Study of the effect of auxin and gibberellin on growth, total chlorophyll, carotenoid and terpenoid content in Euphorbia trigona Mill.

Rezaei, Hakimeh; Sateei, Aryan; Aghajanzadeh, Tahereh Sadat; Ebadi, Mehdi

doi:https://doi.org/10.71890/iper.2023.1105569

Manuscript ID : iper-1105569 Visit : 247 Page: 143 - 166

https://doi.org/10.71890/iper.2023.1105569

Article Type: Original Research

Study of the effect of auxin and gibberellin on growth, total chlorophyll, carotenoid and terpenoid content in Euphorbia trigona Mill.

Subject Areas : Environmental physiology

Hakimeh Rezaei ¹ , Aryan Sateei ² , Tahereh Sadat Aghajanzadeh ³ , Mehdi Ebadi ⁴

1 - Department of Plant Biology, Faculty of Basic Sciences, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran
2 - Department of Biology, Gorgan branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran,
3 - Department of Plant Sciences, Faculty of Science, University of Mazandaran, Babolsae, Iran
4 - Head of Chemical Analysis Research Center

Received: 2022-10-30 Accepted : 2022-12-25 Published : 2023-12-22

Keywords: Auxin, Carotenoid, Chlorophyll, Euphorbia trigona, GC-MS, Gibberellin, Indole butyric acid, Naphthalene acetic acid, Terpenoid,

Abstract :

This study was conducted to investigate the effect of auxin and gibberellin on Euphorbia trigona Mill. in a randomized complete block design in 2020, and in greenhouse conditions. One minute pretreatments including auxin regulators NAA, IBA and IAA at a concentration of 500 mg / l and treatments containing GA, IAA, IBA and NAA, 250 mg / l were compared with each other and with control plants. Stems and roots fresh weight, dry weight, dry weight percentage, total photosynthetic pigments content as well as total terpenoids were measured. Fresh and dry weight and the percentage of dry weight of stem did not show sensitivity to the treatments and pretreatments, and the effects were not significant. NAA treatment had the most positive effect on roots fresh and dry weight, although the percentage of root dry weight was not significantly affected by the treatments. The highest significant increase in terpenoid content was observed in NAA treatment and NAA and IBA pretreatments. GA treatment had the most positive effects on the content of each of chlorophylls a and b, total and carotenoid content. In terms of effect on photosynthetic antenna composition, the most positive effects on the ratio of total chlorophyll to carotenoids were observed in GA, NAA, IAA and IAA pretreatments. IAA treatment also showed a significant increase in chlorophyll a to b ratio. The correlation between growth parameters with each other and also the correlation of chlorophyll content with each other and with carotenoids was positive and significant. However, the correlation of terpenoid content with none of the other traits was significant. On the other hand and from an application point of view, based on gas chromatography-mass spectrometry measurements, naphthalene-acetic-acid treatment was effective in severely increasing the content of valuable medicinal compound, bis-2-ethylhexyl phthalate, compared to the control.

References:

