نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی گروه زیست شناسی-دانشگاه کردستان
2 دانش آموخته کارشناسی ارشد زیست شناسی سلولی، گروه علوم زیستی، دانشگاه کردستان
3 دانشیارگروه علوم زیستی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه کردستان
4 عضو هیات علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کردستان
چکیده
امروزه توجه به ترکیبات طبیعی دارای خاصیت آنتیبیوتیکی و دگرآسیبی بیشتر شده است زیرا عموماً اثرات جانبی کمتری دارند. مطالعاتی روی ترکیبات و اثرات زیستی گونه هایی از جنس فرولا صورت گرفته است از گونه فرولا اوپودا در ایران، گزارشی مشاهده نگردید. در این مطالعه ترکیبات شیمیایی برگ Ferula oopoda شناسایی و اندازه گیری شد. اثرات دگرآسیبی این گیاه بر شاخصهای جوانه زنی کل ،سرعت جوانه زنی ، ضریب نسبی جوانه زنی دانه رستهای گندم و چاودار بررسی گردید. ویژگی آنتی اکسیدانی و اثرات ضد میکروبی عصاره برگ و ریشه گونه فرولا اوپودا نیز اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد عصاره آبی برگ فرولا اوپودا جوانه زنی کل، سرعت جوانه زنی، ضریب نسبی جوانه زنی گندم و چاودار را به طور معنی دار کاهش می دهد. مهارکنندگی رادیکالهای آزاد و پتانسیل آنتی اکسیدانی عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا قابل مقایسه با ویتامین C است. درصد قطر نسبی ناحیه مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشیرشیا کلی در اثر غلظت های مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا به طور معنی دار تایید کننده اثرات ضد باکتریایی آن است. آنالیز ترکیبات شیمیایی عصاره برگ فرولا اوپودا وجود ترکیبات فراری چون آلفا پینن، بتامیرسین و کاریوفیلین را نشان داد. بسیاری از اثرات بیولوژیک را میتوان به این ترکیبات ارتباط داد. بنابراین گیاه فرولا اوپودا می تواند منبع خوبی برای تهیه مواد انتی بیوتیک و علف کشهای طبیعی باشد. ترکیبات متعدد و متنوع موجود در اندامهای گیاه ظرفیت استفاده از آن برای تهیه داروهای جدید با منشا گیاهی را نشان می دهد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Chemical Composition and Biological effects of (Koma) Ferula oopoda
نویسندگان [English]
1 Faculty member of departement of Biology,University of Kurdistan
2 Department of Biological Science,Faculty of Science, University of Kurdistan, , Sanandaj, Iran
3 Department of Biological Sciences, Faculty of Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj,
4 Researcher, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Kurdistan, Sanandaj, Iran .
چکیده [English]
Consideration to Natural compounds that have antibiotic and allelopatic effects increased because generally have fewer side effects. Studies on secondary metabolites and biological effects of compounds of other species of the Ferula have been carried out but there was no report about the Ferula oopoda in Iran. In this study, the chemical compounds found in the leaves of Ferula oopoda were identified and measured. Allelopathic effects on total germination, Speed of germination, Coefficient of the rate of germination indices, of wheat and rye seeds were investigated. Antioxidant properties and antimicrobial effects of leaf and root extract of Ferula oopoda were also measured. the aqueous leaf extract of Ferula Opuda significantly reduces total germination, Speed of germination, Coefficient of the rate of germination in wheat and rye seeds. the radical inhibitory potency and the antioxidant potential of the extract of Leaf and Root of Ferula oopoda are comparable to vitamin C. the Relative inhibitory zone diameter of Staphylococcus aureus and Escherichia coli due to different concentrations of Leaf and Root of Ferula oopoda extract significantly confirms its antimicrobial effects. chemical composition of the Ferula oopoda leaf extract showed the presence of compounds such as alpha pinin betamircin and caryophylline. Many of the biological effects can be attributed to these compounds. Thus, Ferula oopoda can be a good source for production of natural antibiotics and herbicides the numerous and varied compounds in the organs of this plant also show the capacity to use it for the preparation of new herbal remedies.
