تغییرات در فنول کل و برخی فعالیت‌های آنتی اکسیدان‌های آنزیمی و غیر آنزیمی شمعدانی عطری (Pelargonium graveolens) در پاسخ به آسکوربیک اسید خارجی و تغذیه آهن

Subject Areas : Journal of Ornamental Plants

عبدالحسین رضایی نژاد ¹ , زینب ایزدی ² , کبری سپهوند ³ , حسن مومیوند ⁴ , صادق موسوی فرد ⁵

1 - گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
2 - گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
3 - گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
4 - گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
5 - گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

Received: 2019-12-15 Accepted : 2020-01-12 Published : 2020-03-01

Keywords: آسکوربات پراکسیداز, کاتالاز, اسانس, پراکسیداز, دی پی پی اچ,

Abstract :

فعالیت آنتی­اکسیدانی قوی حاصل از  اسانس و عصاره شمعدانی عطری  بسیار مشهور است. سوالی که در این تحقیق مطرح شده است این است که آیا غلظت­های مختلف آسکوربیک اسید خارجی و آهن می­توانند فعالیت آنتی­اکسیدانی و میزان فنول کل را در شمعدانی عطری تحت تاثیر قرار دهند. بدین­ترتیب، سه سطح از آهن (0، 20 و 40 میکرومولار) و سه سطح از آسکوربیک اسید (0، 1، 2 میلی مولار) در محلول غذایی در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه کاملا تصادفی، با 6 تکرار ترکیب شدند و میزان کلروفیل، فنول کل و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی در برگ­ها اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که میزان اسانس، فعالیت آسکوبات پراکسیداز و کاتالاز در برگ­های گیاهان تحت شرایط فقر آهن بدون توجه به غلظت آسکوربیک اسید افزایش نشان داد. بالاترین فعالیت پراکسیداز در نمونه­هایی که تحت تیمار 20 میکرومولار آهن با یک میلی مولار آسکوربیک اسید قرار داشتند، مشاهده شد. فنول کل با افزایش غلظت آهن افزایش پیدا کرد. علی رغم اثر مثبت آسکوربیک اسید روی میزان رنگریزه­ها، گیاهان تیمار شده با آسکوربیک اسید میزان فنول کل کمتری را در کلیه غلظت­های آهن بکار رفته نشان دادند. بطورکلی، غلظت­های پایین آهن موجب افزایش میزان اسانس و فعالیت­ مقابله با رادیکال­های آزاد در این گیاه گردید. آسکوربیک اسید موجب افزایش میزان اسانس شد، درحالی­که موجب کاهش فنول کل و فعالیت آنتی­اکسیدانی در این گیاه شد.

References:

Blokhina, O., Virolainen, E. and Fagerstedt, K.V. 2003. Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: A review. Annals of  Botany, 91: 179–194.

Boukhris, M., Bouaziz, M., Feki, I., Jemai, H., El Feki, A. and Sayadi, S. 2012. Hypoglycemic and antioxidant effects of leaf essential oil of Pelargonium graveolens L’Hér. in alloxan induced diabetic rats. Lipids in Health and Disease, 11 (81): 1-10.

Boukhris, M., Hadrich, F., Chtourou, H., Dhouib, A., Bouaziz, M. and Sayadi, S. 2015. Chemical composition, biological activities and DNA damage protective effect of Pelargonium graveolens L’Hér. essential oils at different phenological stages. Industrial Crops and Products, 74: 600–606.

Boukhris, M., Simmonds, M.S., Sayadi, S. and Bouaziz, M. 2013. Chemical composition and biological activities of polar extracts and essential oil of rose‐scented geranium, Pelargonium graveolens. Phytotherapy Research, 27(8): 1206–1213.

Burits, M., Asres, K. and Bucar, F. 2001. The antioxidant activity of the essential oils of Artemisia afra, Artemisia abyssinica and Juniperus procera. Phytotherapy Research, 15 (2): 103–108.

Bybordi, A. 2012. Effect of ascorbic acid and silicium on photosynthesis, antioxidant enzyme activity, and fatty acid contents in canola exposure to salt stress. Journal of Integrative Agriculture, 11 (10): 1610–1620.

Ćavar, S. and Maksimović, M. 2012. Antioxidant activity of essential oil and aqueous extract of Pelargonium graveolens L’Her. Food Control, 23: 263–267.

Chance, B. and Maehly, A. 1955. Assay of catalases and peroxidases. Methods in Enzymology, 2: 764–775.

Curie, C. and Briat, J.F. 2003. Iron transport and signaling in plants. Annual Review of Plant Biology, 54: 183–206.

Eid, R., Taha, L. and Ibrahim, M. 2010. Physiological properties studies on essential oil of Jasminum grandiflorum L. as affected by some vitamins. Ozean Journal of Applied Sciences, 3(1): 87–96.

