نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه یاسوج

2 پژوهشده بیوتکنولوژی کشاورزی کرج

چکیده

هندوانه‌ ابوجهل (Citrullus colocynthis L.) یکی از گیاهان دارویی متعلق به خانواده‌ کدوییان می‌باشد که از خواص مهم آن اثرات ضددیابتی، ضدویروسی، ضد‌میکروبی و ضدسرطانی است. با توجه به اینکه گزارشی از بررسی ویژگی‌های ژنوتیپ‌های ایرانی آن وجود ندارد، لذا در این مطالعه 15 ژنوتیپ هندوانه ابوجهل ایرانی از نقاط مختلف کشور جمع‌آوری و از لحاظ صفات مورفولوژیکی ارزیابی و در سه ژنوتیپ انتخابی نیز حضور ماده ضدسرطان الاتریسین بی ارزیابی شد. به منظور اندازه‌گیری صفات مورفولوژیک و تهیه نمونه‌ جهت بررسی‌های فیتوشیمیایی، از بوته ژنوتیپ-های هندوانه ابوجهل در محل رویشگاه‌های طبیعی استفاده گردید. نمونه‌های گیاهی در دمای اتاق خشک شده و سپس عصاره‌گیری شدند. به‌منظور اندازه‌گیری میزان الاتریسین بی از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا استفاده شد. مقایسه ژنوتیپ‌ها بر اساس صفات مورفولوژیک نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها از لحاظ اکثر صفات مورد بررسی اختلاف معنی‌داری وجود دارد و تجزیه خوشه‌ای بر اساس صفات مورفولوژیکی ژنوتیپ‌ها را در چهار گروه مختلف قرار داد. بررسی فیتوشیمیایی سه ژنوتیپ انتخابی نیز نشان داد که مقدار ماده ضد سرطان الاتریسین بی در اندام‌های مختلف این ژنوتیپ‌ها متفاوت بوده و بیشترین مقدار آن در اندام برگ ژنوتیپ بندان می‌باشد. تحقیق حاضر برای اولین بار نشان داد که ماده ضد سرطان الاتریسین بی علاوه بر میوه و برگ در ساقه و ریشه این گیاه نیز وجود دارد و می‌توان از سایر اندام‌های گیاه نیز این ماده ضدسرطان را استخراج نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of morphological and Phytochemical traits in some endogenous genotypes of bitter melon (Citrullus colocynthis L.)

چکیده [English]

Bitter melon (Citrullus colocynthis L.) plants belonging to cucurbitaceae family which have important properties such as anti-diabetes, anti-virus, anti-microbe and anti-cancer effects. With consideration that has not any report from characteristics assessment of its Iranian genotypes, therefore in this study 15 accessions were collected from different regions of Iran and evaluated in respect of morphological traits and ElatericinB presence was evaluated in three selected genotypes. In order to evaluate morphological traits and prepare samples for phytochemical assessments, we used bitter melon plants were grown in natural habitat. Plant samples were dried in room temperature and then were extracted. High performance liquid chromatography was used for measuring Elatericin B content. Comparison of genotypes based on morphological traits showed that significant differences have been between genotypes in respect most assessed traits. Cluster analysis based on morphological traits classified genotypes in different four groups. Phytocemical assessment of three selected genotypes showed that anti-cancer Elatericin B content in different organs is different and maximum content of it was been in leaf organ of Bandan genotype. This research is the first report showed that anti-cancer Elatericin B in addition of fruit and leaves, in stems and root of this plant so has been found and can extract anti-cancer material from other organs of plant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Citrullus colocynthis L
  • Elatricin B
  • Genotype and Phytochemistry

مقایسه خصوصیات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی تعدادی از ژنوتیپ­های بومی هندوانه ابوجهل (Citrullus  colocynthis L.)

اسد معصومی اصل1، سهیلا قنواتی1 و فواد مرادی2 

1 یاسوج، دانشگاه یاسوج، دانشکده کشاوزی، گروه اصلاح نباتات

2 کرج، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی

تاریخ دریافت: 22/4/94                تاریخ پذیرش: 3/9/94

چکیده

هندوانه‌ ابوجهل (Citrullus  colocynthis L.) یکی از گیاهان دارویی متعلق به خانواده‌ کدوییان می­باشد که از خواص مهم آن اثرات ضددیابتی، ضدویروسی، ضد­میکروبی و ضدسرطانی است. با توجه به اینکه گزارشی از بررسی ویژگی­های ژنوتیپ­های ایرانی آن وجود ندارد، لذا در این مطالعه 15 ژنوتیپ هندوانه ابوجهل ایرانی از نقاط مختلف کشور جمع­آوری و از لحاظ صفات مورفولوژیکی ارزیابی و در سه ژنوتیپ انتخابی نیز حضور ماده ضدسرطان الاتریسین بی ارزیابی شد. به منظور اندازه­گیری صفات مورفولوژیک و تهیه نمونه­ جهت بررسی­های فیتوشیمیایی، از بوته ژنوتیپ­های هندوانه ابوجهل در محل رویشگاه­های طبیعی استفاده گردید. نمونه­های گیاهی در دمای اتاق خشک شده و سپس عصاره­گیری شدند. به­منظور اندازه­گیری میزان الاتریسین بی از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا استفاده شد. مقایسه ژنوتیپ­ها بر اساس صفات مورفولوژیک نشان داد که بین ژنوتیپ­ها از لحاظ اکثر صفات مورد بررسی اختلاف معنی­داری وجود دارد و تجزیه خوشه­ای بر اساس صفات مورفولوژیکی ژنوتیپ­ها را در چهار گروه مختلف قرار داد. بررسی فیتوشیمیایی سه ژنوتیپ انتخابی نیز نشان داد که مقدار ماده ضد سرطان الاتریسین بی در اندام­های مختلف این ژنوتیپ­ها متفاوت بوده و بیشترین مقدار آن در اندام برگ ژنوتیپ بندان می­باشد. تحقیق حاضر برای اولین بار نشان داد که ماده ضد سرطان الاتریسین بی علاوه بر میوه و برگ در ساقه و ریشه این گیاه نیز وجود دارد و می­توان از سایر اندام­های گیاه نیز این ماده ضدسرطان را استخراج نمود.