کلیدواژهها [English]
ترکیبات شیمیایی و اثرات زیستی گیاه (کما) Ferula oopoda
مسعود حیدری زاده1*، شهناز زارعی1، مراحم آشنگرف1 و حسین معروفی2
1 ایران، کردستان، دانشگاه کردستان، دانشکده علوم پایه، گروه علوم زیستی
2 ایران، کردستان، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کردستان
تاریخ دریافت: 28/8/97 تاریخ پذیرش: 19/1/98
چکیده
امروزه توجه به ترکیبات طبیعی دارای خاصیت آنتیبیوتیکی و دگرآسیبی بیشتر شده است، زیرا عموماً اثرات جانبی کمتری دارند. مطالعاتی روی ترکیبات و اثرات زیستی گونههایی از جنس فرولا صورت گرفته است اما در این زمینه از گونه فرولا اوپودا (Ferula oopoda) در ایران، گزارشی مشاهده نگردید. دراین مطالعه ترکیبات شیمیایی موجود در برگFerula oopoda شناسایی و اندازهگیری شد. اثرات دگرآسیبی این گیاه بر شاخصهای جوانهزنی کل، سرعت جوانهزنی، ضریب نسبی جوانهزنی دانهرستهای گندم و چاودار بررسی گردید. ویژگی آنتیاکسیدانی و اثرات ضد میکروبی عصاره برگ و ریشه گونه فرولا اوپودا نیز اندازهگیری گردید. نتایج نشان داد عصاره آبی برگ فرولا اوپودا جوانهزنی کل، سرعت جوانهزنی، ضریب نسبی جوانهزنی گندم و چاودار را بهطور معنیدار کاهش میدهد. نتایج نشان داد قدرت مهارکنندگی رادیکالهای آزاد و پتانسیل آنتیاکسیدانی عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا قابلمقایسه با ویتامین C است. بررسی اثرات ضد میکروبی نیز نشان داد درصد قطر نسبی ناحیه مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشیرشیا کلی در اثر غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا بهطور معنیدار تأییدکننده اثرات ضد باکتریایی آن است. آنالیز ترکیبات شیمیایی عصاره برگ فرولا اوپودا وجود ترکیبات مؤثر و فراری چون آلفا پینن، بتامیرسین و کاریوفیلین را نشان داد. بسیاری از اثرات زیستی را میتوان به این ترکیبات ارتباط داد. بنابراین گیاه فرولا اوپودا میتواند منبع خوبی برای تهیه مواد آنتی بیوتیک و علفکشهای طبیعی باشد. ترکیبات متعدد و متنوع موجود در اندامهای این گیاه نیز ظرفیت استفاده از آن برای تهیه داروهای جدید با منشأ گیاهی را نشان میدهد.
واژههای کلیدی: دگرآسیبی، ضد باکتریایی، آنتیاکسیدانی، شاخصهای جوانهزنی
* نویسنده مسئول، تلفن: 09183780543، پست الکترونیکی: m.haidarizadeh@uok.ac.ir
مقدمه
استفادهی بیرویهی از سموم، حشرهکشها و علفکشها باعث آسیب به محصول، خاک، آب، جانوران و انسان شده و با برهم زدن روابط طبیعی در اکوسیستم یک بحران زیستمحیطی ایجاد کرده است. بررسی روابط آللوپاتیک (دگرآسیبی) میان گیاهان و استفاده از متابولیتهای ثانویهی طبیعی میتواند جایگزین مناسبی برای این مواد شیمیایی آسیبرسان باشد. استفاده بیرویه از آنتیبیوتیکهای سنتزی نیز باعث گسترش مقاومت دارویی در میکروارگانیسمها، ایجاد آلرژی و سرکوب سیستم ایمنی ذاتی میشود. امروزه توجه به ترکیبات طبیعی دارای خاصیت آنتیبیوتیکی و دگرآسیبی بیشتر شده است زیرا عموماً اثرات جانبی کمتری دارند.
جنس فرولا (کما) (Koma) از خانواده Peucedaneae و زیر خانواده ایی از Apiaceae (چتریان)، با 133 گونه در منطقه مدیترانه و آسیای مرکزی پراکندگی دارد. در فلور ایران 30 گونه از جنس فرولا گزارش شده است. برخی از این گونهها بومی هستند. فرولا اوپودا گیاهی است چندساله، بدون کرک با ساقههایی به ارتفاع حدود 100 سانتیمتر، ضخیم و شیاردار، برگها قاعدهای، شانهای، بدون کرک با قطعات انتهایی نخی شکل، گلها زردرنگ با گلبرگهای بدون کرک و میوه آن دراز یا بیضیشکل است (شکل1). پراکنش آن در ایران در کردستان، همدان، اراک، لرستان، کرمان، شاهرود و کاشان گزارش شده است. بیشترین پراکنش و فراوانی اینگونه در ارتفاعات بالاتر از 2500 متر از سطح دریا میباشد (1و 15) در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان 7 گونه ذیل از جنس فرولا از استان کردستان موجود است:
Ferula Haussknechtii، Ferula Macrocolea F.Oopoda، Ferula Orientalis، Ferula Persica، Ferula Pseudalliacea، Ferula Angulata
شکل 1- فرولا اوپودا در مرحله گلدهی ( 15).
