از سطح دریا دارای همبستگی منفی بود. همچنین طول و عرض برگ با متوسط دمای سالیانه و سرعت باد همبستگی منفی داشتند، ولی با میزان نیتروژن و مواد آلی خاک همبستگی مثبت داشتند. پرولین با متوسط دمای سالیانه همبستگی مثبت و با مواد آلی و نیتروژن خاک همبستگی منفی داشت. میزان اسانس با متوسط مجموع سالیانه ساعات آفتابی دارای رابطه مثبت و با رطوبت نقطه اشباع خاک رابطه منفی داشت. بطور کلی جمعیتهای درمنه صخرهای با تغییرات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی از قبیل تولید متابولیت‌های ثانویه، پرولین و ... با شرایط محیطی مختلف سازگاری پیدا کرده بودند.
1. Aali, K. A., Parsinejad, M., & Rahmani, B. (2009). Estimation of Saturation Percentage of Soil Using Multiple Regression, ANN, and ANFIS Techniques. Comput. Inf. Sci., 2(3), 127-136.
2. Abad, M. J., Bedoya, L. M., Apaza, L., & Bermejo, P. (2012). The Artemisia L. genus: a review of bioactive essential oils. Molecules, 17(3), 2542-2566.
3. Abbaspour, J., & Ehsanpour, A. A. (2020). Sequential expression of key genes in proline, glycine betaine and artemisinin biosynthesis of Artemisia aucheri Boiss. using salicylic acid under in vitro osmotic stress. Biologia, 75, 1251-1263.
4. Agrawal, S. B., & Jaiswal, D. (2018). Impact of light stress on plant based medicinally active compounds. International Journal of Plant and Environment, 4(02), 50-59.
5. Baj, T., Sieniawska, E., Kowalski, R., Wesolowski, M., & Ulewicz-Magulska, B. (2015). Effectiveness of the deryng and clevenger-type apparatus in isolation of various types of components of essential oil from the Mutelina purpurea Thell. flowers. Acta Pol. Pharm, 72, 507-515.
6. Bates, L. S., Waldren, R. A., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil, 39, 205-207.
7. Ben Neriah, A., Assouline, S., Shavit, U., & Weisbrod, N. (2014). Impact of ambient conditions on evaporation from porous media. Water Resources Research, 50(8), 6696-6712.
8. Bhaskara, G. B., Yang, T. H., & Verslues, P. E. (2015). Dynamic proline metabolism: importance and regulation in water limited environments. Frontiers in Plant Science, 6, 484.
9. Bora, K. S., & Sharma, A. (2011). The genus Artemisia: a comprehensive review. Pharmaceutical Biology, 49(1), 101-109.
10. Boudreau, A., Richard, A. J., Harvey, I., & Stephens, J. M. (2022). Artemisia scoparia and metabolic health: untapped potential of an ancient remedy for modern use. Frontiers in endocrinology, 12, 727061.
11. Cramer, M. D., Hawkins, H. J., & Verboom, G. A. (2009). The importance of nutritional regulation of plant water flux. Oecologia, 161, 15-24.
12. Fasina, O. O., & Colley, Z. (2008). Viscosity and specific heat of vegetable oils as a function of temperature: 35 C to 180 C. International journal of food properties, 11(4), 738-746.
13. Göring, H., & Thien, B. H. (1979). Influence of nutrient deficiency on proline accumulation in the cytoplasm of Zea mays L. seedlings. Biochemie und Physiologie der Pflanzen, 174(1), 9-16.
14. Hashemi, S. M., & Safavi, S. A. (2012). Control of Three Stored-Product Beetles with Artemisia haussknechtii (Boiss) (Asteraceae) Essential Oil. Ecologia Balkanica, 4(2).
15. Hashemi, S. M., & Safavi, S. A. (2013). Toxicity of essential oil from Artemisia haussknechtii (Boiss), to larvae and adults of Tribolium confusum (Jacquelin du Val). Biharean Biol, 7(2), 57-60.
16. Hayat, S., Hayat, Q., Alyemeni, M. N., Wani, A. S., Pichtel, J., & Ahmad, A. (2012). Role of proline under changing environments: a review. Plant signaling & behavior, 7(11), 1456-1466.
17. Iranshahi, M., Emami, S. A., & MAHMOUD, S. M. (2007). Detection of sesquiterpene lactones in ten Artemisia species population of Khorasan provinces.
18. Javanmard, M., & Asadi-Gharneh, H. A. (2016). Study of quantitative and qualitative traits of fatty acids in dog rose (Rosa canina L.) ecotypes from Isfahan region of Iran. Iranian Journal of Horticultural Science, 47(3).