واژه­های کلیدی: Citrullus  colocynthis L.، الاتریسین بی، ژنوتیپ و فیتوشیمی.

* نویسنده مسئول، تلفن: 07412242150 ، پست الکترونیکی: Masoumiasl@yu.ac.ir

مقدمه

 

گیاهان مواد شیمیایی مختلفی را در دیواره سلولی خود تجمع می­دهند که این مواد را می­توان به دو دسته کلی تقسیم‌بندی کرد: دسته اول، موادی هستند که در نتیجه سوخت­و­ساز اولیه­ گیاه تولید می‌شوند، نظیر پروتئین­ها، چربی­ها و  کربوهیدرات­ها و دسته دوم، مواد ناشی از سوخت­و­ساز ثانویه نظیر ترکیب­های فنولیک، ترپنوئیدها و آلکالوئیدها. به­نظر نمی­رسد که این ترکیبات در فعالیت­های حیاتی گیاه نقش اساسی بازی کنند، اما نقش مهمی در سازگاری گیاهان ایفا کرده و اثرات درمانی آن­ها قابل توجه است (13 و 5). فرآورده‌های حاصل از سوخت­و­ساز ثانویه‌ گیاهی جزو گرانبهاترین ترکیبات شیمیایی گیاهی هستند (12). هندوانه‌ ابوجهل (Citrullus  colocynthis L.) و یا خربزه‌ روباه که در کتب طب سنتی با نام­های حنظل و مراره الصحاری نام برده شده است، یکی از گیاهان دارویی متعلق به خانواده‌ کدوییان می­باشد که از خواص مهم این گیاه اثر ضددیابتی، ضدویروسی، ضد­میکروبی و ضدسرطانی آن است (11). هندوانه ابوجهل در نواحی مرکز، شمال­شرق، شرق، جنوب و جنوب شرق ایران می‌روید. مناطق رویش این گیاه در ایران، اصفهان (نائین، خور و بیابانک، کاشان)، یزد (اردکان)، فارس (کازرون، جهرم، دشت لار، کوهستان سفید)، هرمزگان (بندرعباس، میناب، سیرجان)، خلیج فارس (جزیره ابو­موسی) بوشهر (کنگان، بندر طاهری، دشتی، خورموج) کرمان (جیرفت، بافت، نصرت­آباد، کهنوج)، سیستان و بلوچستان (ایرانشهر، مکران، خاش، زاهدان)، خراسان (سبزوار، طبس)، تهران (قزوین، قم، دریاچه اوان) وخوزستان (اهواز، شوشتر، دزفول، هندیجان) می­باشند (10). تاکنون 17 ترکیب از میوه هندوانه ابوجهل شناسایی شده است که به پنج دسته یعنی الکل، کتون، ترکیبات اپوکسی، هیدروکربن و اسید تقسیم شده­اند. گوشت میوه هندوانه‌ ابوجهل دارای گلیکوزیدها، آلکالوئیدها و ساپونین است. از مواد متشکله‌ آن می‌توان به کولوسینتتین (Colocynthetin) و کولوسینتین (Colocynthin) (گلیکوزید و عامل اصلی تلخی و خاصیت مسهلی آن)، یک گلیکوزید فیتوسترول و دیگر گلیکوزیدها مانند الاترین ای (ElaterinA) و دی­­هیدرو-الاتریسین بی (Dihydro-Elatericin B) اشاره کرد که جزو ترکیبات ضدسرطان محسوب می‌شوند (3). بذر گیاه سرشار از اسیدهای چربی همچون اسیدمیریستیک، پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، لینولئیک و لینولنیک است. روغن هندوانه ابوجهل مشابه روغن کلزا بوده و دارای 80 تا 85 درصد اسید چرب غیر اشباع است (25). در برگ­های هندوانه ابوجهل نیز گلوکوزید کوکوربیتاسین "بی" یا "ای"(Elatericin B, E) تشخیص داده شد، این ترکیب از رشد لاین­های سلولی سرطان سینه انسان جلوگیری می­نماید (3). طی تحقیقی، غربالگری فیتوشیمیایی هندوانه ابوجهل بومی هند انجام و وجود آلکالوئیدها، کربوهیدراتها، فلاونوئیدها، تانن­ها، صمغ­ها و موسیلاژها در اندام­های مختلف آن گزارش شده است (24). در قرن بیستم مطالعات فیتوشیمیایی روی ترکیبات طبیعی گیاهان دارویی منجر به کشف تعداد فراوانی از ترکیبات با ساختارهای شیمیایی متنوع شده‌است (20). در حدود صد سال گذشته، روش کروماتوگرافی برای جداسازی ترکیبات طبیعی معرفی شد. روش­های کروماتوگرافی مختلفی جهت اندازه­گیری و شناسایی ترکیب­ها وجود دارد که یکی از مهمترین آن­ها کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (High performance liquid chromatography =HPLC) می­باشد (23). از میان تکنیک­های جداسازی،HPLC  بیشترین رشد و کارایی را داشته ­است. علت این رشد را می­توان به حساسیت بالا، تعیین مقدار کمّی ترکیبات با صحت بالا، قابلیت آنالیز نمونه­های غیرفرار و حساس به دما که با تکنیکGC  (کروماتوگرافی گازی) امکان­پذیر نیستند، نسبت داد (22). در تحقیقی در کشور عربستان، میزان کوکوربیتاسین هندوانه ابوجهل با استفاده از روش کروماتوگرافی کاغذی (TLC) اندازه­گیری و مشخص گردید که دو نوع کوکوربیتاسین  ایی و آی در بخش خوراکی میوه و دو نوع بی و ایی در پوست میوه با غلظت بالایی وجود دارند (18). درتحقیق دیگری در کشور مصر نیز با استخراج عصاره الکلی میوه و بررسی آن با روش HPLC خواص ضدسرطانی و ضد میکروبی آن به کوکوربیتاسین نسبت داده شد (19). تغییرات ژنتیکی و اپی­ژنتیک جزئی با تاثیر کم (و یا هیچ) در مورفولوژی و آناتومی، ممکن است تغییرات زیادی در فنوتیپ­های شیمیایی ایجاد کنند. اصطلاح کموتایپ، برای اولین بار توسط دکتر رولف سانتسون و پسرش یوهان در سال 1968 ابداع شد، عبارت است از بخش­های مشخصی از نظر شیمیایی در یک جمعیت که از لحاظ مورفولوژی غیر قابل تشخیص هستند. یک مثال خوب از یک گیاه با چندین کموتایپ، آویشن (Thymus vulgaris) است، چرا که تا حد زیادی در ظاهر غیرقابل تشخیص هستند (21). از آنجا که کموتایپ­ها فقط برای فراوان­ترین متابولیت ثانویه تعریف شده، ممکن است در معنای کاربردی، به عنوان یک گروه از موجودات زنده که از نظر یک صفت مشترک یا یکسان باشند نیز، استفاده­ شود. افراد یک کموتایپ، ممکن است نیمرخ­های شیمیایی بسیار متفاوت داشته ­باشند و از نظر شیمیایی نیز تغییرات فراوانی داشته­ باشند، این به آن معنی است که دو نفر از یک کموتایپ مشابه می­توانند اثرات مختلفی بر گیاه خوار، گرده و یا مقاومت به آفات داشته ­باشند. کیفوور­رینگ و همکاران (2009) طی یک مطالعه نشان دادند که این ارزیابی می­تواند یک ارزیابی بسیار کمی از مشخصات شیمیایی فرد باشد که بر اثر آن ممکن است تنوع مواد شیمیایی قابل­توجه، مخفی بماند (21). معلم (1389) تنوع کموتایپی و برخی ویژگی­های ریخت­شناسی مرزه خوزستانی Satureja khuzestanica jamzad)) را مورد بررسی قرارداد. به­منظور بررسی تاثیر عوامل اکولوژیکی مختلف بر درصد ترکیبات موثره اسانس، سرشاخه­های این گونه جمع­آوری و سپس اسانس‌گیری شده و اسانس مورد نظر با روش HPLC­ آنالیز شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین ترکیب شیمیایی موثر این گیاه، کارواکرول می­باشد (16). کاوه و همکاران (1390) با مقایسه خصوصیات مورفولوژیک و فیتوشیمیایی جمعیت­های مختلف آویشن کوهی با نمونه­هایی از آویشن باغی، گزارش کردند که تنوع ژنتیکی کافی برای کلیه صفات اندازه­گیری شده (طول گل، طول غنچه، وزن سنبله، ارتفاع ساقه، سطح برگ، طول و عرض برگ، بزرگترین و کوچکترین قطر تاج پوشش، تعداد گل در سنبله، طول سنبله و....) وجود دارد. بیشترین میزان تولید ماده خشک آویشن کوهی متعلق به جمعیت آذربایجان غربی بوده و درصد اسانس آویشن کوهی از 42/0 تا 17/2 درصد و در آویشن باغی از 42/0 تا 75/1 درصد متغیر بود. تجزیه خوشه­ای نیز ژنوتیپ­های مورد بررسی را در چهار گروه مجزا قرار داد که هر کدام از گروه­ها از نظر صفات مورد بررسی تفاوت­هایی نشان دادند (14). کهن مو و همکاران (1389) طی تحقیقی، ویژگی­های زراعی و فیتوشیمیایی جمعیت بابونه سه رویشگاه طبیعی ایران در استان بوشهر را مقایسه کرده و گزارش نمودند که بابونه جمعیت اصفهان قطر گل و ارتفاع بوته بیشتر و شاخص برداشت کمتری نسبت به جمعیت­های بوشهر و فارس داشت و به جز درصد اسانس در ماده خشک، سایر ویژگی­های مربوط به اسانس و مواد موثره جمعیت­های مورد بررسی تفاوت معنی­داری درسطح احتمال 5 درصد داشتند. در این تحقیق بیشترین درصد کامازولن در اسانس (8/13درصد) و آپیجنین در عصاره (07/0 میلی گرم در میلی لیتر) به ترتیب در جمعیت­های متعلق به اصفهان و بوشهر مشاهده شد (15).  تاکنون ارزیابی ومقایسه خصوصیات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی هندوانه ابوجهل بومی ایران مورد مطالعه قرار نگرفته­ است. لذا هدف این تحقیق، مطالعه تعدادی ازژنوتیپ­های این گیاه با استفاده از صفات مورفولوژیک و ترکیب شیمیایی الاتریسین بی است تا در آینده بتوان نسبت به شناسایی بهترین ژنوتیپ از نظر میزان تولید این ماده مهم دارویی اقدام نمود. این تحقیق، اولین گزارش در مورد بررسی مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی چند ژنوتیپ هندوانه ابوجهل ایرانی می باشد.