بسیاری از گونههای کما بهعنوان یک منبع غنی از رزین (Resin) معطر شناختهشده و در طب سنتی بهعنوان داروهای طبیعی برای انواع اختلالات و بیماریها مورداستفاده هستند. فرولا آسافوتیدا Ferula assafoetida بهعنوان ضد تشنج، ضد نفخ، ضد اسپاسم، نیروبخش Ferula badra-kema و Ferula gummosa بهعنوان ضد تشنج، مقوی، ضد هیجانهای شدید، ضد احتقان، درمان اختلالات عصبی و درد معده، Ferula persica بهعنوان ضد یبوست، ضد نفح، ضد هیجانهای شدید، درمان کمردرد، دیابت و روماتیسم استفاده میشود. پژوهشهای علمی جدید نیز اثرات دارویی گونههای کما ازجمله ضد باکتریایی، ضد قارچی، آنتیاکسیدان، ضدالتهاب، ضد درد، ضد تشنج، ضد اسپاسم و کاهشدهنده فشارخون را تأیید کرده است. بخشهای مختلف گیاهانی از جنس فرولا در درمان بیماریهای مختلفی مانند اختلالات عصبی، التهاب، اسهال خونی، اختلالات گوارشی، روماتیسم، سردرد، ورم مفاصل و سرگیجه مورد استفاده هستند (2و 7). گونههای کما منبعی از ترکیبات گیاهی (Phytochemicall) مؤثری مانند مشتقات سزکوئی ترپن (سزکوئی ترپن کومارین و سزکوئی ترپن لاکتون) و ترکیبات حاوی گوگرد هستند (1و 13).
شهبازی و همکاران (2011) اثرات دگرآسیبی عصاره آبی دانه، ساقه و ریشه Ferula gummosa را بررسی کردند (14). زیرک و همکاران (2013) نیز اثرات دگرآسیبی Ferula assa-foetida در مهار جوانهزنی و رشد گیاهچه های دو علف هرز را مطالعه کردند (17). رشید و همکاران (٢٠10) گزارش نمودند که کاهش جوانهزنی بذر میتواند ناشی از اثر منفی مواد بازدارنده رشد موجود در عصارههای گیاهی بر میتوز باشد. دهپور و همکاران (2009) فعالیت مهاری فرولا آسافوتیدا (Ferula assafoetida) را ارزیابی کردند (5). نبوی و همکاران (2010) نشان دادند گل، ساقه و برگ فرولا گوموسا (Ferula gummosa) خاصیت آنتیاکسیدانی دارد (9). زناتی و همکاران (2017) فعالیت آنتیاکسیدانی اسانس فرولا تونیتانا (Ferula tunetana) را اندازهگیری نمودند (18).
این پژوهش به دنبال پاسخ به این پرسشهاست که آیا عصاره برگ و ریشه فرولا اووپودا اثرات ضد میکروبی و آنتیاکسیدانی دارد؟ آیا عصاره برگ و ریشه فرولا اووپودا بر روی جوانهزنی بذر گیاهان زراعی و علفهای هرز آنها اثر دارد؟ دراین مطالعه ترکیبات شیمیایی گیاه Ferula oopoda شناسایی و اندازهگیری گردید. اثرات دگرآسیبی این گیاه بر شاخصهای جوانهزنی کل، سرعت جوانهزنی، ضریب نسبی جوانهزنی دانه رستهای گندم و چاودار (بهعنوان علف هرز مزارع گندم) بررسی گردید. همچنین ویژگی آنتیاکسیدانی و اثرات ضد میکروبی عصاره برگ و ریشه گونه فرولا اوپودا اندازهگیری گردید. مطالعاتی روی متابولیتهای ثانویه و اثرات زیستی گونههای دیگر جنس فرولا صورت گرفته است اما در این زمینه از گونه فرولا اوپودا در ایران، گزارشی مشاهده نشد. هدف این پژوهش اینست که نشان دهد گیاه فرولا اوپودا میتواند منبع خوبی برای تهیه مواد آنتی بیوتیک و علفکشهای طبیعی باشد. ترکیبات متعدد و متنوع موجود در اندامهای این گیاه نیز ظرفیت استفاده از آن برای تهیه داروهای جدید با منشأ گیاهی را نشان میدهد.
مواد و روشها
نمونهبرداری و عصاره گیری: گونه فرولا اوپودا در کوههای اطراف روستای دزلی بخش مرکزی شهرستان سروآباد در استان کردستان در موقعیتی با طول جغرافیایی 3533403/35 درجه، عرض جغرافیایی 1628833/46 درجه و 9/1734 متر ارتفاع از سطح دریا، در سال 1395 جمعآوری شد. نمونهبرداری در نیمه خرداد و قبل از گلدهی گیاه انجام شد. شستشو، خشککردن، تهیه عصاره (برگ و ریشه) به روش سوکسله، تغلیظ عصارهها به کمک دستگاه تقطیردوار (مدلTecan sunrise) در دمای 60 درجه سانتیگراد و حذف کامل حلال، براساس روشهای استاندارد انجام گردید (3). بذرهای گواهی شده گندم واریتهی پیشگام (۹۳) و چاودار (94) از مرکز تحقیقات، آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان تهیه شدند.