Abdullah G.R., Al-Khateeb A.A. and Serage M. (2003). Effect of different concentrations of growth regulators on Gardenia jasminoides cv. Veitchii micropropagation by tissue culture technique. Journal of Agriculture and marine sciences, 8(1), 35-40.
Amin, A.A., Rashad, M.El- Sh., and Gharib, F.A.E. (2006). Physiological response of maize plants (Zea mays L.) to foiliar application of morphactin CF and indole-3-butyric acid. J. Biol. Sci. 6(3): 547-554
Ashraf, M., Azhar, N., and Hussain, M. (2006). Indole acetic acid (IAA) induced changes ingrowth, relative water contents and gas exchange attributes of barley (Hordeum vulgare L.) grown under water stress conditions. J. Plant Growth. Regul., 50: 85-90
Bigoniya, P., & Rana, A.C. (2006). Antioxidant activity of a saponin isolated from Euphorbia nerifolia leaf, Recent Progress in plants, Natural Products. 2(20): 359-376.
Blythe, G., Denlay, T. & Sibley, J. L. (2000). Influence of commercial auxin formulation on cuttings of Camellia cultivars. SNA Research conference, 45: 303-306.
Centeno, A., & Gomez-Del-Campo, M. (2008). Effect of root promoting products in the propagation of organic olive (Olea europaea L.cv. Cronicabra) nursery plants. Hort Science 43: 2066-2069.
Dagang, W., Sorg, B., Adolf, W., Seip, E. and Hecker, E. (1992). Oligo- and macrocyclic diterpenes in thymelaeaceae and euphorbiaceae occurring and utilized in Yunnan (Southwest China). 2. Ingenane type diterpene esters from Euphorbia nematocypha Hand.-Mazz. Phytotherapy Research, 6, 237-240.
Denaxa, N.K., Vemmos, S.N. and Roussos, P.A. (2012). The role of endogenous carbohydrates and seasonal variation in rooting ability of cuttings of an easy and a hard to root olive cultivars (Olea europaea L.). Sci. Hort. 143: 19-28.
De Souza, L. S., Puziol, L. C., Tosta, C. L., Bittencourt, M. L. F., Ardisson, J. S., Kitagawa, R. R., Filgueiras, P. R., & Kuster, R. M. (2019). Analytical methods to access the chemical composition of an Euphorbia tirucalli anticancer latex from traditional Brazilian medicine. Journal of ethnopharmacology, 237, 255–265.
Dhaduk, B. K., Kumara, S., Singh, A. and Desai, J. R.. (2007). Response of gibberellic acid on growth and flowering attributes in anthurium (Anthurium andreanum Lind.). Journal Ornamentals Horticulture. 10(3): 187-189.
Dharmasiri, N. Dharmasiri, S. and Estelle, M. (2005). The F-box protein TIR1 is an auxin receptor. Nature, 435:441–445.
Duhok, M. and Rasheed, M.S. (2010). Effect of different concentrations of kinetin and NAA on micropropagation of Gardenia jasmonioides. Journal of Zankoy Sulaimani. 13(1): 103-120.
Eid, M.N.A. & Ahmed, S.S. (1976). Preliminary studies on the effect of GA3 and CCC on growth and essential oil content of Ocimum basilicum L. Egypt Journal of Hortrticulture, 3, 83–87.
Ersoy, N. and Aydin, M. (2008). The effect of some hormone and humidity levels on rooting of Mahale (PrunusMahaleb) soft wood topcutting.Suleyman Demire luniversitiesi Ziraat Fakultesi Degisi. 3(1): 32-41.
Fathi G., & Esmaielpour B. (2000) Plant growth substances: principle and application. Jehad-e- Daneshghahee Mashhad. [In Persian with English Abstract]. Eisenreich W, Rohdich F, Bacher A .2001. Deoxyxylulose phosphate pathway to terpenoids. Trends Plant Sci., 6: 78–84.
Gershenzon J., & Croteau R. (1991). Terpenoids. In Herbivores their interaction with secondary plant metabolites, Vol I: The chemical participants, 2nd ed. G.A. Rosenthal and M.R. Berenbaum, eds, Academic press, San Diego, pp: 165-219.
Ghorai, N., Chakraborty, S., Guchhait, S., Saha, S.K., and Biswas, S. (2012). Estimation of Total Terpenoids Concentration in Plant Tissues using a Monoterpene, Linalool as Standard Reagent. Protoc Exch 1: 40.
Glick, A., S. Phllosoph-Hadas, A. Vainstein, A. Meir, Y. Tadmor and S. Meir. (2007). Methyl Jasmonate Enhances Color and Carotenoid Content of Yellow Pigmented Cut Rose Flowers. Acta Horticulturae. 755: 243-250.
Gordon R, Rees A (1977) Stem elongation in tulip and narcissus: The influence of floral organs and growth regulators. New Phytology 78: 579- 591.
Grieneisen, V. A. Xu, J. Mare, A. F. M. Hogeweg, P. Scheres, B. (2007) Auxin transport is sufficient to generate a maximum and gradient guiding root growth. Nature 449 1008–1013.
Gundidza, M., Sorg, B. and Hecker, E., (1993). A skin irritant principle from Euphorbia matabelensis Pax. Journal of Ethnopharmacology, 39, 209-212.
Hosseini Hashemi, S.Kh., Bagheri, and Safdari, A. V.R., and Sadeghifar, H., (2011). The chemical composition of the ethanol extract of black locust wood by using gas chromatography - mass spectrometry. Journal of Sciences and Techniques in Natural Resources, Vol 6 (3): 63-74. (In Persian).
Hughes N.M., Morley C.B. and Smith W.K. (2007). Coordination of anthocyanin decline and photosynthetic maturation in juvenile leaves of three deciduous tree species. New Phytologist, 175: 675–685.
Hunter WN (2007). The non-mevalonate pathway of isoprenoid precursor biosynthesis. Biological Chemistry, 282: p. 21573–21577.
Hyun-Jin, K., J. M. Fonseca, G. H. Chol and C. Kuboti. (2007). Effect of Methyl Jasmonate on Phenolic Compounds and Sarotenoid of Romain Lettuce (Lactuca sativa L.). Agricultural and Food Chemastry. 55: 10366- 10372.
Janowsk, B. and Jerzy, M. (2003). Effect of gibberrelic acid on postharvest leaf longevity of Zantedeschia elliottiana. Journal of Fruit and Ornamental pland Research. 11: 69-76.
Jokar, E., Sateei, A., Ebadi, M., Ahmadi Golsefidi, M. (2021). Comparative study of the effect of some types of nitrogen fertilizers on growth, alkaloid content and some physiological traits of the ornamental-medicinal plant Agave Americana cv marginata under greenhouse cultivation, Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research.
Jones, R. J., Schreiber, B. E., McNeil, K. Brenner, M. L. (1990). Hormonal regulation of maize kernel development: the role of cytokinins. InProceedings of the Plant Growth Regulator Society of America, Seventh Annual Meeting, St. Paul, MN, August 5-9, 1990. Plant Growth Regulator Society of America, St. Paul, MN, pp 183-196.
Kaçar O., N. Azkan, and N. Çöplü. (2009). Effects of different rooting media and indole butyric acid on rooting of stem cuttings in sage (Salvia officinalis L. and Salvia triloba L.). Journal of Food, Agriculture & Environment, 7 (3): 349-352.
Kanjilal, P. B and R. S. Singh. (1998). Effect of phytohormones on growth, yield of flower heads and essential oil chamorile (Chamornilla reactita (L.) Rauschert). Indian Perfumer. 42(4): 197-200.
Kasim, N. E., and Rayya, A. (2009). Effect of different collection times and some treatments on rooting and chemical interminal constituents of bitter almond hard wood cutting. Journal of Agriculture and Biological Sciences 5(2): 116-122.
Khaligi A., and padasht-Dehkayee M. N. (2000). Iranian Journal Agricultural Sciences. 31 (3): 557-565 (in Persian).
Kheiry A. (2006). Effects of GA3 and 6-BA on the quality and essence of tuberose. M.Sc. Thesis, University of Tehran, Department of Horticultural Sciences, Karaj, Iran. [In Persian with English Abstract].
Khosh Khoi M. (2003). Multiplication plant (plant propagation) Principles and Practices (Volume II). Shiraz University Press, P ; 100. (in Persian).
Kim, H. J., F. Chen, X. Wang and N. C. Rajapakse. (2006). Effect of Methyl Jasmonate on Secondary Metabolites of Sweet Bsil (Ocimum basilicum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 54. 2327- 2332.
Kishan, S., Singh, K.P. and Raju. D.V.S. (2007). Vegetative growth, flowering and seed characters of African marigold (Tagetes erecta L.) as influenced by different.
Kukenov M. (1977). New toxic and cocarcinogenic diterpene esters from Euphorbiaceae. Pure Appl Chem. 49: 1423-31.
Lagarda, M., Garcia-Llatas, G. and Farré, R. (2006). Analysis of phytosterols in foods. J. Pharm. Biomed. Anal. 41(5):1486-96.
Lawrence J.L., Eric G.B., Robert B.Z. (1993). Treatment of rheumatoid arthritis with gamma linolenic acid. Ann Intern Med; 119:9.
Lazari, M.D., Skaltsa, H.D.. & Constantinidis, T. (2011). Composition of the Essential Oil of Herniaria incana Lam. from Greece, Journal of Essential Oil, 12: 435-437.
Lee, K.H., Kim, J.H., Lim, D.S. and Kim, C.H. (2000). Antileukaemic and anti-mutagenic ffects of di-(2-ethylhexyl) phthalate isolated from Aloe vera Linn. J. Pharm. Pharmacol., 52: 593-598.
