بررسی تغییرات صفات رشدی و متابولیت‌های ثانویه در گیاه دارویی Thymus vulgaris تحت استرس‌های ملایم شوری و خشکی

محورهای موضوعی : گیاهان دارویی

صدیقه فابریکی اورنگ ¹ (استادیار، عضو هیات‌علمی گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران)
بهنام داودنیا ² (دانشجوی کارشناسی‌ارشد اصلاح نباتات، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران)

تاریخ دریافت : 1396/05/29 تاریخ پذیرش : 1397/05/28 تاریخ انتشار : 1397/06/01

کلید واژه: شوری, خشکی, آویشن باغی, صفات رشدی, متابولیت‌های ثانویه,

چکیده مقاله :

در این تحقیق آزمایشی گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار به‌منظور مطالعه روند تغییرات صفات رشدی و فیتوشیمیایی گیاه آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) تحت شرایط ملایم شوری وخشکی در دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) در سال 1395 انجام پذیرفت. تیمارهای مورد استفاده شامل تنش خشکی (50% F.C)، تنش شوری (100 mM NaCl) و تیمار شاهد (100% F.C) بودند. صفات وزن‌ تر و خشک اندام هوایی، تعداد شاخه فرعی، قطر شاخه اصلی، قطر شاخه فرعی، ارتفاع گیاه، وزن‌ تر و خشک ریشه، طول ریشه، میزان کلروفیل و محتوی نسبی آب برگ (RWC) بعد از اتمام دوره تنش در گیاهان هر سه تیمار اندازه‌گیری شدند. همچنین میزان فنل ، فلاونوئید کل و آنتوسیانین در سه اندام برگ، ساقه و ریشه به روش اسپکتروفتومتری تعیین گردید. نتایج آماری نشان داد که تنش‌های خشکی و شوری اثر معنی‌داری بر تمام صفات مورفولوژیک، به جز وزن خشک اندام هوایی و تعداد شاخه فرعی داشتند؛ به طوری که تحت تنش خشکی ارتفاع گیاه، قطر شاخه اصلی، قطر شاخه فرعی، وزن خشک ریشه، وزن تر ریشه و وزن تر اندام هوایی در مقایسه با شرایط عدم تنش کاهش یافتند. نتایج نشان داد که نوع تنش اثر معنی‌داری بر میزان فلاونوئید و فنل کل در برگ و ساقه داشته است. در مقابل، اختلاف معنی‌داری بین تنش‌های مختلف از نظر فلاونوئید و فنل کل ریشه وجود نداشت. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که تحت تنش خشکی میزان فنل و فلاونوئید کل برگ ،در مقایسه با شرایط عدم تنش افزایش پیدا کرد. در جمع‌بندی این تحقیق مشخص شد که شوک‌های ملایم خشکی و شوری سبب افزایش متابولیت‌های ثانویه در آویشن باغی شدند ولیکن تأثیر تنش شوری در افزایش میزان متابولیت‌های ثانویه در مقایسه با تنش خشکی کمتر بود.

چکیده انگلیسی:

In order to evaluation of  phytochemical and growth changes from Thymus vulgaris L. under moderate abiotic stresses, an experiment was carried out at Imam Khomeini International University in a completely randomized design with three replications during 2016. The treatments consisted of drought (50% FC), salinity (100 mM NaCl) and non-stress control (100% FC). Root fresh weight, root dry weight, root length, main branch diameter, sub-branch diameter, sub-branch number, shoot dry weight, shoot fresh weight, plant height, relative water content and chlorophyll content were measured. Also, total phenols, flavonoids and anthocyanins were assayed in leaves, roots and stems by using spectrophotometer. Statistical analysis showed that drought and salinity had significant effects on morphological traits, except for shoot dry weight and number of lateral branches. Generally, morphological traits affected by drought stress in compared with non-stress condition; so that, plant height, main branch diameter, lateral branch diameter, root dry weight, root fresh weight and shoot fresh weight decreased under drought stress compared to non-stressed plants. Analysis of variance showed that stresses had significant effects on leaf and stem flavonoids and phenol contents. By contrast, there was no significantly difference between drought and saline stresses in terms of total flavonoids and phenol of roots. Mean comparisons showed that the amount of leaf phenols and flavonoids increased under drought stress in compared with non-stress condition. In conclusion, this study showed that drought and salinity were increased secondary metabolites in thyme, but the effect of salinity in increasing of secondary metabolites was lower than drought stress.  

منابع و مأخذ:

1. Ameri, A.A., Nasiri-Mahallati, M., and Rezvani-Moghaddam, P. 2008. The effect of different amounts of nitrogen and plant density on nitrogen use efficiency, yield and active ingredients of marigold plant (Calendula afficinalis L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 5(2): 315-325.


2. Babaee, K., Amini Dehaghi, M., Modares Sanavi, S.A.M. and Jabbari, R. 2010. Water deficit effect on morphology, prolin content and thymol percentage of Thyme (Thymus vulgaris L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 26(2): 239-251.


3. Baher, Z.F., Mirza, M., Ghorbanli, M. and BagherRezaii, M. 2002. The influence of water stress on plant height, herbal and essential oil yield and composition in Satureja hortensis L. Flavour and Fragrance Journal, 17(4): 275-277.


4. Bahreininejad, B., Razmjoo, J. and Mirza, M. 2013. Influence of water stress on morpho-physiological and phytochemical traits in Thymus daenensis. International Journal of Plant Production, 7(1): 155-166.


5. Behdad, A., Abrishamchi, P. and Jankju, M. 2015. Relation to phonology, phenolics content and alleopathic effect of Artemisia khorassanica Krash on growth and physiology of Bromus kopetdaghensis Drobov. Iranian biology Journal, 28(2): 243-256.