آنالیـز ترکیبـات برگ فرولا اوپـودا با استفـاده از روش GC-Mas: عصاره متانولی برگ فرولا اوپودا به دستگاه تزریق و به کمک گاز حامل که معمولاً یک گاز بیاثر (هلیوم و یا نیتروژن) وارد ستون دستگاه میشود و با عبور نمونه اجزای آن جدا شده و توسط آشکارساز رؤیت میشود و در نهایت دیاگرام آن توسط دستگاه نمایش داده میشود.
مقدار ۲/۰ میکرولیتر از عصاره به دستگاه تزریق و درصد ترکیبات تشکیلدهنده عصاره پس از جداسازی به همراه شاخص بازداری محاسبه شد. درنهایت شناسایی ترکیبات موجود در عصاره با استفاده از اندیس بازداری بررسی طیفهای جرمی و پیشنهادهای کتابخانه کامپیوتر دستگاه گاز کروماتوگراف متصل به طیفسنج جرمی و مقایسه آنها با ترکیبات استاندارد انجام شد. دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیفسنج جرمی GC/MS فوقسریع Agilent مدل cA789 متصل به طیفسنج جرمی با ستون HP5 به طول 30 متر قطر ۲۵/۰ میلیمتر و ضخامت لایه فاز ساکن ۲۵/۰ میکرون مورد استفاده قرارگرفت. برنامهریزی حرارتی از 45 تا 280 درجه سانتیگراد با افزایش دمای 5 درجه سانتیگراد در دقیقه بود. درجه حرارت محفظه تزریق 280 درجه و درجه حرارت ترانسفرلاین 290 درجه سانتیگراد تنظیم شد. گاز هلیوم بهعنوان گاز حامل مورداستفاده قرارگرفت.
اثر مهاری عصاره فرولا اوپودا بر شاخصهای جوانهزنی: شاخصهای جوانهزنی شامل جوانهزنی کل (TG= Total germination)، سرعت جوانهزنی (S= Speed of germination) و ضریب نسبی جوانهزنی (CRG= Coefficient of the rate of germination) اندازهگیری و ارزیابی گردیدند. 25عدد از بذرهای گندم و چاودار به ترتیب با وزن (001/0 ±050/0 ، 001/0± 038/0) گرم انتخاب و با هیپوکلریت سدیم 5/1درصد ضدعفونی گردیدند. برای هر تیمار سه تکرار در نظر گرفته شد. غلظتهای 2/0 میلی مولار کومارین سنتتیک (کنترل مثبت) و غلظت 50گرم بر لیتر عصاره گیاه تهیه گردید. اتاقک رشد با دوره نوری 12 ساعت روشنایی و 12ساعت تاریکی، درجه حرارت روزانه 25 و شبانه 18 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 27 درصد قرار تنظیم شد. به مدت 8 روز دانههای جوانهزده روزانه شمارش شدند. بذرهایی با ریشهچه یک میلیمتر بهعنوان جوانهزنی دانه در نظر گرفته میشود. برای محاسبه شاخصهای جوانهزنی از روابط ذیل استفاده شد (11).
TG =
…+(Nn – Nn-1) × +×+ (N2 – N1) × + (N3 – N2) (S=(N1×1
Nn تعداد بذرهای جوانه زده در روزn
CRG
تعداد بذرهای جوانه زده در روز , شماره روز n
ویژگی آنتیاکسیدانی عصاره برگ و ریشه گونه فرولا اوپودا: (1و1 دی فنیل-2-پیکریل هیدرازیل) DPPH از رادیکالهای آزاد پایدار است. در این روش توانایی دادن اتم هیدروژن یا الکترون توسط عصاره، از روی میزان تغییر رنگ محلول ارغوانی به محلول زردرنگ سنجیده میشود. بدین منظور 100 میکرولیتر از غلظتهای مختلف عصاره (5/12، 25، 50، 100 گرم بر لیتر) با 3 میلیلیتر از محلول متانولی DPPH (با غلظت150میکرو مولار) مخلوط شد. از اسید آسکوربیک ویتامین C (غلظتهای 1، 5/0، 25/0، 125/0 میلی مولار) بهعنوان کنترل مثبت استفاده شد. جذب DPPH و متانول بهعنوان کنترل منفی اندازه گرفته شد. برای هر آزمایش سه تکرار در نظر گردید. جذب نمونهها بعد از 30 دقیقه توسط دستگاه اسپکتروفتومتر (مدل Unico 2100) در 517 نانومتر خوانده شد. تمام مراحل آزمایش در تاریکی و دمای 25درجه سانتیگراد و برای عصارههای ریشه و برگ انجام شد. درصد مهارکنندگی رادیکال DPPH با استفاده از رابطه ذیل محاسبه شد (18).
control / (Asample Acontrol - )} = (%) درصد مهار
A control جذب واکنش کنترل شامل تمام واکنشگرها بهجز نمونه مورد آزمایش است، A sample جذب نمونه مورد آزمایش است.