مواد و روشها

در این مطالعه 15 ژنوتیپ هندوانه ابوجهل ایرانی از نقاط مختلف کشور جمع­آوری و مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه­ها از مناطق دزفول، شوشتر، هندیجان، آبریگون (گچساران)، امامزاده جعفر (گچساران)، لنده، کازرون، بندان (خراسان جنوبی)، میل‌نادر (سیستان)، بندرعباس، اهرم (بوشهر)، بندر دیلم، کرمان، کاشان و سبزوار (خراسان رضوی) طی ماه­های مرداد و شهریور جمع­آوری شدند (شکل 1). به منظور اندازه­گیری صفات مورفولوژیک، حداقل سه بوته از هر ژنوتیپ­ در محل رویشگاه­های طبیعی استفاده گردید. صفات مورفولوژیک مورد بررسی عبارتند از: طول برگ، عرض برگ، طول ساقه، قطر ساقه، قطر میوه، طول بذر، عرض بذر و وزن صددانه. برخی از صفات فوق با استفاده از خط­کش مدرج و برخی دیگر با استفاده از ترازوی دقیق اندازه­گیری شدند. داده­های به­دست آمده با استفاده از نرم­افزار SAS (version 9.1) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. تجزیه خوشه­ای داده­های حاصل از صفات مورفولوژیک ژنوتیپ­ها نیز به روش ward و با نرم­افزار STATGRAPHICS Centurion (version 16.1.11) انجام شد.