Lee, K. H., Kim, J.H., Lim, D.S., & Kim, C.H, (2010). “Anti‐leukaemic and Anti‐mutagenic Effects of Di(2‐ethylhexyl)phthalate Isolated from Aloe vera Linne”, Journal of Pharmacy and Pharma-cology, https://doi.org/10.1211/0022357001774246, 2010.
Leshem, Y. (1973). The molecular and hormonal basis of plant growth regulation. Department of life Science. Bar- Ilon University Ramat. Israel. pp: 159.
Lester, D.C., O.G. Carter, F.M. Kelleher and Laing, D.R. (2002). The effect of gibberellic acid on apparent photosynthesis and dark respiration of simulated swards of pennisetum clandestinum Hochst. Australian Journal of Agriculture Research, 23:205-213.
Mavar, M.H., M. Haddad, I. Pieters, C. Baccelli, A. Penge, and L.J. Quetin. (2008). Anti-inflammatory compounds from leaves and root of Alchornea cordifolia (Schumach. and Thonn.) Müll. Arg. J. Ethnopharmacol. 115:25-29.
McGraw, L.J., Jager, A.K., Van Staden, J. (2002). Isolation of antibacterial fatty acids from Schotia brachypetala. Fitoterapia, 73: 431-433.
Mlodzinska, E. (2009). Survey of plant pigments: molecular and environmental determination of plant colors. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica 51: 7-16.
Modupe, O., Okiei, W., Ofor, E., & Osibote, E. (2009). Analysis of the essential oil from the dried leaves of Euphorbia hirta Linn (Euphorbiaceae), a potential medication for asthma. African Journal of Biotechnology 8 (24):7042-7050.
Motsa, M. N. (2006). Essential oil yield and composition of Rose – Scented Geranium (Pelargonium sp)as influenced by harvesting frequency and plant age. Submitted in partial fulfillment of requirements for the degree MSC (Agric)Agronomy.university of Pretoria.
Muraro, D., Byrne, H., King, J., VoB, U., Kiber, J., and Bennett, M. (2011). The influence of cytokinin–auxin cross-regulationon cell-fate determination in Arabidopsis thaliana root development. Journal of Theoretical Biology, 283:152–167.
Mwine, T.J., Van Damme, P., Hastilestari, B.R. and Papenbrock, J. (2013). Euphorbia tirucalli L. (Euphorbiacaea): the miracle tree: current status of knowledge. African natural plant products, volume II: discoveries and challenges in chemistry, health, and nutrition, 1127, 4-17.
Nurettin Yaylı, Ahmet Yaşar, & Nuran Yaylı. (2009). Chemical composition and antimicrobial activity of essential oils from Centaurea appendicigera and Centaurea helenioides, Pharmaceutical Biology. 47(1):7-12.
Ougham H, Morris P, Thomas H (2005). The colors of autumn leaves as symptoms of cellular recycling and defenses against environmental stresses. Current Topics in Developmental Biol. 66:135-160.
Özlem, S., Aslan, T. and Tülay, A.Ç. (2013). Antioxidant, cytotoxic and apoptotic activities of extracts from medicinal plant Euphorbia platyphyllos L. JMPR, 7(19): 1293-1304.
Pacholczak A., Szydlo W., and Lukaszewska A. (2005). The effectiveness of foliar auxin application to stock plants in rooting of stem cutting of ornamental shrubs. Propagation of Ornamental Plants, 5(2): 100-106.
Panwar, R. D., Sindhu, S.S., Sharma, J.R. and Saini, R. S.. (2006). Effect of gibberellic acid spray on growth, flowering, quality and yield of bulbs in tuberose. Haryana Journal of Horticultrul Sciences. 35(3): 253-255.
Pospisllova, J. (2003). Participation of phytohormones in the stomatal regulation of gas exchange during water stress. Biologia Plantarum 46: 491-506.
Pradhan, B., and Khastgir, HN. (1969). Terpenoids and related compounds, chemical investigation of Euphorbia Sikkimensis. J Indian Chem Soc. 46: 331-4.
Rahmani, A., Sateei, A., Ebadi, M., & Ahmadi Golsefidi, M. (2021). Investigation of growth, nitrate reductase activity, total content of flavonoids, anthocyanins and some elements in Zamioculcas zamiifolia Engl. under the influence of three types of nitrogen fertilizers in greenhouse conditions, Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research.
Rajala, A. and Peltonen-saninio, P. (2001). Plant Growth Regulator Effects on Spring Cereal Root and Shoot Growth. Agro. J. 93: 936-94.
Saffari, V., Khalighi, A., Lesani, H., Mesbah, B., and Julius F. (2004). Effect of different plant growth regulators and time of pruning on yield components of Rosa damascana Mill. International of Journal Agriculture and Biology6: 1040- 1042.
Sainio, P.P., Rajala, A., Simmons, S., Caspers, R. and Stutman, D.D. (2003). Plant Growth Regulator and daylenght effects on preanthesis main Shoot and tiller Growth in conventional and dwarf Oat Crop Sciences. 43: 227-233.
Semnani, M.K. Saeedi, M. & Akbarzadeh, M. (2016). Chemical Composition of the Essential Oil of the Flowering Aerial Parts of Lamium album L. Journal of Essential Oil Bearing Plants. vol. 19, no. 3, pp. 773-777.
Shaddad, M. A. Abd-ElSamad, H. M. K. and Ragaey, M. M. (2008) Drought Tolerance of Wheat Genotypes at the Early Vegetative Stage,” Assiut University Journal of Botany 37: 15-32.
Shaddad, M.A.K., Hamdia Abd El-Samad, M. & Mohammed, H. T. (2011). Interactive Effects of Drought Stress and Phytohormones or Polyamines on Growth and Yield of Two M (Zea maize L.) Genotypes. American Journal of Plant Sciences, 2, 790-807.
Singh, S .(1992). Influence of auxins and planting time on carbohydrate and nitrogen fractions in semi-hardwood cuttings of Callistemon lanceolatus at root emergence -II. Adv. Hort. Forestry 2:165-171.
Soleha, M., Pratiwi ,D.E., Sari, I.D., Hermiyanti, E., Yunarto, N. and Setyorini, H.A. (2020). Anti Antioxidant Activity of Methanol Extract Tetracera scanden L. Merr Predicted Active Compound of Methanol Extract with GCMS NIST Library Journal of Physics: Conference Series.
Sonibare, M.A., Ogunwande, I.A., Walker, T.M., Setzer, W.N., Soladoye, M.O. and Essien, E. (2006). Volatile constituents of Ficus exasperata Vahl leaves. Nat. Prod. Comm., 1, 763–765.
Stenfanic, M. and Vodnik, D. (2007). The effect of Fogging System on the Physiological Statas and Rooting Capacity of Leafy of Wood Species. Tree Structer and Function. 27: 441 – 496.
Stephen, G.T., R. Ivo and Camille, M.S. (2005). Gibberellin metabolism and signaling. Vitamins and Hormones, 72: 289-338.
Swamy, M.K., Arumugam, G., Kaur, R., Ghasemzadeh, A., Yusoff, M.M. and Sinniah, U.R. (2017). GC-MS based metabolite profiling, antioxidant and antimicrobial properties of different solvent extracts of Malaysian Plectranthus amboinicus leaves. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine 2017: 1517683.
Tajik, M. and Vaysi, R. (2012). Identification and comparison of chemical components in extractive of bark and wood from willow by Gas chromatography- Mass spectrometry, Research projects Young Researchers and Elite Club, Chalous Branch, Islamic Azad University, 62 pp.
Tanaka, Y., Sakaki, N., Ohmiya, A (2008). Biosynthesis of plant pigments: anthocyanins, betalains and carotenoids. The Plant Journal. 54: 733-749.
Thana,N.N.Fotso, S., Poeggelerb, B., Hardelandb, R. & Laatsch, H. (2006). Niruriflavone, a New Antioxidant Flavone Sulfonic Acid from Phyllanthus niruri. Z. Naturforsch. 61b, 57 – 60.
Toth-Soma, L.T., Gulyas, S. & Szegletes, Z. (1993). Functional connection between and extracellular secretion in species of Euphorbia genus. Acta Biol. Hung., 44: 433-443.
Tripathi, A., N. Tripathi, S. N. Shukla and G. Pandey. (2003). Effect of GA, NAA and CCC on growth and flowering of French marigold (Tagetes patula). Journal of Applied Horticulture. 5(2): 112 -113.
Tyler E, Brady R, Robbers E. Pharmacognost. 9th ed. Lea and Febiger, Philadelphia, (1998); p: 441.
Vainstein A (2002) Breeding for ornamentals classicals and molecular approaches. Kluwer Acadamic Publishers, 392 pp.
Van Eck J, Conlin B, Garvin DF, Mason H, Navarre DA, Brown CR .(2007). Enhancing betacarotene content in potato by RNAi-mediated silencing of the beta-carotene hydroxylase gene. Potato Research, 84(4): p. 331–342.
Weaver, R.J. (1972). Plant Growth Substances in Agriculture. W.H. Freeman and Co., San Francisco, 594 p.
Wei A, Shibamoto T.(2007). Antioxidant activities and volatile constituents of various essential oils. Journal of Agricuiture Food Chemistry. 55(5):1737-42.
Zlatev, S., Iliev, L., Zlatev, M. & Vasiliv, G. (1978). Effect of some cytokinin on first material and essential oil yields in peppermint. Raseniev di Nanki, 15, 57–60.