اثر ضد باکتریایی عصاره فرولا اوپودا: بررسی خاصیت آنتی باکتریال به روش انتشار دیسک (Disk diffusion) انجام گرفت. برای کشت باکتری از محیط کشت جامد مولرهینتون استفاده شد. عصاره متانولی برگ و ریشه گیاه، غلظتهای هیدروالکلی مختلف (100، 50، 25، 5/12گرم بر لیتر) تهیه شد. از متانول خالص درصدهای (100%، 50%، 25%، 5/12% متانول) بهعنوان کنترل استفاده شد. دیسکهای بلانک استریل به مدت 30 دقیقه در غلظتهای مختلف عصاره و کنترل قرار داده شدند. سوسپانسیون میکروبی 5/0 مک فارلند بهصورت کشت چمنی یکنواخت کشت داده شد. دیسکها پنج دقیقه از تیمارها بیرون آورده شدند تا آب اضافی آنها گرفته شود. پلیتهای آماده شده به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه سانتیگراد نگهداری و سپس قطر هاله عدم رشد در مقابل نور اندازهگیری شد. درصد قطر نسبی ناحیه مهار بهعنوان یک شاخص فعالیت ضد میکروبی با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد:
(%) RIZD = ( IZDzon diameter - IZD negative control ) / IZDzon diameter
RIZD، درصد قطر نسبی ناحیه مهار و IZD، قطر ناحیه مهار برحسب میلیمتر است (2) کشت باکتری و دیسک گذاری در سه تکرار انجام شد (4).
روش آماری: تجزیهوتحلیل دادهها با نرمافزار Spss21 انجام شد. آنالیز واریانس تغییرات میانگینها با روش فاکتوریل و در نظر گرفتن دو فاکتور گونه و غلظتهای مختلف عصاره انجام شد. بهمنظور ارزیابی معنیدار بودن تفاوت میانگینها آزمون دانکن طراحی گردید.
نتایج
آنالیز ترکیبات برگ فرولا اوپودا با استفاده از روش GC-Mas: شکل2 و جدول 1 آنالیز ترکیبات عصاره متانولی برگ فرولا اوپودا را نشان میدهد. در عصاره این گیاه نه ترکیب اصلی شناساییشده است. بیشترین درصد فراوانی به ترتیب مربوط به پیکهای شماره 5 و 8 میباشد. دی اتیل فتالات 52/33% و کاریوفیلن 88/29% بیش از60% ترکیبات فرار و آلفا پینن، بتا میرسین، مشتقات نفتالین و بنزیل دین، از اجزای فرار شناسایی شده عصاره متانولی برگ فرولا اوپودا میباشند.
شکل 2- دیاگرام به دست آمده از آنالیز عصاره متانولی برگ فرولا اوپودا
جدول ۱- آنالیز ترکیبات عصاره متانولی برگ فرولا اوپودا با GC-Mass
شماره پیک |
زمان ثبت شده (دقیقه) |
مقدار (%) |
ترکیب احتمالی |
فرمول مولکولی |
1 |
257/4 |
026/3 |
Ribitol,1,3,2,4-di-O-benzylidene |
C19H20O5 |
2 |
319/5 |
784/5 |
1R-alpha-Pinene |
C10H16 |
3 |
174/6 |
957/1 |
beta-Myrcene |
C10H16 |
4 |
075/7 |
048/1 |
1-(4-Hydroxy-3-Methoxyphenyl)-1-ethoxyacetic acid ethyl ester O-trimethylsilyl |
C16H26O5Si |
5 |
706/12 |
888/29 |
Caryophyllene |
C15H24 |
6 |
172/13 |
434/6 |
alpha-Caryophyllene |
C15H24 |
7 |
950/13 |
668/10 |
Cyclohexene,4-ethenyl-4-methyl-3-(1-methylethenyl)-1-(1-methylethyl)-,(3R-trans) |
C15H24 |
8 |
132/15 |
525/33 |
Diethyl Phthalate |
C12H14O4 |
9 |
523/16 |
670/7 |
Naphthalene, 1,2,3,4-tetrahydro-2,6-dimethyl-7-octyl |
C20H32 |
اثر بر شاخصهای جوانهزنی بذرهای گندم و چاودار: شکل 3 اثر عصاره آبی برگ فرولا اوپودا (50 گرم بر لیتر ) و غلظت 2/0 میلی مولار از کومارین (کنترل مثبت) بر شاخصهای جوانهزنی، بذرهای گندم و چاودار را نشان میدهد. نمودار الف، اثر عصاره فرولا اوپودا و کومارین ستتیک بر جوانهزنی کل گندم و چاودار را نشان میدهد. غلظت 50گرم بر لیتر عصاره فرولا اوپودا بطور معنیدار نسبت به دو گروه کنترل جوانهزنی کل، بذرهای گندم و چاودار را کاهش داده است. بهطور معنیدار کاهش جوانهزنی کل چاودار نسبت به گندم بیشتر است. نمودارب، اثر عصاره گیاه و کومارین ستتیک بر سرعت جوانهزنی گندم و چاودار را نشان میدهد. غلظت 50 گرم بر لیتر عصاره فرولا اوپودا بطور معنیدار نسبت به دو گروه کنترل سرعت جوانهزنی بذرهای گندم و چاودار را کاهش داده است. بهطور معنیدار کاهش سرعت جوانهزنی چاودار نسبت به گندم بیشتر است. نمودار پ، اثر عصاره گیاه و کومارین ستتیک بر ضریب نسبی جوانهزنی گندم و چاودار را نشان میدهد. در این شاخص هم عصاره فرولا اوپودا بطور معنیدار نسبت به دو گروه کنترل ضریب نسبی جوانهزنی بذرهای گندم و چاودار را کاهش داده است. بهطور معنیدار کاهش ضریب نسبی جوانهزنی چاودار نسبت به گندم بیشتر است.