 

 

شکل 1- نمایش محل­های جمع­آوری ژنوتیپ­های هندوانه ابوجهل مورد بررسی بر روی نقشه ایران

 

بر اساس دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه­ای داده­های مورفولوژیکی، سه ژنوتیپ انتخاب و از ریشه، ساقه، برگ و میوه آنها عصاره­گیری شده و مقدار کوکوربیتاسین آی (الاتریسین بی) در آنها اندازه­گیری شد. برای تهیه نمونه­ جهت بررسی­های فیتوشیمیایی، نمونه­های گیاهی از رویشگاه­های طبیعی جمع‌آوری و در دمای اتاق خشک شدند. به­منظور اندازه­گیری میزان کوکوربیتاسین (یا الاتریسین بی که نام شیمیایی این ماده است) از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) ساخت شرکتKnuer  آلمان واقع در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی کرج استفاده شد. اندام­های مختلف هندوانه­های ابوجهل جمع‌آوری­شده از مناطق بندان- خراسان جنوبی (واقع در شمال شرق کشور)، دیلم- بوشهر (واقع در جنوب غرب کشور) و امامزاده­جعفر- گچساران (واقع در مرکز کشور) مورد بررسی فیتوشیمیایی قرار گرفتند. برگ، ساقه، میوه و ریشه آنها به­صورت جداگانه خشک و آسیاب شده و 1/0 گرم از نمونه­های پودر در 10 میلی­لیتر اتانول مطلق به مدت 5 دقیقه به­شدت ورتکس و سپس در طول شب در دمای اتاق نگهداری شدند. پس از این مدت، نمونه­ها با سرعت 10000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شده و روشناور در یک لوله 15 میلی­لیتری جمع­آوری شد. در مرحله بعد، محلول به‌دست آمده با استفاده از دستگاه تغلیظ­کننده کاملا خشک شد. تغلیظ کننده مورد استفاده در این تحقیق ساخت شرکت Heidolph Persia مدل Laborota 4003 control  بود. سپس به فالکون مربوطه 1 میلی‌لیتر متانول اضافه و ورتکس شد. نهایتا محلول به‌دست آمده را از فیلتر 22/0 نانومتر عبور داده و نمونه به‌دست آمده در تیوب 2 میلی­لیتری تا زمان اندازه­گیری با دستگاه HPLC در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شد. برای تفکیک کوکوربیتاسین از سایر ترکیبات، از ستون C18 )250×4 میلی­متر( در دمای اتاق استفاده شد. فاز متحرک "استونیتریل : آب" با شیب 2:8 برای شروع و درخاتمه به نسبت 45:55 به مدت 45 دقیقه بود. میزان شدت جریان حلال 1 میلی­لیتر در دقیقه و میزان غلظت کوکوربیتاسین با آشکار ساز UV در طول موج 235 نانومتر بود. استانداردها با غلظت­های 5، 10، 20 و 50 قسمت در میلیون تهیه و تزریق شدند. میزان تزریق نمونه به تزریق کننده، 20 میکرولیتر بود. برای افزایش دقت، هر نمونه سه بار اندازه­گیری شد. به منظور تعیین کمی مقدار آنالیت، سطح زیر پیک و یا ارتفاع پیک ترکیب مجهول با نمونه استاندارد مقایسه شد. در بررسی کیفی به­ روش HPLC، با تزریق استانداردهای کوکوربیتاسین با غلظت­های متفاوت پیک­هایی بدست آمد که زمان بازداری آنها در محدوده 5/22-5/23 دقیقه بود، به‌طوریکه با افزایش میزان غلظت استاندارد، پیک­های بزرگتری ایجاد شد. بر این اساس، عصاره­های گیاهی اندام­های مختلف گیاه (ریشه، ساقه، برگ و میوه) تزریق شده و مساحت زیر هر منحنی در محدوده تعیین شده، محاسبه گردیده و با توجه به غلظت و ارتفاع پیک، منحنی کالیبراسیون رسم و بدین صورت غلظت هر کدام بر حسب قسمت در میلیون محاسبه شد. با انطباق منحنی به­دست آمده از استاندارد با غلظت ppm 50 بر منحنی­های به­دست آمده در محدوده زمان مشخص شده، اندازه مساحت زیر نمودار هر نمونه محاسبه شد. پس از تهیه استاندارد و به­دست آوردن رابطه بین غلظت و اندازه پیک (شکل 2) مقدار کوکوربیتاسین آی (الاتریسین بی) در اندام­های مختلف ژنوتیپ­های مورد بررسی هندوانه ابوجهل اندازه­گیری و مشخص شد. داده­های بدست آمده با نرم­افزار Excell آنالیز و نمودارهای مربوطه ترسیم شدند.