Full-Text:

Study of the effect of auxin and gibberellin on growth, total chlorophyll, carotenoid and terpenoid content in Euphorbia trigona Mill.

Hakimeh Rezaei1, Aryan Sateei2*, Tahereh A. Aghajanzadeh3, Mehdi Ebadi4

1 Department of Plant Biology, Faculty of Basic Sciences, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.

2 Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran,

E-mail: aryan.Sateei@iau.ac.ir

3 Department of Plant Sciences, Faculty of Science, University of Mazandaran, Babolsae, Iran. E-mail: t.aghajanzadeh@umz.ac.ir

4 Department of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Gorgan Branch, Islamic Azad University, Gorgan, Iran.

Article type:

Abstract

Research article

Article history

Received: 30.10.2022

Revised: 19.12.2022

Accepted: 25.12.2022

Published:22.12.2023

Keywords

Auxin

Carotenoid

Chlorophyll

Euphorbia trigona

GC-MS

Gibberellin

Indole butyric acid

Naphthalene acetic acid

Terpenoid

This study was conducted to investigate the effects of auxin and gibberellin on Euphorbia trigona Mill. in a randomized complete block design in greenhouse conditions in 2020. One minute pretreatments including auxin regulators of NAA, IBA and IAA at a concentration of 500 mg / l and treatments containing GA, IAA, IBA and NAA, 250 mg / l were applied and compared with each other and with control plants. Fresh and dry weights of stems and roots, dry weight percentage, total photosynthetic pigments content, and total terpenoids were measured. Fresh and dry weight and the percentage of dry weight of stem did not show sensitivity to the treatments and pretreatments, and the effects were not significant. NAA treatment had the most positive effect on root fresh and dry weight, although the percentage of root dry weight was not significantly affected by the treatments. The highest significant increase in terpenoid content was observed in NAA treatment and NAA and IBA pretreatments. GA treatment had the most positive effects on the content of chlorophylls a, b, total and carotenoid content. In terms of effects on photosynthetic antenna composition, the most positive effects on the ratio of total chlorophyll to carotenoids were observed in GA, NAA, IAA treatments and IAA pretreatment. IAA treatment also showed a significant increase in chlorophyll a to b ratio. The correlation between growth parameters with each other and also the correlation of chlorophyll content with each other and with carotenoids were positive and significant. However, the correlation of terpenoid content with none of the other traits was significant. On the other hand and from an application point of view, based on gas chromatography-mass spectrometry measurements, naphthalene-acetic-acid treatment was effective in severely increasing the content of valuable medicinal compound, bis-2-ethylhexyl phthalate, compared to the control.

Cite this article as Rezaei, H., Sateei, A., Aghajanzadeh, T.A., Ebadi, M. (2023). Study of the effect of auxin and gibberellin on growth, total chlorophyll, carotenoid and terpenoid content in Euphorbia trigona Mill. Journal of Plant Environmental Physiology, 18(4): 143-166.

$Description: C:\Users\Asus\Desktop\CC-BY.png$

©The author(s) Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch

Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2023.1105569

title-Fa

مطالعه تاثيراکسین و جیبرلین بر رشد، محتوای کلروفیلی، کاروتنوئیدی و ترپنوئیدی

کل در گیاه افوربیا تریگونا (Euphorbia trigona Mill.)

حکیمه رضایی1، آرین ساطعی۲*، طاهره السادات آقاجانزاده۳، مهدی عبادی۴

1 گروه زیست شناسی گیاهی ، دانشکده علوم پایه، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران،

2گروه زیست شناسي، دانشکده علوم پایه،واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامي، گرگان، ایران، رایانامه: Aryan.Sateei@iau.ac.ir

3 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران، رایانامه t.aghajanzadeh@umz.ac.ir

4 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد گرگان، دانشگاه آزاد اسلامی، گرگان، ایران،

نوع مقاله: مقاله پژوهشی تاریخ دریافت: 08/08/1401 تاریخ بازنگری: 28/09/1401 تاریخ پذیرش: 04/10/1401 تــاریخ چاپ:01/10/1402 واژه‌های کلیدی: افوربیا تریگونا اکسین ایندول بوتیریک اسید بیس 2-اتیل¬هگزیل فتالات ترپنوئید ژیبرلین کاروتنوئید کلروفیل گازکروماتوگرافی-اسپکترومتری جرمی نفتالن استیک اسید		چکيده
این پژوهش به‌منظور مطالعه تاثيراکسین و جیبرلین بر گیاه افوربیا تریگونا در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي در سال 1399 در شرایط گلخانه‌ای به اجرا درآمد. پیش تيمارهایی یک دقیقه‌ای شامل تنظيم‌كننده‌هاي اكسيني نفتالناستیکاسید، ایندولبوتیریکاسید و ایندول استیک‌اسید با غللظت ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر و تيمارهایی شامل هورمون‌های ژیبرلین، ایندول استیکاسید، ایندولبوتیریکاسید و نفتالناستیکاسید در غلظت ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر در مقایسه با هم و با گیاهان شاهد به کار گرفته شدند. وزن تر و خشک و درصد وزن خشک ساقه و ریشه، محتوای کلی رنگیزه‌های فتوسنتزی و مقدار ترپنوئید‌های کل اندازه گیری شد. وزن تر و خشک و درصد وزن خشک ساقه نسبت به تیمارها و پیش تیمارهای به کار رفته حساسیتی نشان نداد و تاثیرات معنی‌دار نبود. تیمار نفتالن استیک اسید بیشترین اثر مثبت را در افزایش وزن تر و خشک ریشه داشت هر چند درصد وزن خشک ریشه تحت تاثیرات معنی‌دار تیماری قرار نگرفت. بیشترین افزایش معنی‌دار در محتوای ترپنوئیدی در تیمار نفتالناستیک اسید و پیش تیمار نفتالناستیک اسید و ایندولبوتیریکاسید مشاهده شد. تیمار ژیبرلین بیشترین اثرات مثبت را بر محتوای هر یک از کلروفیل‌های a و b، مجموع آنها و نیز محتوای کاروتنوئیدی داشت. از نظر تاثیر بر ترکیب آنتن فتوسنتزی نیز بیشترین تاثیرات مثبت بر نسبت کلروفیل کل به کاروتنوئید در تیمارهای ژیبرلین، نفتالناستیکاسید، ایندولاستیکاسید و پیش تیمار ایندولاستیکاسید ملاحظه شد. همچنین تیمار ایندولاستیکاسید افزایش معنی‌داری را در نسبت کلروفیل a به b نشان داد. همبستگی بین پارامترهای رشد با یکدیگر و نیز همبستگی محتوای کلروفیل‌ها با یکدیگر و با کاروتنوئیدها مثبت و معن یدار بود. با اینحال همبستگی محتوای ترپنوئیدی با هیچیک از موارد دیگر معنی دار نبود. از سوی دیگر و از نقطه نظر کاربردی، بر اساس اندازه‌گیری‌های کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی، تیمار نفتالین-استیک-اسید در افزایش شدید محتوای ترکیب دارویی ارزشمند بیس-2-اتیل هگزیل فتالات نسبت به شاهد موثر بود.
استناد: رضایی، حکیمه؛ ساطعی، آرین؛ آقاجانزاده، طاهره السادات؛ عبادی، مهدی .(1402). مطالعه تاثيراکسین و جیبرلین بر رشد، محتوای کلروفیلی، کاروتنوئیدی و ترپنوئیدی کل در گیاه افوربیا تریگونا (Euphorbia trigona Mill.). فیزیولوژی محیطی گیاهی، ۱۸(۴)، 166-143.
$Description: C:\Users\Asus\Desktop\CC-BY.png$	ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گرگان		Doi: https://doi.org/10.71890/iper.2023.1105569