شکل 3- اثر غلظت 50 گرم بر لیتر از عصاره طبیعی و غلظت 2/0 میلی مولار از کومارین، و کنترل منفی (آب مقطر) بر، جوانهزنی کل (پ)، سرعت جوانهزنی (الف )، ضریب نسبی جوانهزنی (ب)
اثر آنتیاکسیدانی: درصد مهارکنندگی رادیکال DPPH مبنایی برای ارزیابی ویژگی پاداکسایندگی میباشد. شکل 4 اثر غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا (100، 50، 25، 5/12 گرم بر لیتر) و ویتامین C (1، 5/0، 25/0، 125/0 میلی مولار) بر درصد مهارکنندگی رادیکال DPPH را نشان میدهد. شکل3 نشان میدهد قدرت مهارکنندگی رادیکال DPPH عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا قابلمقایسه با ویتامین C است. هرچه درصد بازدارندگی بیشتر باشد به معنای خاصیت آنتیاکسیدانی بیشتر میباشد. نتایج (شکل3) نشان میدهد درصد بازدارندگی و ویژگی آنتیاکسیدانی عصاره برگ بهطور معنیدار بیشتر از عصاره ریشه فرولا اوپودا است.
اثر ضد باکتریایی: شکل5، درصد قطر نسبی ناحیه مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشیرشیا کلی در اثر غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا (100، 50، 25، 5/12 گرم برلیتر) را نشان میدهد. با افزایش غلظت عصاره، قطر ناحیهی مهار و درصد قطر ناحیهی مهار افزایش مییابد که به معنای خاصیت ضد باکتریایی عصاره است. در مورد هر دو باکتری عصاره برگ نسبت به عصاره ریشه اثر مهاری قویتری دارد. در مقایسه بین دو باکتری، عصاره برگ و ریشه گیاه اثر مهاری قویتری بر باکتری اشیرشیا کلی گذاشته است.
شکل 4- اثر غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا و ویتامین C بر درصد مهارکنندگی رادیکال DPPH را نشان میدهد. غلظتهای عصاره در سمت چپ نمودار و غلظتهای ویتامین C در سمت راست نمودار مشخص شدهاند
شکل 5-میانگین درصد قطر هاله عدم رشد باکتری استافیلوکوک اورئوس و اشیرشیا کلی توسط غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپود
بحث و نتیجهگیری
پژوهشهای متعدد نشان میدهد که مواد شیمیایی آزاد شده توسط گیاه و همچنین مواد تجزیهشده گیاهی توانایی کنترل علفهای هرز را داشته و میتوانند بهعنوان علفکش یا آفتکش طبیعی عمل کنند (16و 19).
شهبازی و همکاران(2011) نشان دادند عصاره آبی دانه، ساقه و ریشه Ferula gummosa باعث کاهش درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه و طول محور زیر لپه گیاهچه های گیاهان موردبررسی میشود (14). زیرک و همکاران (2013) نشان دادند اندامهای زیرزمینی و هوایی Ferula assa-foetida در مهار جوانهزنی و رشد گیاهچه های دو علف هرز مورد مطالعه مؤثر بوده و اندامهای زیرزمینی اثر مهاری بیشتری از اندامهای هوایی دارند (17). نتایج این پژوهش نشان داد که اندامهای هوایی گیاه فرولا اوپودا حاوی مواد بازدارنده رشد هستند که موجب کاهش جوانهزنی و رشد گندم و چاودار شده است نتایج این آزمایش بیانگر خاصیت آللوپاتی فرولا اوپودا میباشد آزمایشهای بیشتری در این زمینه و در شرایط مزرعه لازم است صورت بگیرد. با انجام تحقیقات تکمیلی شاید بتوان از این گیاه برای ساخت علفکشهای طبیعی استفاده نمود. سازوکاری که سبب کاهش جوانهزنی بذر میگردد، احتمالاً مربوط به کاهش فعالیت آنزیمهایی مانند آلفا آمیلاز است که در جوانهزنی بذر نقش دارند. همچنین برآیند عوامل متعددی مانند کاهش میتوز در مریستم ریشه، کاهش فعالیت آنزیمهای کاتالیز کننده فرایندهای حیاتی گیاه و اختلال در جذب یونهای معدنی که در حضور آللوکمیکال ها رخ میدهد، سبب کاهش رشد میشود. مکانیزم کاهش رشد گیاهان مورد آزمایش بطور دقیق مشخص نیست.