 

 

شکل 2- منحنی کالیبراسیون کوکوربیتاسین آی


نتایج

مقایسه ژنوتیپ­ها بر اساس صفات مورفولوژیک با استفاده از آزمون t نشان داد که بین ژنوتیپ­ها از لحاظ اکثر صفات مورد بررسی اختلاف معنی­داری وجود دارد، ژنوتیپ بندان با 455 سانتی­متر بیشترین طول ساقه، ژنوتیپ امامزاده ­جعفر گچساران بیشترین میانگین قطر ساقه (07/1 سانتی­متر)، ژنوتیپ سبزوار بیشترین طول برگ (08/6 سانتی­متر)، بیشترین عرض برگ (44/4 سانتی­متر)، ژنوتیپ سبزوار بیشترین طول بذر (28/1 سانتی‌متر)، بیشترین میزان عرض بذر (68/0 سانتی­متر) و بیشترین قطر میوه (86/6 سانتی‌متر) را به خود اختصاص دادند. میانگین وزن میوه در بین ژنوتیپ­ها 01/15 میلی­گرم بود که در این بین ژنوتیپ سبزوار با 54/28 میلی­گرم بیشترین و میل نادر با 63/5 میلی­گرم کمترین وزن میوه را داشتند. میانگین وزن صد دانه در بین ژنوتیپ­ها 092/4 میلی­گرم بود که ژنوتیپ سبزوار بیشترین (72/7 میلی­گرم) و امامزاده­جعفر گچساران کمترین (91/1 میلی­گرم) وزن صد دانه را داشتند (جدول 2).

تجزیه خوشه­ای بر اساس صفات مورفولوژیکی، ژنوتیپ­های مورد بررسی را در چهار گروه مختلف قرار داد. در گروه اول ژنوتیپ سبزوار، در گروه دوم ژنوتیپ­های شوشتر، کازرون، آبریگون، میل نادر، بندرعباس و هندیجان، در گروه سوم ژنوتیپ­های کاشان، دیلم و کرمان و در گروه چهارم ژنوتیپ­های بندان، لنده، امامزاده جعفر، اهرم و دزفول قرار گرفتند (شکل 3).

 

 

جدول2- مقایسه میانگین ژنوتیپ­های مورد مطالعه هندوانه ابوجهل برای صفات مورفولوژیک با استفاده از آزمون t

وزن­صددانه

(گرم)

وزن میوه

(گرم)

قطرمیوه

(سانتی­متر)

عرض­بذر

(سانتی­متر)

طول­بذر

(سانتی­متر)

عرض­برگ

(سانتی­متر)

طول­برگ

(سانتی­متر)

قطر ساقه

(سانتی­متر)

طول ساقه

(سانتی­متر)

صفت

ژنوتیپ

413/4

370/18

82/3

473/0

71/0

83/3

823/4

583/0

67/86

دزفول

39/4

937/20

673/3

526/0

846/0

636/3

11/5

57/0

455

بندان

423/5

377/13

113/4

46/0

77/0

403/3

973/3

383/0

33/110

شوشتر

72/7

543/28

863/6

686/0

283/1

446/4

08/6

646/0

320

سبزوار

766/2

887/12

046/4

37/0

716/0

013/3

02/4

536/0

121

کرمان

12/2

637/5

45/4

356/0

63/0

726/2

726/3

516/0

33/108

میل نادر

24/4

683/17

736/5

45/0

7/0

296/3

783/4

623/0

67/236

هندیجان

653/3

470/10

916/4

446/0

693/0

306/4

346/5

463/0

33/102

اهرم

723/5

177/20

006/6

483/0

74/0

543/3

29/4

366/0

17/89

دیلم

136/3

530/8

71/3

406/0

63/0

053/3

736/3

526/0

67/166

کاشان

776/4

830/17

793/4

466/0

79/0

22/3

003/4

476/0

33/133

کازرون

956/3

407/19

89/3

476/0

746/0

166/3

553/4

596/0

67/189

بندرعباس

206/3

280/6

97/1

443/0

73/0

723/3

023/5

71/0

33/237

لنده

943/3

157/12

363/4

436/0

773/0

086/3

04/4

406/0

67/123

آبریگون

916/1

943/12

096/5

48/0

786/0

533/3

533/4

073/1

33/124

امامزاده جعفر

092/4

015/15

497/4

464/0

769/0

465/3

536/4

565/0

63/173

میانگین

01/19

35/15

24/22

28/39

05/33

93/32

79/34

09/21

18/11

t value

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

0001/0>

pr >

 

 

 

با بررسی فیتوشیمیایی ژنوتیپ ها، مشخص شد که ماده موثره کوکوربیتاسین آی (الاتریسین بی) در همه اندام­های ژنوتیپ بندان اعم از ریشه، ساقه، میوه و برگ وجود دارد (جدول 3)، ولی بیشترین مقدار آن در برگ و کمترین مقدار آن در ساقه این ژنوتیپ می­باشد. بیشترین میزان این ماده نیز در ریشه ژنوتیپ دیلم مشاهده شد (شکل 4). بیشترین میزان الاتریسین بی در ساقه ژنوتیپ بندان بود (شکل 5). میزان این ماده در ساقه ژنوتیپ­های مورد مطالعه، تفاوت ناچیزی با هم داشتند ولی در میوه ژنوتیپ­های انتخاب شده، میزان ماده موردنظر در ژنوتیپ های مختلف بسیار متغیر بوده و در ژنوتیپ بندان بیشتر از بقیه بوده و در میوه ژنوتیپ دیلم این ماده شناسایی نشد (شکل 6). در برگ ژنوتیپ­های انتخاب شده، میزان این ماده بسیار چشمگیر بود و حداکثر میزان را نسبت به سایر اجزای گیاه داشت. میزان کوکوربیتاسین آی در برگ بندان بسیار بالاتر از سایر ژنوتیپ­ها بود. می­توان گفت در همه اندام­های ژنوتیپ بندان ماده موثره ضد سرطان موجود است در حالی­که در دو ژنوتیپ دیگر چنین وضعیتی وجود ندارد. در ژنوتیپ دیلم، کمترین مقدار ماده ضدسرطان در ساقه و بیشترین مقدار آن در برگ بود. در ژنوتیپ امامزاده جعفر نیز بیشترین مقدار ماده ضدسرطان در برگ است. از این­رو می­توان گفت در هر سه ژنوتیپ مورد بررسی، اندام برگ بیشترین مقدار ماده ضدسرطان را دارد. جالب توجه است که با وجود گزارش منابع بر استفاده از میوه این گیاه در طب سنتی، این ماده ضدسرطان در میوه ژنوتیپ دیلم مشاهده نگردید. از این­رو اطلاع از مقدار این ماده ضدسرطان در هر یک از اندام­های ژنوتیپ­های مورد بررسی بسیار مهم است چرا که اگر بیشترین مقدار این ماده در اندام خاصی باشد و محقق از اندام دیگری عصاره­گیری نماید، به نتیجه مطلوب دست نخواهد یافت.