مقدمه

خانواده فرفیون Euphorbiaceae، خانواده بزرگی از گیاهان می‌باشند که شامل ۳۰۰ جنس و متجاوز از ۸۰۰ گونه‌اند. در اکثر نواحی کره زمین به جز مناطق قطبی و قله کوه‌های مرتفع، این خانواده از گیاهان پراکنده‌اند. تعداد زیادی از این گیاهان قادر به تولید نوعی لاتکس سمی هستند که اثر تحریکی بر روی بافت‌های مخاطی دارد. گونه‌هایی از این جنس به عنوان گیاه زینتی در خانه‌ها نگهداری می‌شوند
(Tyler et al., 1998).

گیاهان متعلق به خانواده فرفیون به‌دلیل داشتن استرهای دیترپن و تریترپن، لکتین و ترکیبات آلکالوئیدی و همچنین مشتقات فوربول، تیگلیانه، دافنانه و سم‌های استردیترپن اینگنانه (Dagang et al., 1992; Gundidza et al., 1993) دارای ویژگی آفت‌کشی هستند و از شیرابه و عصاره گیاهان متعلق به این خانواده در دفع آفات گیاه به ویژه لارو حشرات، نرمتنان در مزارع کشاورزی غرقابی و نیز کنترل بیماری‌های باکتریایی و ویروسی و قارچ‌ها در محصولات زراعی در برخی از کشورهای افریقایی استفاده میشود (Mwine et al., 2013). ترکیبات جدا شده از جنس افوربیا شامل فلاونوئیدها، تری ترپنوئیدها، آلکان‌ها، اسیدهای آمینه وآلکالوئیدها هستند. اثرات ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی و ضدتوموری فلاونوئیدهای خانواده افوربیاسه نیز کاملا شناخته شده است (Özlem et al., 2013).

همچنین بسیاری از گونه‌های افوربیا دارای خاصیت ضدمیکروبی و ضدسرطانی و ضدویروسی میباشند و از آنها مولکول‌های فعال دارویی مانند تانن وفلاونوئید وترپنوئید ولاکتون جدا شده است (2006 Bigoniya et al.,). فرفیون دارای لوله‌های شیرابه‌ای حاوی لاتکس که شامل متابولیت‌های اولیه وثانویه می‌باشد. کارکرد بسیاری از متابولیت‌های ثانویه هنوز به‌طور واضح شناخته نشده است؛ اما این ترکیبات امروزه درگیاه شناسی جدید داراي اهمیت به‌سزایی هستند ترکیبات جدا شده از جنس افوربیا بیشتر شامل فلاونوئیدها، ترپنوئیدها، آلکان‌ها، اسیدهای آمینه وآلکالوئیدها می‌باشند. اثرات ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی و ضد توموری فلاونوئیدهای خانواده افوربیاسه کاملا شناخته شده است (Özlem et al., 2013). ترپن‌ها بزرگترین گروه از متابولیت‌های ثانویه را تشکیل می‌دهند که با مواد سنتز شده عمومی با مسیر استیل کوآنزیم A یا حد واسط‌های گلیکولیتیك پیوند می‌شوند. گستره وسیعی از ساختارهای ترپنی متفاوت به وسیله گیاهان تحت عنوان متابولیت‌های ثانویه تولید شده‌اند که به نظر می‌رسد به صورت سموم یا بازدارنده‌های تغذیه‌ای علیه شمار زیادی از حشرات و پستانداران گیاهخوار عمل می‌نمایند (1991,.Gershenzon et al).

برخی از فوربیا‌ها برای اهداف زینتی (Euphorbia milliDes. Moul.، Euphorbia tirucalli L.، Euphorbia lacteal Roxb.) و همچنین اهمیت اقتصادی (Euphorbia antisyphilitica Zucc. candelilla) و نیز اهداف درمانی مورد استفاده قرار می گیرند. مطالعات غربالي انجام شده بر گونه‌هاي مختلف افوربیا حاكي از خواص درماني سودمند این گیاهان براي درمان بيماري‌هاي مختلف نظیرسرطان، روماتيسم، آسم، عفونت‌هاي باكتريايي ودردهاي عصبي است (Kukenov, 1977). عصاره گیاه برای درمان گوش درد، برای درمان عفونت طحال، سیاه سرفه، آسم و عفونتهای خونی استفاده می‌شود. در برخي از گونه‌هاي جنس Euphorbia حضور تركيبات ترپنوئيدي و استرولي نشان داده شده است (Pradhan et al., 1969). استرول‌هاي گياهي از تركيبات تريترپنوئيدي مي‌باشند كه بيش از صد نوع مختلف از آنها در طبيعت شناسايي شده است. اين متابوليت‌ها در همه بافت‌هاي گياهان عالي و بافراواني بيشتر در بذرها ديده مي‌شوند (Lagarda et al., 2006).

مطالعه فیتوشیمیایی جنس افوربیا نشان دهنده خواص ضدسمیت سلولی و ضدسرطانی بسیاری از دیترپنوئیدها است که برای درمان التهاب بسیار مفید هستند (Modupe, et al., 2009). با اینحال در مورد گونهEuphorbia trigona تاكنون مطالعه فيتوشيميايي كاملي صورت نگرفته است .