رشید و همکاران (٢٠10) گزارش نمودند که کاهش جوانهزنی بذر میتواند ناشی از اثر منفی مواد بازدارنده رشد موجود در عصارههای گیاهی بر میتوز باشد (11). نتایج این پژوهش نشان داد که گیاه فرولا اوپودا حاوی اثرات آللوشیمیایی است که موجب کاهش جوانهزنی در گندم و چاودار شده است. کومارینها از مواد فنلی در گیاهان بوده که ازنظر فیزیولوژیکی فعال هستند و بر آنزیمهایی مثل آمیلازها یا ساکارازها (انورتازها) اثر بازدارندگی دارند. کومارین در غلظتهای بالاتر اثر مهاری شدیدی دارد.
آنتیاکسیدانها ترکیباتی هستند که باعث محافظت در برابر آسیب سلولی ناشی از رادیکالهای آزاد میشوند. (1 و1 دی فنیل-2-پیکریل هیدرازیل) DPPH بهعنوان یک معرف برای بررسی مهار رادیکال آزاد توسط عصاره بکار میرود. دهپور و همکاران (2009) فعالیت مهاری رادیکال آزاد DPPH گیاه فرولا آسافوتیدا (Ferula assafoetida) را به فنل و فلانوئیدهای گیاه نسبت دادند (5). نبوی و همکاران (2010) نشان دادند که عصاره هیدروالکلی گل، ساقه و برگ فرولا گوموسا (Ferula gummosa) خاصیت آنتیاکسیدانی دارد (9). زناتی و همکاران (2017) نشان دادند که فعالیت آنتیاکسیدانی اسانس فرولا تونیتانا (Ferula tunetana) میتواند به فعالیتهای سینرژیستیک (synergistic) (همافزایی) ترکیبات غیراشباع چندشکلی مانند آلفا پینین مربوط شود (18). یافتههای ما نشان داد عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا خاصیت آنتیاکسیدانی دارد. فعالیت آنتیاکسیدانی گیاهان را میتوان عمدتاً به حضور ترکیبات فنولی نسبت داد. ترکیبات فنولی تقریباً در تمام بخشهای گیاه وجود دارند و در بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیک مانند رشد سلولی، جوانهزنی دانه و رسیدن میوه نقش دارند. خاصیت آنتیاکسیدانی ترکیبات فنولی امکان از دست دادن هیدروژن و به دام انداختن رادیکال آزاد را میدهد. نشان داده شده است که ترکیبات فنولی فعالیت آنتی اکسیدانی قابلتوجهی دارند. (1و1 دی فنیل-2-پیکریل هیدرازیل) DPPH یک رادیکال آزاد پایدار نیتروژن دار است که رنگ آن از طریق فرایند الکترون گیری هیدروژنی از بنفش تا زرد تغییر مییابد. موادی که قادر به انجام این واکنش هستند میتوانند بهعنوان آنتیاکسیدان و مهارکننده رادیکال در نظر گرفته شوند (18).
مقاومت میکروبی در برابر آنتیبیوتیکها و اثرات مخرب افزودنیها و مواد نگهدارنده غذایی از مشکلات رایج سیستم بهداشتی و درمانی است که کنترل و رفع آن دستیابی به گروههای جدیدی از ترکیبات ضد میکروبی را ضروری میسازد. در این راستا ترکیبات موجود در عصارههای گیاهی بهعنوان منابع بالقوه حائز اهمیت زیادی هستند. این مطالعه باهدف معرفی ترکیبات جدید با اثرات ضد میکروبی در عصاره گیاه فرولا اوپودا انجام گرفت. ابراهیم و همکاران (2012) فعالیت ضد میکروبی هفده ترکیب استر سزکوئی ترپن از ریشه فرولا هرمونیس را با روش میکرودایلوشن براث در برابر شش باکتری و یک قارچ بررسی کرده و نشان دادند این ترکیبات در برابر باکتریهای گرم مثبت فعالیت قوی دارند اما هیچ فعالیتی در برابر سویهی قارچی نشان ندادند(6). کاووسی و همکاران (2013) اولئوگوم رزین (OGRs) فرولا آسا فوتیدا را بر باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی تأثیر و نشان دادند که این اسانس بر هر دو گروه باکتری تأثیر داشته و بیشترین تأثیر را بر روی باکتریهای گرم مثبت دارد (8) اوزک و همکاران (2014) فعالیت ضد میکروبی اسانس برگ و ساقهی فرولا زوئیت سیانا (Ferula szowitsiana) را به روش براث میکرودایلوشن (Broth micro dilution) بررسی کرده و نشان دادند که این گیاه پتانسیل استفاده بهعنوان یک عامل ضد میکروبی را برای چند باکتری بیماریزا دارد (10). اخیراً تمایل رو به رشدی برای کشف و معرفی مواد ضد میکروبی با منشأ گیاهی به وجود آمده است زیرا گیاهان ترکیبات متنوع با ساختمان مولکولی پیچیدهای میسازند که برخی از آنها با خواص ضد میکروبی گیاهی مرتبط هستند، آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، ایزوفلاونوئیدها، تانن ها، گلیکوزیدها، ترپنها و ترکیبات فنلی ازجمله این متابولیتهای ثانویه هستند که قادرند خواص ضد میکروبی به وجود آورند. از نقطه نظر شیمیایی، عصارههای گیاهی اغلب دارای پلی پرنوییدها، ترکیبات آروماتیک و سزکوئی ترپنهایی هستند که به دلیل دارا بودن گروههای فنلی میتوانند بر روی طیفی از باکتریها اثرات ضد میکروبی به وجود آورند (3و 12).