 

 

شکل 3- دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه­ای ژنوتیپ­های مورد بررسی بر اساس صفات مورفولوژیکی به روش Ward

 

علیرغم اینکه در اکثر منابع به وجود این ماده در میوه و برگ اشاره شده است ولی تحقیق حاضر برای اولین بار ثابت کرد که این ماده در ساقه و حتی ریشه این گیاه نیز وجود دارد و بیشترین مقدار آن در اندام برگ ژنوتیپ بندان و کمترین مقدار آن دراندام میوه ژنوتیپ امامزاده جعفر گچساران می‍باشد. اندام ریشه ژنوتیپ امامزاده جعفر گچساران و نیز میوه ژنوتیپ دیلم نیز این ماده را نداشتند.

 

جدول 3- میزان غلظت ماده الاتریسین بی (بر حسب ppm) اندازه­گیری شده در ریشه، ساقه، برگ و میوه سه ژنوتیپ هندوانه ابوجهل ایرانی

اجزای گیاه

دیلم

بندان

امامزاده­جعفرگچساران

ریشه

5960/25

4939/3

0

ساقه

1267/3

3970/3

2882/2

میوه

0

1165/4

3975/0

برگ

5766/32

3262/167

7809/11

 

 

شکل 4-کروماتوگرام HPLC روی ریشه هندوانه ابوجهل ژنوتیپ دیلم با زمان بازداری 5/22 تا 5/23

 

شکل 5- کروماتوگرامHPLC روی ساقه هندوانه ابوجهل ژنوتیپ بندان با زمان بازداری 5/22 تا 5/23

 

شکل 6- کروماتوگرامHPLC روی میوه هندوانه ابوجهل ژنوتیپ بندان با زمان بازداری 5/22 تا 5/23


بحث

از نظر صفات مورفولوژیکی، در بین ژنوتیپ­های مورد بررسی ژنوتیپ بندان بیشترین طول ساقه، ژنوتیپ امامزاده جعفر بیشترین میانگین قطر ساقه و ژنوتیپ سبزوار بیشترین طول برگ، بیشترین طول و عرض بذر و برگ و بیشترین وزن صد دانه و میوه را داشتند. بنابراین ژنوتیپ سبزوار از بسیاری جهات بر بقیه ژنوتیپ­ها برتری دارد و شاید به همین دلیل است که در دسته بندی ژنوتیپ­ها بر اساس صفات مورفولوژیکی، در یک دسته مجزا قرار گرفته است. در دسته بندی ژنوتیپ­ها بر اساس صفات مورفولوژیک، قرار گرفتن ژنوتیپ­های لنده و امامزاده جعفر در یک دسته که هر دو در منطقه گرمسیری استان کهگیلویه و بویراحمد قرار دارند، دور از انتظار نیست. مناطق اهرم و دزفول نیز در یک گروه هستند که هر دو متعلق به مناطق گرمسیری بوده و آب و هوایی تقریبا مشابه مناطق لنده و امامزاده جعفر دارند. ژنوتیپ‌های شوشتر، کازرون، آبریگون و میل‌نادر و ژنوتیپ­های بندرعباس و هندیجان در یک گروه هستند. در این گروه ژنوتیپ­های شوشتر و هندیجان متعلق به استان خوزستان، ژنوتیپ کازرون متعلق به استان فارس، ژنوتیپ آبریگون متعلق به استان کهگیلویه و بویراحمد و ژنوتیپ میل نادر متعلق به استان سیستان و بلوچستان و ژنوتیپ بندرعباس متعلق به استان هرمزگان می­باشد، بنابراین به­غیر از ژنوتیپ­های شوشتر و هندیجان، بقیه ژنوتیپ­ها از استان­های مختلف هستند. البته توجه به این نکته ضروری است که همه این ژنوتیپ­ها متعلق به جنوب کشور هستند که از این لحاظ قرار گرفتن آنها در یگ گروه قابل توجیه است.  ژنوتیپ­های کاشان، دیلم و کرمان نیز در یک گروه هستند که متعلق به سه استان مختلف اصفهان، خوزستان و کرمان بوده و با توجه به اینکه استان­های اصفهان و کرمان مجاور هم هستند، هم­گروهی آنها قابل توجیه است ولی قرار گرفتن ژنوتیپ دیلم در این گروه دور از انتظار بود. نهایتا، ژنوتیپ­های بندان، لنده، امامزاده­جعفر، اهرم و دزفول نیز در یک گروه می­باشند که ژنوتیپ­های بندان و دزفول متعلق به استان خوزستان، ژنوتیپ­های لنده و امامزاده جعفر متعلق به استان کهگیلویه و بویراحمد و ژنوتیپ اهرم متعلق به استان بوشهر می­باشد. به­طور کلی، وجود اختلاف معنی­دار بین ژنوتیپ­ها از نظر بسیاری از صفات مورفولوژیکی نشانگر وجود تنوع ژنتیکی می­باشد که اثبات وجود این تنوع، اولین گام در اصلاح و استفاده موثر و بهینه از ژنوتیپ­های بومی است (8). صالحی شانجانی و همکاران (1393) با بررسی تنوع ژنتیکی و رابطه جغرافیایی میان 18 جمعیت وحشی علف گندمی بیابانی (Agropyron desertorum) با استفاده از الگوی باندی SDS-PAGE پروتئین کل، مشخص کردند که جمعیت­های همدان و اردبیل و همدان و بوئین زهرا بیشترین فاصله ژنتیکی را دارند. نتایج این تحقیق حاکی از وجود تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه در بین جمعیت­های علف گندمی بیابانی بود (9). سلامتی و یوسفی (1393) طی ارزیابی تنوع عملکرد و صفات مورفولوژیکی 15 ژنوتیپ­ مختلف گیاه داروئی بادرشبویه (Dracocephalum moldavica L.) با استفاده از تجزیه خوشه­ای که بر اساس صفات موفولوژیکی وزن تر گیاه، وزن خشک گیاه، ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد شاخه­های جانبی، تعداد برگ در بوته، وزن هزار دانه و نیز عملکرد اسانس و درصد اسانس انجام دادند، ژنوتیپ­های مورد بررسی را در سه گروه مختلف قرار دادند. ژنوتیپ­های گروه اول از لحاظ عملکرد اسانس، وزن تر گیاه، وزن خشک گیاه، ارتفاع بوته و تعداد شاخه­های جانبی نسبت به بقیه گروه­ها برتری داشتند. بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، ژنوتیپ­های مختلف بادرشبویه از مناطق مختلف در یک گروه قرار گرفته که بیانگر آن است که تنوع جغرافیایی از تنوع ژنتیکی تبعیت نمی کند که این می تواند به دلیل انتقال یا معاوضه مواد اصلاحی از یک منطقه به منطقه دیگر باشد (7). زینلی (1382) و مهدی­خانی و همکاران (1385) نیز با بررسی ژنوتیپ­های گیاهان داروئی نعناع و بابونه گزارش کردند که تنوع  جغرافیایی با تنوع ژنتیکی در این دو گیاه مطابقت نداشته و علت را معاوضه مواد خام بین مناطق مختلف کشور دانستند (6 و 17).    