19. Khanom, S., Saha, B. K., Islam, M. T., & Chowdhury, M. A. H. (2008). Influence of organic and inorganic fertilizers on the growth, leaf yield, chlorophyll and protein contents of stevia grown in different soil types. Progressive Agriculture, 19(1), 23-31.
20. Konowalik, K., & Kreitschitz, A. (2012). Morphological and anatomical characteristics of Artemisia absinthium var. absinthium and its Polish endemic variety A. absinthium var. calcigena. Plant systematics and evolution, 298, 1325-1336.
21. Mao, L., Chen, S., Zhang, J., & Zhou, G. (2018). Altitudinal patterns of maximum plant height on the Tibetan Plateau. Journal of Plant Ecology, 11(1), 85-91.
22. Leghari, S. J., Wahocho, N. A., Laghari, G. M., HafeezLaghari, A., MustafaBhabhan, G., HussainTalpur, K. ... & Lashari, A. A. (2016). Role of nitrogen for plant growth and development: A review. Advances in Environmental Biology, 10(9), 209-219.
23. Leigh, A., Sevanto, S., Close, J. D., & Nicotra, A. B. (2017). The influence of leaf size and shape on leaf thermal dynamics: does theory hold up under natural conditions? Plant, cell & environment, 40(2), 237-248.
24. Lichtenthaler, H. K. (1987). [34] Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In Methods in enzymology. (Vol. 148, pp. 350-382). Academic Press.
25. Luo, H., He, W., Li, D., Bao, Y., Riaz, A., Xiao, Y. ... & Liu, C. (2020). Effect of methyl jasmonate on carotenoids biosynthesis in germinated maize kernels. Food chemistry, 307, 125525.
26. Maya-García, R., Torres-Miranda, A., Cuevas-Reyes, P., & Oyama, K. (2020). Morphological differentiation among populations of Quercus elliptica Neé (Fagaceae) along an environmental gradient in Mexico and Central America. Botanical Sciences, 98(1), 50-66.
27. Mirhaji, S.T., Jalili, A., Jafari, M., Akbarzadeh, M., & Farzaneh, Z. (2001). Ecological comparision of Artemisia species in Semnan Province. PajouheshVa-Sazandegi, 14 (3), 95 - 102.
28. Momin, R. K., & Kadam, V. B. (2011). Determination of ash values of some medicinal plants of genus Sesbania of Marathwada region in Maharashtra. Journal of phytology, 3(12).
29. Mozaffarian, V. (2008). Flora of Iran no. 59. Compositae: Anthemideae and Echinopeae tribes. Tehran. pp.448. Research Institute of Forests and Rangeland Publishers.
30. Mozaffarian, V. (2012). Identification of medicinal and aromatic plants of Iran, pp.1444. Farhang Moaser Publishers.Tehran. First edition
31. Nicotra, A. B., Leigh, A., Boyce, C. K., Jones, C. S., Niklas, K. J., Royer, D. L., & Tsukaya, H. (2011). The evolution and functional significance of leaf shape in the angiosperms. Functional Plant Biology, 38(7), 535-552.
32. Nigam, M., Atanassova, M., Mishra, A. P., Pezzani, R., Devkota, H. P., Plygun, S. ... & Sharifi-Rad, J. (2019). Bioactive compounds and health benefits of Artemisia species. Natural product communications, 14(7), 1934578X19850354.
33. Pichersky, E., Noel, J. P., & Dudareva, N. (2006). Biosynthesis of plant volatiles: nature's diversity and ingenuity. Science, 311(5762), 808-811.
34. Prins, C. L., Freitas, S. D. P., Gomes, M. D. M. D. A., Vieira, I. J. C., & Gravina, G. D. A. (2013). Citral accumulation in Cymbopogon citratus plant as influenced by N6-benzylaminopurine and light intensity. Theoretical and Experimental Plant Physiology, 25, 159-165.
35. Rabie, M., Jalili, A., Asri, Y., & Hamzehee, B. (2009). Population variation of Artemisia sieberi in Iran based on quantitative characters of leaf and seed and their relationships with habitat features. Rostaniha, 10(1), 51-67.
36. Ramezani Nowrozani, F., & Ghorbani Ranjbary, A. (2018). Effects of the hydroalcoholic extract of Artemisia khorassanica on wound healing potential in mice. Comparative Clinical Pathology, 27(4), 1079-1083.
37. Ramkhelawan, E., & Brathwaite, R. A. (1990). Leaf area estimation by non-destructive methods in sour orange (Citrus aurantium L.). Tropical Agriculture, 67(3), 203-206.
38. Rathke, G. W., Behrens, T., & Diepenbrock, W. (2006). Integrated nitrogen management strategies to improve seed yield, oil content and nitrogen efficiency of winter oilseed rape (Brassica napus L.): a review. Agriculture, ecosystems & environment, 117(2-3), 80-108.