نتایج ارزیابی ترکیبات شیمیایی عصاره برگ با روش GC-Mass (شکل2 و جدول 1) نشان داد دی اتیل فتالات یکی از ترکیبات اصلی فرار عصاره است. این ترکیب حلقوی شباهت بسیاری به ترکیبات فنلی ساده و مرکب دارد ترکیبات فنلی و فلاوونوئیدی شناسایی شده در گزارشهای دیگر با توجه به روش این مطالعه ممکن است بصورت دی اتیل فتالات شناسایی شده باشند. از طرف دیگر نتایج نشان داد آلفاپینن یکی از ترکیبات اصلی و عمده برگ میباشد. زناتی و همکاران (2017) نشان دادند که پیننها (آلفاپینن، بتاپینن) در برابر بسیاری از میکروارگانیسم ها فعال هستند. پیننها میتوانند یکپارچگی سلول را از بین ببرند، درنتیجه، تنفس و فرایندهای انتقال یون را مهار میکنند. علاوه بر این میتوانند نفوذپذیری غشاء را در سلولهای مخمر و میتوکندریهای جدا شده افزایش دهند (18). فعالیت ضد باکتریایی عصاره برخی از گونههای فرولا را میتوان به فنلها، فلانوئیدها و سزکوئیترپنها نیز نسبت داد (8). عصاره برگ و ریشهی فرولا اوپودا حاوی ترکیبات ضد میکروبی است که میتواند بر روی باکتریهای گرم مثبت و منفی تأثیر گذارد،
نتیجهگیری
عصاره آبی برگ فرولا اوپودا جوانهزنی کل، سرعت جوانهزنی و ضریب نسبی جوانهزنی گندم و چاودار را بهطور معنیدار کاهش داد که این اثر آللوپاتی و دگرآسیبی این عصاره را تأیید مینماید. نتایج نشان داد قدرت مهارکنندگی رادیکال DPPH و پتانسیل آنتی اکسیدانی عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا قابلمقایسه با ویتامین C است. بررسی اثرات ضد باکتریایی نیز نشان داد درصد قطر نسبی ناحیه مهار رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشیرشیا کلی در اثر غلظتهای مختلف عصاره برگ و ریشه فرولا اوپودا بهطور معنیدار نسبت به گروه شاهد بیشتر بوده و تأییدکننده اثرات ضد میکروبی آن است. آنالیز ترکیبات شیمیایی عصاره برگ فرولا اوپودا وجود ترکیبات مؤثر و فراری چون آلفا پینن، بتامیرسین و کاریوفیلین را نشان داد. بسیاری از اثرات زیستی را میتوان به این ترکیبات ارتباط داد. پژوهشهای بیشتری برای یافتن کمترین غلظت مهاری و همچنین یافتن مادهی مؤثره این گیاه لازم است. پیشنهاد میشود تأثیر آللوپاتی اندامهای مختلف گیاه بر بذر خود گیاه، علفهای هرز و گونههای زراعی دیگری نیز بررسی شود. خواص آنتی اکسیدانی اسانس و عصاره اندامهای مختلف گیاه به روشهای مختلف فعالیت آنتی اکسیدانی مانند پراکسیداسیون لیپیدی بررسی شود. مطالعات میکروبی تکمیلی بر روی عصاره و اسانس فرولا اوپودا، جهت تعیین حداقل غلظت مهاری انجام شود. نتایج این پژوهش نشان داد گیاه فرولا اوپودا میتواند منبع خوبی برای تهیه مواد آنتی بیوتیک و علفکشهای طبیعی باشد. ترکیبات متعدد و متنوع موجود در اندامهای این گیاه نیز ظرفیت استفاده از آن برای تهیه داروهای جدید با منشأ گیاهی را نشان میدهد.