کاوه و همکاران (1390) با بررسی فیتوشیمیایی جمعیت­های مختلف آویشن کوهی نشان دادند که درصد اسانس آویشن کوهی از آویشن باغی کمتر بوده و تجزیه خوشه­ای نیز ژنوتیپ­های مورد بررسی را در  چهار گروه مجزا قرار داد (14). کهن مو و همکاران (1389) نیز با بررسی فیتوشیمیایی سه جمعیت بابونه گزارش نمودند که بیشترین درصد کامازولن در اسانس (8/13درصد) و آپیجنین در عصاره (07/0 میلی گرم در میلی لیتر) به ترتیب در جمعیت­های متعلق به اصفهان و بوشهر مشاهده شد، یعنی ژنوتیپ روی درصد ماده موثر اثر معنی­داری دارد (15). در تحقیق حاضر نیز وجود تنوع بالای ژنتیکی نشان داده شده و تفاوت ژنوتیپ ها از نظر ماده ضدسرطان الاتریسین بی نشان داده شد. عوامل محیطی سبب تغییراتی در رشد گیاهان دارویی و کمیت و کیفیت مواد موثره آنها می­گردند. محصول یک گیاه دارویی از نظر اقتصادی وقتی مقرون به صرفه می­باشد که مقدار متابولیت­های اولیه و ثانویه آن به حد مطلوب رسیده باشد که با انتخاب عوامل محیطی و ارقام گیاهی مناسب می­توان به حداکثر مقدار محصول دست یافت­ .در اکوسیستم های طبیعی، عوامل تعیین کننده تولید به غیر از گونه مورد نظر، فراوانی و موقعیت جغرافیایی آنها نیز به شمار می روند.  هر کدام از عوامل فوق می­توانند تاثیر عمده­ای در افزایش یا کاهش کمیت و کیفیت عملکرد گیاه داشته باشند (4). از دلایل مهم تنوع فیتوشیمیایی هر گیاه داروئی می­توان به تنوع آب و هوایی و اقلیمی کشور در مناطق مختلف ازجمله اقلیم معتدل خزری، سرد کوهستانی و یا اقلیم گرم و خشک و غیره با میزان رطوبت، دما، نور و ارتفاع متفاوت اشاره کرد که کشور ایران  با وسعت پهناور خود بسیاری از اقلیم های موجود در جهان را در خود جای داده و سبب شده که جمعیت­های مختلف یک گونه مانند صندوقچه جواهرات، گوهرهای متفاوتی در مناطق مختلف نشان دهد زیرا اگرچه متابولیت­های ثانویه گیاهان با هدایت فرآیندهای ژنتیکی ساخته می­شوند، اما سنتز آنها به طور بارزی تحت تأثیر عوامل محیطی قرار می­گیرد، به­طوری­که عوامل محیطی علاوه بر تأثیر بر رشد گیاهان دارویی، سبب ایجاد تغییر در مقدار و کیفیت مواد مؤثره آنها می­گردد (1). ساعات آفتابی بیشتر، حرارت بالا، بارندگی و رطوبت کم و افزایش مقدار گازکربنیک در هوا سبب افزایش تولید مواد مؤثره گیاهان دارویی و تغییر ترکیب­های آنها می شود (2). نتایج حاصل از این پژوهش تفاوت قابل ملاحظه­ا­ی نسبت به گزارش­های قبلی (3) درخصوص محل تولید ماده ضدسرطان الاتریسین بی داشت طوریکه گزارشات قبلی به حضور این ماده فقط در میوه و برگ اشاره کرده بودند در حالی­که در تحقیق حاضر وجود این ماده در ساقه و ریشه را نیز اثبات کرد.

نتیجه­گیری نهایی اینکه براساس صفات مورفولوژیک، به نظر می­رسد در میان ژنوتیپ­های مورد بررسی تنوع ژنتیکی وجود دارد و بررسی فیتوشیمیایی سه ژنوتیپ انتخاب شده نیز نشان داد که ماده موثره الاتریسین بی در اندام­های مختلف آنها وجود داشته ومقدار آن متغیر است. توصیه می­شود در صورت امکان این گیاه در زمین زراعی نیز کشت شده و میزان مواد موثره فوق در شرایط مزرعه­ای نیز اندازه­گیری گردد. 

1- امیدبیگی، ر.، 1374. رهیافت­هایی برای تولید و فرآوری گیاهان داروئی. جلد اول. انتشارات فکر روز. تهران. 347 صفحه.