39. Rawal, A., Chakraborty, S., Li, B., Lewis, K., Godoy, M., Paulette, L., & Weindorf, D. C. (2019). Determination of base saturation percentage in agricultural soils via portable X-ray fluorescence spectrometer. Geoderma, 338, 375-382.
40. Sachdev, S., Ansari, S. A., Ansari, M. I., Fujita, M., & Hasanuzzaman, M. (2021). Abiotic stress and reactive oxygen species: Generation, signaling, and defense mechanisms. Antioxidants, 10(2), 277.
41. Schymanski, S. J., & Or, D. (2016). Wind increases leaf water use efficiency. Plant, Cell & Environment, 39(7), 1448-1459.
42. Sereshti, H., & Samadi, S. (2007). Comparison of hydrodistillation-headspace liquid phase microextraction techniques with hydrodistillation in determination of essential oils in Artemisia Haussknechtii Boiss. Journal of Science University of Tehran (JSUT), 33 (2), 7-17.
43. Shahrivari, S., Alizadeh, S., Ghassemi-Golezani, K., & Aryakia, E. (2022). A comprehensive study on essential oil compositions, antioxidant, anticholinesterase and antityrosinase activities of three Iranian Artemisia species. Scientific Reports, 12(1), 7234.
44. Shuorvazdi, A., Mohammadi, S. A., Norozi, M., & Sadeghzadeh, B. (2014). Molecular analysis of genetic diversity and relationships of barley landraces based on microsatellite markers. Plant Genetic Researches, 1(1), 51-64.
45. Spormann, S., Nadais, P., Sousa, F., Pinto, M., Martins, M., Sousa, B. ... & Soares, C. (2023). Accumulation of Proline in Plants under Contaminated Soils—Are We on the Same Page? Antioxidants, 12(3), 666.
46. Stevović, S., Ćalić-Dragosavac, D., Mikovilović, V. S., Zdravković-Korać, S., Milojević, J., & Cingel, A. (2011). Correlation between environment and essential oil production in medical plants. Adv. Environ. Biol, 5(2), 465-468.
47. Tan, R. X., Zheng, W. F., & Tang, H. Q. (1998). Biologically active substances from the genus Artemisia. Planta medica, 64(04), 295-302.
48. Tarighaleslami, M., Zarghami, R., Boojar, M. M. A., & Oveysi, M. (2012). Effects of drought stress and different nitrogen levels on morphological traits of proline in leaf and protein of corn seed (Zea mays L.). American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 12, 49-56.
49. Tian, T., Wu, L., Henke, M., Ali, B., Zhou, W., & Buck-Sorlin, G. (2017). Modeling allometric relationships in leaves of young rapeseed (Brassica napus L.) grown at different temperature treatments. Frontiers in Plant science, 8, 313.
50. Tunçtürk, M., Tunçtürk, R., Yildirim, B., & Çiftçi, V. (2011). Changes of micronutrients, dry weight and plant development in canola (Brassica napus L.) cultivars under salt stress. African Journal of Biotechnology, 10(19), 3726-3730.
51. Valladares, F., Gianoli, E., & Gómez, J. M. (2007). Ecological limits to plant phenotypic plasticity. New phytologist, 176(4), 749-763.
52. Wang, X., Sun, J., Wang, S., Sun, T., & Zou, L. (2023). Salicylic acid promotes terpenoid synthesis in the fungi Sanghuangporus baumii. Microbial Biotechnology, 16(6), 1360-1372.
53. Yang, L., Wen, K. S., Ruan, X., Zhao, Y. X., Wei, F., & Wang, Q. (2018). Response of plant secondary metabolites to environmental factors. Molecules, 23(4), 762.
54. Yazdi Far, S., Naghdi Badi, H., Mehrafarin, A., Kalateh Jari, S., & Danaee, E. (2022). Evaluation of diversity of eco morphological and phytochemical traits of Artemisia sieberi Besser. in different habitats of Qom province in Iran. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants, 10(1), 27-46.
55. Zarco-Tejada, P. J., Miller, J. R., Mohammed, G. H., & Noland, T. L. (2000). Chlorophyll fluorescence effects on vegetation apparent reflectance: I. Leaf-level measurements and model simulation. Remote Sensing of Environment, 74(3), 582-595.
56. Zhan, X., Chen, Z., Chen, R., & Shen, C. (2022). Environmental and genetic factors involved in plant protection-associated secondary metabolite biosynthesis pathways. Frontiers in Plant Science, 13, 877304.
57. Zhang, F., Wan, X., Zheng, Y., Sun, L., Chen, Q., Zhu, X. ... & Liu, M. (2014). Effects of nitrogen on the activity of antioxidant enzymes and gene expression in leaves of Populus plants subjected to cadmium stress. Journal of Plant Interactions, 9(1), 599-609.