بکارگیري تنظیم کننده‌های رشد گیاهی نظیر اکسین‌هاي طبیعی یا مصنوعی، پیش نیازي براي ظهور ریشه نابجا روي ساقه است ودر واقع ثابت شده است که تقسیم اولین سلول‌هاي مریستمی ریشه زا، به وجود اکسین درونی و یا اکسین مصنوعی، وابسته است (Khosh Khoi et al., 2003) همچنین مشخص شده است که برای به دست آوردن بيشترين درصد ريشه زايی، قلمه‌ها را بايستی با تنظيم کننده‌های رشد تيمار نمود ( 2012,.Denaxa et al). برای مثال، براي ریشه‌زایی در قلمه گیاهان علفی، گرمسیري، گلخانه‌اي و رز ایندول بوتیریک اسید 1500-500 میلی‌گرم در لیتر، براي داوودي 500-150 میلی‌گرم در لیتر، قلمه‌هاي چوب نرم 1000 میلی‌گرم در لیتر، قلمه‌های چوب سخت 2000 میلی‌گرم در لیتر و برای قلمه‌های بسیار سخت غلظت 5000 -20000 میلی‌گرم در لیتر مورد استفاده قرار می‌گیرد (2000 ,Khaligi et al).

قابل توجه است که اسید ایندول بوتیریک (IBA) اثر اکسينی ضعيفی دارد ولی توسط آنزيمهای تجزيه کننده به کندی تجزيه مي‌شود و به همين دليل اثر زيادی در ريشه زايی دارد. از ديگر تنظيم کننده‌های رشد که در افزايش ريشه زايی قلمه‌ها مؤثر به کار ميرود، اسيد نفتالين استيک (NAA) است (1972 ,Weaver). هرچند گیاهان اکسین طبیعی را در شاخه‌ها وبرگ‌های جوان تولید می کنند، اما برای ریشه زایی موفقیت آمیز باید اکسین مصنوعی بکار برده شود تا از مرگ قلمه‌ها جلوگیری شود (2009; Stefanic et al 2009 ,Kasim and Rayya).

علاوه بر نقش در ریشه‌زایی، تقریبا تمام فرایندهای زندگی گیاهان بطور مستقیم یاغیر مستقیم تحت تثیر تنش‌ها وهورمون‌های گیاهی قرار می گیرند (2003,Pospisllova). برای نمونه، محلول پاشی هورمون‌ها باعث تحریک سطح سبز و سنتز رنگیزه‌های فتوسنتزی وتجمع ماده خشک در سه گیاه ذرت و لوبیا چشم بلبلی و باقلا شد (2008 ,Shaddad). رشد اندام‌های گیاهی از طریق ارتباط اکسین با دیگر هورمون‌ها مانند سیتوکینین، جیبرلین و اتیلن افزایش می یابد و توازن این هورمونها و نسبت بین آنها در نیل به بهترین نتایج دارای اهمیت است (2011 ,Muraro).

مطالعات انجام شده در زمینه تنظیمکنندههاي رشد از قبیل جیبرلیک اسید نشان میدهد که آنها می‌توانند سبب افزایش میزان رنگیزههای مطرح همچون کارتنوئیدها شوند. کاروتنوئیدها که در دامنه رنگهای زرد تا قرمز دیده می شوند، یک زیر گروه از ترپنوئید‌ها هستند که بیش از60 نوع از آنها گزارش شده است (2008; Tanaka et al., 2015,.Nisar et al).

مسیر بیوسنتز کاروتنوئید‌ها با بیوسنتز هورمون‌های گیاهی جیبرلین و ABA پیوند دارد و تغییرات ساختاری و محتوایی کاروتنوئیدها می‌تواند تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی گیاهان را موجب شود که به نوبه خود بیوسنتز کاروتنوئیدها را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بنابراین متابولیسم کاروتنوئیدها در گیاهان در چندین سطح تنظیم می‌شود (Fraser et al., 2007 Van Eck et al., 2003; Woitch et al., 2004).

کارتنوئیدها در کلروپلاست برای حفظ یکپارچگی دستگاه فتوسنتزی ضروری هستند (2008 ,.Tanaka et al). آنها به ویژه در زمان انتقال انرژی به عنوان رنگیزه‌های کمکی درگیر هستند و همچنین از رنگیزه کلروفیل در برابر صدمات ناشی از اکسیداسیون نوری محافظت میکنند. کارتنوئیدهااز فعالیت گونه‌های فعال اکسیژن در شرایط تنش نوری جلوگیری می‌کنند (Mlodzinska, 2009; Jahns & Holzwarth, 2012; Ougham el al., 2005 ). مشخص شده است که ترپنوئیدها (که کاروتنوئیدها نیز در زمره آنها هستند)، از مسیر اسید موالونیک ساخته می شوند و ماده اولیه سنتز آنها استیل کوآنزیم A است (Vainstein, 2002). لازم به ذکر است که هورمون‌هایی مانند جیبرلین، اسید آبسزیک اسید و سیتوکینین نیز از مسیر موالونیک ساخته می شوند و ماده اولیه سنتز آنها نیز استیل کوآنزیم A است (Fathee and Esmaeil Poor, 2000). کینتین ونفتالین استیک اسید، در گل محمدی باعث افزایش، اما جیبرلین سبب کاهش متابولیت‌های ثانویه گل مریم (Kheiry, 2006)، میمون
(1999,.Bushue et al) و گل محمدی (Saffari et al., 2004) شده است.

همچنین جیبرلین و بنزیل آدنین میزان ترکیبات ثانویه گل مریم را کاهش دادند (Khairee, 2006). در نرگس و لاله جیبرلین باعث افزایش طول ساقه گل دهنده شد (Gordon and Rees, 1977). نفتالن استيك اسيد به عنوان يك محرك رشد در افزايش رشد و نمو ساقه‌ها، بالا رفتن نرخ و سرعت رشد آنها افزایش بيشتر اسيميلاتها براي ساخت ساقه، در نتيجه كاهش نسبت برگ به ساقه و کاهش مواد خشك در گیاه شمعدانی نقش داشته است (2009 et al., Bahlebi, 2006 ,.Motsa et al).

محلول پاشی برگ‌هاي گياه شمعدانی عطری با جيبرلين تولیدترکیبات موثره و طول دوره گلدهی را افزايش داد (1997 ,.Rao et al). اثر هورمون‌های رشد IAA وNAA بر كميت و كيفيت مواد موثره گياه ترخون (dracunculus Artemisia) نشان داد كه هر دو تيمار موجب افزايش بازده این مواد در گياهان مورد تيمارگرديد (2006 , .Pazuki et al).

استفاده از سايكوسل و جيبرليك اسيد افزايش عملكرد و كيفيت متابولیتهای ثانویه را در گياه ريحان به دنبال داشت (Eid &Ahmed, 1976). بررسی تأثير سيتوكنين‌ها و جيبرليك اسيد بر روی محتوای این متابولیتهاو برخی صفات رشدی گياه نعناع نشان داد كه استفاده ازجيبرليك اسيد به صورت محلول پاشی برگی موجب افزايش عملكرد پيكره رويشی و كاهش محتویترکیب ترپنوئیدی لينالول گرديد (Zlatev, 1978).