2- بقالیان، ک. و نقدی بادی، ح.، 1379. گیاهان اسانس دار. نشر اندرز. تهران، 236 صفحه (ترجمه).

3- جعفرنیا، س.، خسروشاهی، س. و قاسمی، م.، 1387. راهنمای جامع و مصور و کاربرد گیاهان داروئی. چاپ سوم. انتشارات سخن گستر. مشهد.

4- حبیبی، ا. ر. و ابوطالبی، آ. ح.، 1390. تاثیر شرایط آب و هوایی روی کیفیت و کمیت اسانس در گیاهان داروئی. همایش ملی فرآورده های طبیعی و گیاهان داروئی. بجنورد. ایران.

5- زمان، س.، 1376. گیاهان داروئی. چاپ سوم. انتشارات ققنوس. تهران (ترجمه). 367 صفحه. 

6- زینلی، ح.، 1382. بررسی تنوع زراعی، سیتوژنتیک و فیتوشیمیایی در نعناع­های ایران. پایان نامه دکتری، دانشکده کشاورزی. دانشگاه صنعتی اصفهان.

7- سلامتی، م. و م. یوسفی.، 1393. ارزیابی تنوع عملکرد و صفات مورفولوژیکی برخی از ژنوتیپ­های بادرشبویه (Dracocephalum moldavica L.). مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). 27 (1): 91-99.

8- شیخ، ف. و بزی، ح.، 1391. ارزیابی تنوع توده­های بومی Cucurbita pepo L. در استان گلستان. همایش ملی فرآورده های طبیعی و گیاهان داروئی. بجنورد. ایران.

9- صالحی شانجانی، پ.، جعفری، ع. ا.، کلاگری م. و محمداسماعیلی، م.، 1393. بررسی تنوع ژنتیکی و رابطه جغرافیایی میان 18 جمعیت وحشی
Agropyron desertorumتوسط پروتئین­های کل.مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). 27 (2): 243-255.

10- صفوی، س. ر.، 1390. فلور ایران، تیره کدو (Cucurbitacea). موسسه تحققات جنگلها و مراتع. چاپ اول. شماره 70. 30 صفحه.

11- صمصام شریعت، س. ه.، 1368. تجزیه و شناسایی مواد داروئی گیاهان به روش میکروسکوپی و کروماتوگرافی. چاپ اول. انتشارات مشعل. تهران.  246 صفحه

12- فلک‌ناز، م.، 1388. بیوتکنولوژیوتاثیرآندرافزایشبهره­وریازگیاهاندارویی، همایشمنطقه­ایغذاوبیوتکنولوژی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه.

13- قاسمی،  ع.، 1388. گیاهان داروئی و معطر (شناخت و بررسی اثرات آنها). چاپ دوم. انتشارات دانشگاه آزاد شهرکرد. 541  صفحه.

14- کاوه، ش.، زینلی، ح.، صفایی، ل.، مداح عارفی، ح. و افلاکیان، س.، 1392. مقایسه خصوصیات موفولوژیک و فیتوشیمیایی جمعیت­های مختلف آویشن کوهی (Thymus kotchyanus Bioss. & Hohen.) با نمونه هایی از آویشن باغی (Thymus vulgaris L.). فصنامه علمی پژوهشی تحقیقات گیاهان داروئی و معطر ایران. جلد 29، شماره 1، 116-129.

15- کهن مو، م .ا.، آقاعلیخانی، م.، رضازاده، ش. و رجالی، ف.، 1389. بررسی امکان رشد و مقایسه برخی ویژگی های زراعی و فیتوشیمیایی جمعیت بابونه سه رویشگاه طبیعی ایران در استان بوشهر. مجله علوم و فنون باغبانی ایران. جلد 11، شماره 2، 87-98. 

16- معلم، ا.، 1389. ارزیابی تنوع کموتایپی و برخی ویژگی­های مورفولوژیکی میوه و دانه گرده مرزه خوزستانی در استان های خوزستان و لرستان. پایان نامه کارشناسی ارشد  دانشگاه پیام نور اصفهان.  

17- مهدی خانی، ه.، سلوکی، م.، زینلی، ح. و امام جمعه، ع.، 1385. بررسی تنوع مورفولوژیکی و مولکولی در بابونه. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی. دانشگاه زابل.

 

18- Abdelrahim, A. A., Mohmed, A. A. and Elmahi H. A., 2013. Phytochemical analysis of some chemical metabolites of colocynth plant (Citrullus colocynthis L.) and its activities as antimicrobial and antiplasmodial. Journal of Basic and Applied Scientific Research. 3(5): 28-236.

19- Alaa, M. Sh., Rabeh, M. A. and Abdellatif, A. O., 2014. Biofunctional molecules from citrullus colocynthis: An HPLC/MS analysis in correlation to antimicrobial and anticancer activities. Advances in Life Science and Technology. 17:51-61.

20- Francisco, A., Macias, J. and Galindo, J., 2007. Evolution and current status of ecological phytochemistry. Phytochemistry. 68: 2917–2936.

21- Keefover-Ring, K., Thompson, J. D. and Linhart, Y. B., 2009. Beyond six scents: defining a seventh Thymus vulgaris chemotype new to southern France by ethanol extraction. Flavour and Fragrance Journal. 24(3): 117-122.

22- Lindsay, S., 1987. High performance liquid chromatography. Published on behalf of ACOL, London John Wiley Press. 244 pp.

23- Marston, A., 2007. Role of advances in chromatographic techniques in phytochemistry. Phytochemistry. 68: 2785–2797.

24- Uma, C. and Sekar, K. G., 2014. Phytochemical analysis of folklore medicinal plant Citrullus colocynthis L. (bitter apple). Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2(6): 195-202.

25- Yokota, A., Kawasaki, S., Iwano, M., Nakamura, C., Miyake, C. and Akashi, K., 2002. Citrulline and DRIP-protein (ArgE homologue) in drought tolerance of wild watermelon. Annals of Botany. 89: 825-935.