Ghahremani-majd, H., Dashti, F., Dastan, D., Mumivand, H., Hadian, J. and Esna-Ashari, M. 2012. Antioxidant and antimicrobial activities of Iranian mooseer (Allium hirtifolium Boiss.) populations. Horticulture Environment, and Biotechnology, 53(2): 116–122.

Gill, S.S. and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48 (12): 909–930.

Guo, Z., Tan, H., Zhu, Z., Lu, S. and Zhou, B. 2005. Effect of intermediates on ascorbic acid and oxalate biosynthesis of rice and in relation to its stress resistance. Plant Physiology and Biochemistry, 43: 955–962.

Hindt, M.N. and Guerinot, M.L. 2012. Getting a sense for signals: Regulation of the plant iron deficiency response. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) Molecular Cell Research, 1823 (9): 1521–1530.

Kabir, A.H., Rahman, M.M., Haider, S.A. and Paul, N.K. 2015. Mechanisms associated with differential tolerance to Fe deficiency in okra (Abelmoschus esculentus Moench.). Environmental and Experimental Botany, 112: 16–26.

Latifi, A., Jeanjean, R., Lemeille, S., Havaux, M. and Zhang, C.C. 2005. Iron starvation leads to oxidative stress in Anabaena sp. strain PCC 7120. Journal of Bacteriology, 187: 6596–6598.

Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods Enzymology, 148: 350–382.

MacAdam, J.W., Nelson, C.J. and Sharp, R.E. 1992. Peroxidase activity in the leaf elongation zone of tall fescue I. Spatial distribution of ionically bound peroxidase activity in genotypes differing in length of the elongation zone. Plant Physiology, 99: 872–878.

Machold, O. and Stephan, U. 1969. The function of iron in porphyrin and chlorophyll biosynthesis. Phytochemistry, 8: 2189–2192.

Marsh, Jr.H., Evans, H. and Matrone, G. 1963. Investigations of the role of iron in chlorophyll metabolism. II. Effect of iron deficiency on chlorophyll synthesis. Plant Physiology, 38: 638–642.

Miller, N.J. and Rice-Evans, C.A. 1997. The relative contributions of ascorbic acid and phenolic antioxidants to the total antioxidant activity of orange and apple fruit juices and blackcurrant drink. Food Chemistry, 60: 331–337.

Misra, A. and Srivastava, N. 1990. Iron nutrition related to growth and physiology of Japanese mint (Mentha arvensis L.). Proceedings of the International Congress of Plant Physiology, New Delhi, India, 15-20 February, p. 1156–1160.

Mojaat, M., Pruvost, J., Foucault, A. and Legrand, J. 2008. Effect of organic carbon sources and Fe²⁺ ions on growth and β-carotene accumulation by Dunaliella salina. Biochemical Engineering Journal, 39: 177–184.

Nakano, Y. and Asada, K. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiology, 22(5): 867–880.

Pandey, V. and Patra, D. 2015. Crop productivity, aroma profile and antioxidant activity in Pelargonium graveolens L’Hér. under integrated supply of various organic and chemical fertilizers. Industrial Crops and Products, 67: 257–263.

Pawar, N., Pai, S., Nimbalkar, M. and Dixit, G. 2011. RP-HPLC analysis of phenolic antioxidant compound 6-gingerol from different ginger cultivars. Food Chemistry, 126 (3): 1330–1336.

Qian, H., Peng, X., Han, X., Ren, J., Zhan, K. and Zhu, M. 2014. The stress factor, exogenous ascorbic acid, affects plant growth and the antioxidant system in Arabidopsis thaliana. Russian Journal of  Plant Physiology, 61: 467–475.

Ray, P.D., Huang, B.W. and Tsuji, Y. 2012. Reactive oxygen species (ROS) homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cellular Signalling, 24: 981–990.

Singleton, V.L., Orthofer, R. and Lamuela-Raventós, R.M. 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu Reagent. Methods Enzymology, 299: 152–178.

Smirnoff, N. 1996. Botanical briefing: The function and metabolism of ascorbic acid in plants. Annals of Botany, 78 (6): 661–669.

Tewari, R.K., Hadacek, F., Sassmann, S. and Lang, I. 2013. Iron deprivation-induced reactive oxygen species generation leads to non-autolytic PCD in Brassica napus leaves. Environmental and Experimental Botany, 91: 74–83.

Vansuyt, G., Lopez, F., Inzé, D., Briat, J.F. and Fourcroy, P. 1997. Iron triggers a rapid induction of ascorbate peroxidase gene expression in Brassica napus. FEBS Letters, 410: 195–200.

Yeritsyan, N. and Economakis, C. 2002. Effect of nutrient solution's iron concentration on growth and essential oil content of oregano plants grown in solution culture. Acta Horticulturae, 576: 277–283.

Zancan, S., Suglia, I., La Rocca, N. and Ghisi, R. 2008. Effects of UV-B radiation on antioxidant parameters of iron-deficient barley plants. Environmental and Experimental Botany, 63: 71–79.