در یک نگاه کل، فاكتورهاي محيطي مشوق رشد كه عملكرد پيكره رويشي را بالا ميبرند اثر منفي و معكوسي را بر محتوای ترکیبات موثره القاء می نمایند (1997,Weiss). استفاده از پیش تیمارهای هورمونی برای تسریع ریشه زایی قلمه گیاهان ساکولنت پدیده ای رایج در گلخانه‌های کشور است. پژوهشهایی نیز در ایران بر روی تاثیر کود بر گیاهان ساکولنت و زینتی انجام شده است (Jokar et al., 2021, Rahmani et al., 2021). با این وجود، هم در ایران و هم در جهان تحقیقات علمی چندانی با تمرکز بر پاسخ گیاهان ساکولنت به هورمون‌های اگزوژن انجام نشده است. پژوهش حاضر به بررسي این پاسخ‌ها به پیش تیمار اکسینی و تیمارهای هورمونی اکسین و ژیبرلین در گیاه افوربیا تریگونا می‌پردازد.

مواد و روش‌ها

تهیه قلمه‌ها و بستر کشت: این پژوهش در گلخانه فرهیختگان دانشگاه آزاد گرگان در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. در اسفند سال 1399 از پایه‌های مادری گیاه افوربیا تریگونا،با ارتفاعی حدود یک متر و شاخه‌های منشعب، قلمه‌های برگ دار به طول ۱۵-۱۳ سانتی‌متر و قطر ۱۰-۷ سانتی‌متر تهیه شد. قلمه‌های انتخاب شده به مدت دو هفته در سایه نگهداری شد تا انتهای قلمه خشک شود، بعد از این مدت بستر کشت قلمه‌ها آماده شد. برای بستر کشت قلمه‌ها از کوکوپیت و پرلیت به نسبت۳ به ۸ استفاده شد.

اعمال پیش تیمارها و تیمارهای هورمونی: برای تهیه محلولهای هورمونی ابتدا مقادیر مورد نظر با ترازوی حساس توزین ودر الکل حل گردید وسپس با آب مقطر به حجم مورد نظر رسید. پیش تیمار قلمه‌ها با هریک از هورمون‌های اکسینی شامل ایندول استیک اسید (IAA)، ایندول بوتیریک اسید (IBA) و نفتالن استیک اسید (NAA)، با غلظت ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر انجام شد. به این منظور، ۳-۲ سانتی‌متر از قسمت پایینی قلمه‌ها به‌مدت یک دقیقه در محلول هورمونی قرار گرفت و سپس در بستر کشت کاشته شد. نمونه‌های شاهد بدون اعمال پیش تیمار به بستر کشت منتقل شدند.

پس از کشت در بستر ریشه زایی، خاک اطراف هر قلمه فشرده شد تا قلمه‌ها بخوبی با محیط ریشه زایی در تماس باشند. بعد از یک هفته اطمینان از ریشه‌زایی قلمه‌ها اولین آبیاری با قارچ کش انجام شد. در ابتدای بهار آبیاری هر دوهفته یکبار ودر تابستان هر هفته انجام شد بعد از دو ماه که از رشد گیاه در شرایط گلخانه ای گذشت کود دهی (NPK سه بیست، با غلظت سه گرم در لیتر) و اعمال تیمار هورمونی برای برخی از پیش تیمارها توسط همان هورمون به کار رفته برای پیش تیمار با غلظت ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر و به روش هورمون پاشی صورت گرفت. علاوه بر این، هورمون ژیبرلین (جیبرلین، GA) نیز با غلظت ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر با استفاده از اسید ژیبرلیک (GA3) در مورد برخی از قلمه‌هایی که پیش تیمار اکسینی ندیده بودند اعمال گردید. در این طرح تیمار هورمونی وکوددهی هر ۱۵ روز یکبار و در ۸ مرحله انجام شده است. گیاهان شاهد نیز بدون اعمال پیش تیمار و یا تیمار هورمونی، صرفاً مراحل آبیاری با قارچکش و کود را مانند دیگر گیاهان گذراندند. در جدول۱، این گروهبندیها و اختصارات مربوط به آنها ارائه شده است.

جدول ۱: معرفی تیمارها و پیش تیمارهای مورد استفاده در پژوهش حاضر

تیمار GA250mg/l	تیمار NAA250mg/l	تیمار IAA250mg/l	تیمار IBA250mg/l	پیش تیمار NAA500mg/l	پیش تیمار IAA500mg/l	پیش تیمار IBA500mg/l	حروف اختصاری تیمارها و شاهد
-	-	-	-	-	-	-	C(شاهد)
+	-	-	-	-	-	-	GA250 mg/l
-	-	-	-	-	-	+	P.IBA500mg/l
-	-	-	+	-	-	+	T.IBA250mg/l
-	-	-	-	-	+	-	P.IAA500mg/l
-	-	+	-	-	+	-	T.IAA250mg/l
-	-	-	-	+	-	-	P.NAA500mg/l
-	+	-	-	+	-	-	T.NAA250mg/l

پارامترهای رشد: در شهریور تمامی قلمه‌ها به آرامی از بستر کاشت بیرون آورده شد. سپس ریشه‌ها از قلمه جدا و وزن تر ریشه و ساقه ثبت گردید.آنگاه برای اندازه گیری وزن خشک ساقه و ریشه گیاهان در آون قرار داده شده و در دمای ۹۰ درجه سانتیگراد خشک و توزین شدند. درصد وزن خشک هر اندام نیز از حاصلضرب نسبت وزن خشک به تر همان اندام در عدد صد محاسبه شد.

سنجش کلروفیل‌های a، b و کاروتنوئید‌ها: سنجش میزان کلروفیل‌ها و کاروتنوئید‌ها با استفاده از روش Lichtentaler (۱۹۸۷) صورت گرفت. برای استخراج رنگدانه‌ها به ازای هر گرم از نمونه تازه برگی از ۱۰ میلی‌لیتر استون ۸۰ درصد استفاده شد.سپس نمونه با همزن برقی به مدت ۱۰۰ ثانیه هموژن شد، با استفاده از کاغذصافی صاف گردید و در لوله‌های آزمایش قرار داده شد. جهت جلوگیری از تاثیر نور بر محلول‌های هموژن شده فوق، لوله‌های آزمایش با فویل آلومینیومی پیچانده شد. بعد از انجام سانتریفیوژ به مدت ۲۰ دقیقه با دور g ۳۰۰۰، جذب نمونه‌ها با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج‌های ۴۷۰، ۸/۶۴۶ و ۲/۶۶۳ نانومتر تعیین شد. غلظت کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئید‌ها با استفاده از فرمول‌های زیر برحسب میکروگرم در لیترمحاسبه گردید. سپس میزان رنگیزه‌ها بر حسب میکروگرم بر گرم وزن تر گیاه بر اساس حجم عصاره استنی به کار رفته و وزن تر نمونه محاسبه گردید. همچنین از حاصل جمع مقادیر نهایی هریک از انواع کلروفیل با یکدیگر مقدار کلروفیل کل محاسبه شد.