6. Bettaieb, I., Hamrouni-Sellami, I., Bourgou, S., Limam, F. and Marzouk, B. 2011. Drought effects on polyphenol composition and antioxidant activities in aerial parts of Salvia officinalis L. Acta Physiologiae Plantarum, 33(4): 1103-1111.


7. Bettaieb, I., Zakhama, N., Wannes, W.A., Kchouk, M.E. and Marzouk, B. 2009. Water deficit effects on Salvia officinalis fatty acids and essential oils composition. Scientia Horticulture, 120(2): 271-275.


8. Burnie, D. 1995. Wild Flowers of the Mediterranean. Dorling Kindersley, London, 320 p.


9. Couee, I., Sulmon, C., Gouesbet, G. and Amrani, A. 2006. Involvement of soluble sugars in reactive oxygen species balance and responses to oxidative stress in plants. Journal of Experimental Botany, 57(3): 449-459.‏

10. Dunford, N.T. and Vazquez, R.S. 2005. Effect of water stress on plant growth and thymol and carvacolconcentractions in Mexican oregano grown under controlled conditions. Journal of Applied Horticulture, 7(1): 20-22.

11. Eman, E., Aziz, S.T., Hendawi, E., Din, A. and Omer, E.A. 2008. Effect of soil type and irrigation intervals on plant growth, essential oil yield and constituents of Thymus vulgaris plant. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 4(4): 443-450.

12. Fatima, S., Farooqi, A.H.A., Sharma, S., Kumar, S., Kukreja, A.K., Dwivedi, S. and Singh A.K. 2000. Effect of drought stress and plant density on growth and essential oil metabolism in Citronella java cultivars. In Journal of Medicinal and Aromatic Plant Sciences, 22(1): 563-567.‏‏

13. Ghaderi, A.A., Fakheri, B.A. and Mahdi-nezhad, N. 2017. Evaluation of the morphological and physiological traits of Thyme under water deficit stress and foliar application of ascorbic acid. Agricultural Crop Management, Online Publication.

14. Ghaedijashni, M. and Mousavi-Neek, S. 2015. Effects of drought stress and phosphorous and zinc on the morphological and agronomic traits German chamomile essential oil. Journal of Environmental Stresses in Crop Sciences, 8(1): 65-72.

15. Hosseini, H., Mousavi-Fard, S., Fatehi, F. and Qaderi, A. 2016. Changes in phytochemical and morpho-physilogical traits of Thyme (Thymus vulgaris CV Varico 3) under different salinity levels. Journal of Medicinal Plants, 16(1): 1-13.

16. Hosni, A. and Omidbaigi, R. 2002. Effects of water stress on some morphological, physiological and metabolic Basil. Journal of Agricultural Knowledge, 12(3): 47-59.

17. Kefeli, V.I., Kalevitch, M.V. and Borsari, B. 2003. Phenolic cycle in plants and environment. Journal of Cell and Molecular Biology, 2(1): 13-18.‏

18. Lixandru, B.E., Dracea, N.O., Dragomirescu, C.C., Dragulescu, E.C., Coldea, I.L., Anton, L. and Codita, I. 2010. Antimicrobial activity of plant essential oils against bacterial and fungal species involved in food poisoning and/or food decay. Roum Arch Microbiol Immunol, 69(4): 224-230.

19. McDonald, S., Prenzler, P.D., Antolovich M. and Robards, K. 2001. Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food chemistry, 73(1): 73-84.‏

20. Naghdi-Badi, H.E. and Makizadeh-Tafti, M. 2003. A review of thyme (Thymus vulgaris). Medical Herbs Quarterly, 2(7): 1-12.

21. Nikolova, M.T. and Ivancheva, S.V. 2005. Quantitative flavonoid variations of Artemisia vulgaris L. and Veronica chamaedrys L. in relation to altitude and polluted environment. Act Biologica Szegediensis, 49(3-4): 29-32.

22. Nogues, S. and Baker, N.R. 2000. Effects of drought on photosynthesis in Mediterranean plants grown under enhanced UV-B radiation. Journal of Experimental Botany, 51(348): 1309-1317.‏

23. OmidBeigi, R. 1997. Approach the production and processing plants. Astan Quds Razavi, Mashhad, 397 p.

24. Ozkur, O., Ozdemir, F., Bor, M. and Turkan ,I. 2009. Physiochemical and antioxidant responses of the perennial xerophyte Capparisovata to drought. Environmental and Experimental Botany, 66(3): 487-492.‏

25. Parvizparashkoh, S., Mohamadi, A. and Mousavi, S. 2013. Study of morphologic diversity of 24 Thymus ecotypes. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research. 21(2): 329-342.

26. Pazoki, A., Rezaee, A., Habibi, D. and paknejad, F. 2012. Effects of drought stress, ascorbate and gibberellin spraying on some morphological traits, leaf relative water content and cell membrane stability of Thyme (Thymus vulgaris L.).Crop Journal, 8(1): 1-13.

27. Rahbarian, P., Afsharmanesh, G. and Modafeabehzadi, N. 2011. Effect of drought stress and plant density on Hibiscus sabdariffa in Jiroft region. Iranian Journal of Modern Findings of Agriculture, 5(3): 237-245.

28. Razmjoo, K., Heydarizadeh, P. and Sabzalian, M.R. 2008. Effect of salinity and drought stresses on growth parameters and essential oil content of Matricaria chamomile. International Journal of Agriculture and Biology, 10(4): 451-454.

29. Setayeshmehr, Z. and Ganjeali, A. 2013. Effects of drought stress on growth and physiological characteristics of dill (Anethum graveolens L.). Journal of Horticultural Science, 27(1): 27-35.

30. 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.