Chla = 12.25 E663.2 – 2.79 E646.8

Chlb = 21.50 E646.8 – 5.10 E663.2

Carotenoids = (1000 E470 – 1.82 Chla – 85.02 Chlb) /198

سنجش محتوای ترپنوئید موجود در گیاه (Ghorai et al., 2012).

بر روی يک گرم از وزن تر گیاه در‌هاون چینی ۷ میلی‌لیتر متانول ۹۵ درصد ریخته شد. سپس‌هاون چینی در تشت آب یخ قرار داده شد و گیاه در مجاورت یخ ساییده شد تا یک محلول هموژن به دست آید. سپس این محلول هموژن در لوله‌های آزمایش ریخته شد .پس از سانتریفیوژ لوله‌های آزمایش در۴۰۰۰ دور در دقیقه در دمای اتاق ۱۵ دقیقه قرار داده شد ومحلول رویی در لوله‌های آزمایش دیگری جمع آوری گردید. سپس در لوله‌های آزمایش دیگری ۳ میلی‌لیتر کلروفرم ریخته شد و سپس ۵۰۰ میکرولیتر از محلول رویی جمع‌آوری شده به کلروفرم اضافه گردید. پس از ورتکس به‌مدت ۳ دقیقه ۲۰۰ میکرولیتر اسید سولفوریک غلیظ به هریک از لوله‌های آزمایش اضافه گردید. سپس لوله‌های آزمایش حداکثر ۱۵ دقیقه در تشت یخ سرد شد و ۵/۱ تا ۲ ساعت در تاریکی در دمای اتاق قرار داده شد. پس از آن، بسیار آرام و دقیق محلول رویی تخلیه شده و ۳ میلی‌لیتر متانول ۹۵ درصد به رسوب قرمز قهوه ای اضافه گردید. وقتی کاملا حل شد در ۵۳۸ نانومتر در برابر بلانک (متانول ۹۵ درصد) جذب نوری قرائت گردید. برای تهیه نمونه‌های استاندارد نیز ۲۰۰ میکرولیتر از محلول لینالول در متانول با غلظت معلوم به ۵/۱ میلی‌لیتر کلروفرم اضافه شد. پس از تعیین معادله استاندارد و لحاظ حجم عصاره و وزن نمونه، معادله نهایی زیر حاصل شد:

C= (OD – 0.011)/0.012

در نهایت، OD (جذب نوری) در معادله نهایی قرار داده شد و غلظت ترپنوئید کل بر حسب میکرو اکی والان لینالول بر گرم وزن تر محاسبه گردید.

استخراج عصاره با سوکسله وآنالیز دستگاهی با GC-MS: بخش هوایی گیاهان شاهد و نیز حاصل از تیمار NAA، جمع‌آوری شده برای انجام آزمایش،در شرایط معمولی و دور از نور خورشید خشک و سپس توسط آسیاب برقی به صورت پودر در آورده شدند. از هر تکرار برای شاهد و تیمار NAA، یک گرم گیاه پودر شده و در مجموع ۴ گرم به دقت توزین شد و در انگشتانه دستگاه سوکسله ۱۰۰ میلی‌لیتری ریخته شد. سپس با استفاده از ۲۵۰ میلی‌لیتر از حلال اتانول ۹۶ درصد بعد از اتصال دستگاه، عمل عصاره گیری به‌مدت ۹ ساعت انجام شد. فلاسک حاوی حلال در داخل پارافین مایع قرار گرفت پس از کامل شدن فرایند عصاره گیری،حلال در هوای آزاد و سپس در دستگاه روتاری(تبخیر دوار تحت مکش) تبخیر و از عصاره جدا شد. این عصارههای تغلیظ شده بعد از خشک شدن توزین شدند و سپس با کمک متانول با حجم مشخص، تزریق نمونه‌ها به دستگاه گازکروماتوگرافی-اسپکترومتریجرمی (GC-MS)، شیمادزو مدلTQ-8050 جهت شناسایی ترکیبات آلی موجود در نمونه انجام گرفت.

ملاحظات آماری

طرح در قالب بلوک‌های کامل تصادفی و با لحاظ ۴ تکرار برای هر سنجش انجام شد. استثناء در این مورد آنالیز GC-MS بود که طبق توضیحات بند قبل بر روی مخلوطی از پودر 4 گیاه انجام شد. داده‌ها پس از جمع‌آوری با استفاده از نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. میانگین و خطای معیار (Standard Error, SE) صفات محاسبه و از آزمون تجزیه واریانس یک طرفه ANOVA و آزمون تعقیبی (Post Hoc) توکی (Tukey) برای بررسی اختلافات معنی‌دار احتمالی در سطح ۰۵/۰ استفاده شد. آزمون پیرسون نیز جهت تحقیق همبستگی‌های احتمالی در سطوح ۰۵/۰ و ۰۱/۰ به کار گرفته شد. ترسـیم شکل‌هـا بـا کمـک نـرم‌افـزار Excel انجام گردید.

نتایج

همان‌گونه که در شکل‌های ۱ تا ۳ ملاحظه می‌شود تاثیر تیمارهای به کار رفته در این تحقیق بر وزن تر، وزن خشک و درصد وزن خشک ساقه معنی‌دار نمیباشد. با این حال هم در مورد وزن تر و هم در مورد وزن خشک، گیاهان شاهد کمترین و تیمار ۲۵۰ میلی‌گرم بر لیتر NAA بیشترین مقادیر را نشان دادند.

$Description: C:\Users\aryan\Desktop\پروپوزالها - جدید\نهایی پروپوزال\مقالات\رضایی\وزن تر ساقه.jpg$

شکل ۱: اثرات هورمون‌های اکسین و ژیبرلین بر میانگین وزن تر ساقه افوربیا تریگونا.

حروف مشابه بیانگر عدم تفاوت معنی دار در سطح احتمال ۵ درصد می‌باشد.

$Description: C:\Users\aryan\Desktop\پروپوزالها - جدید\نهایی پروپوزال\مقالات\رضایی\وزن خشک ساقه.jpg$

شکل ۲: اثرات هورمون‌های اکسین و ژیبرلین بر میانگین وزن خشک ساقه افوربیا تریگونا.

حروف مشابه بیانگر عدم تفاوت معنی دار در سطح احتمال ۵ درصد می باشد.

شکل ۳: اثرات هورمون‌های اکسین و ژیبرلین بر درصد وزن خشک ساقه افوربیا تریگونا .

حروف مشابه بیانگر عدم تفاوت معنی دار در سطح احتمال ۵ درصد می‌باشد.

شکل ۴: اثرات هورمون‌های اکسین و ژیبرلین بر میانگین وزن تر ریشه افوربیا تریگونا.