اثرات کمی و کیفی تنش خشکی بر ترکیبات شیمیایی اسانس زوفا (Hyssopus officinalis L)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 گروه گیاهان دارویی، مرکز پژوهش های گیاهان دارویی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد

3 مرکز تحقیقات زیست فناوری کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله )عج(، تهران، ایران

چکیده

خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیر زیستی است که رشد، نمو و فرآیندهای بیوشیمیایی گیاه مانند تولید متابولیت های ثانویه و ترکیبات شیمیایی معطر را تحت تاثیر قرار می‌دهد. زوفا یکی از گیاهان معطر و دارویی مهم است که علاوه بر دارا بودن خواص دارویی، به عنوان طعم دهنده و چاشنی در صنایع غذایی نیز کاربرد دارد. این پژوهش به منظور بررسی اثر تنش کمبود آب بر کمیت و کیفیت ترکیبات شیمیایی اسانس زوفا به صورت گلدانی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد شهر کرد در سال 1396 اجرا شد. سطوح آبیاری شامل آبیاری نرمال(شاهد)، تنش خشکی ملایم(60%) و تنش خشکی شدید (30% ظرفیت زراعی) بود. اسانس گیری از اندام‌های هوایی زوفا به روش تقطیر با آب انجام گرفت و ترکیب های تشکیل دهنده اسانس توسط دستگاه GC/MS شناسایی شد. در کل 33 ترکیب از اسانس زوفا شناسایی شد که نمایانگر 95 – 89 درصد از ترکیب اسانس می‌باشد. در هر سه سطح آبیاری ترکیبات غالب اسانس، سیس پینوکامفن(65/45- 93/37 درصد) و بتا پینن(33/17- 88/11 درصد) بود. به طور کلی نتایج این بررسی نشان داد که تنش ملایم و شدید خشکی بر درصد اسانس زوفا تاثیر قابل توجهی نداشت، ولی بر درصد اجزای تشکیل دهنده آن موثر بود. درصد اجزای تشکیل دهنده اسانس در هر دو سطح تنش خشکی نسبت به شاهد افرایش پیدا کرد و در تنش خشکی ملایم بیشتر بود. به نظر می‌رسد که با تنش خشکی ملایم می‌توان هم مواد موثره زوفا را بالا برد و هم در مصرف آب صرفه جویی نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Qualitative and quantitative effects of drought stress on essential oil compositions of hyssop (Hyssopus officinalis L.)

نویسندگان [English]

  • fatemeh khosheghbal ghorabaee 1
  • Abdollah Ghasemi Pirbalouti 2
  • shekoofeh enteshari 1
  • seyed javad davarpanah 3

1 1 Department of Biology, Faculty of Science, Payame Noor Universtiy, Tehran, Iran

2 Medicinal Plants Dept., Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, I.R. of Iran

3 Applied Biotechnology Research Center, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran

چکیده [English]

Drought is one of the most significant abiotic stress that affect plant growth, development and biochemical processes, such as the production of secondary metabolites and aromatic compounds. Hyssopus officinalis is one of the most important medicinal herbs which in addition to having medicinal properties, is also used as a flavoring and condiment in the food industry. This study was carried out in order to investigate the effects of water deficit stress on the quantity and quality of chemical compounds of Hyssop essential oil in pots at the field of Islamic Azad University of Shahrekord in 2017. Irrigation levels included normal, mild drought (60% F.C) and severe drought stress (30% F.C). The experiments were carried as factorial based on a completely randomized design with three replications. The essential oils obtained from aerial part of hyssop by hydro-distillation and analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Totally, 33 compounds identified representing more than 89-95% of the oil composition. The predominant components of hyssop oil were cis-pinocamphone (37.93 ‌– 45.65%) and β-pinene (11.88 – 17.33%). In general, the results of this study showed that mild and severe drought stress did not have a significant effect on the percentage of hyssop essential oil, but on the percentage of its components was effective. The percentage of chemical constituents of essential oil increased at both levels of drought stress and it was higher in mild stress. It seems that with mild drought stress, both the effective materials of hyssop can be improved and the water can be saved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • drought stress
  • essential oil
  • Hyssopus officinalis

اثرات کمی و کیفی تنش خشکی بر ترکیبات شیمیایی اسانس زوفا

(Hyssopus officinalis L.)

فاطمه خوش‌اقبال قرابایی1*، عبدالله قاسمی پیر بلوطی2 ، شکوفه انتشاری1 و سید جواد داور پناه3

1 ایران، تهران، دانشگاه پیام نور، گروه زیست‌شناسی

2 ایران، تهران، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، استاد مرکز پژوهشهای تحقیقات گیاهان دارویی

3 ایران، تهران، دانشگاهعلومپزشکیبقیهالله )عج(،مرکزتحقیقاتزیست‌فناوریکاربردی

تاریخ دریافت: 9/9/97                  تاریخ پذیرش: 11/2/98

چکیده

خشکی یکی از مهم‌ترین تنش‌های غیرزیستی است که رشد، نمو و فرایندهای بیوشیمیایی گیاه مانند تولید متابولیت­های ثانویه و ترکیبات شیمیایی معطر را تحت تأثیر قرار می­دهد. زوفا یکی از گیاهان معطر و دارویی مهم است که علاوه بر دارا بودن خواص دارویی، به‌عنوان طعم‌دهنده و چاشنی در صنایع غذایی نیز کاربرد دارد. این پژوهش به‌منظور بررسی اثر تنش کمبود آب بر کمیت و کیفیت ترکیبات شیمیایی اسانس زوفا به‌صورت گلدانی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد شهرکرد در سال 1396 اجرا شد. سطوح آبیاری شامل آبیاری نرمال (شاهد)، تنش خشکی ملایم (60%) و تنش خشکی شدید (30% ظرفیت زراعی) بود. اسانس گیری از اندام­های هوایی زوفا به روش تقطیر با آب انجام گرفت و ترکیب‌های تشکیل‌دهنده اسانس توسط دستگاه GC/MS شناسایی شد. در کل 33 ترکیب از اسانس زوفا شناسایی شد که نمایانگر 95 – 89 درصد از ترکیب اسانس می­باشد. در هر سه سطح آبیاری ترکیبات غالب اسانس، سیس پینوکامفن(65/45- 93/37 درصد) و بتا پینن (33/17- 88/11 درصد) بود. به‌طور کلی نتایج این بررسی نشان داد که تنش ملایم و شدید خشکی بر درصد اسانس زوفا تأثیر قابل‌توجهی نداشت، ولی بر درصد اجزای تشکیل‌دهنده آن مؤثر بود. درصد اجزای تشکیل‌دهنده اسانس در هر دو سطح تنش خشکی نسبت به شاهد افرایش پیدا کرد و در تنش خشکی ملایم بیشتر بود. به نظر می­رسد که با تنش خشکی ملایم می­توان هم مواد مؤثره زوفا را بالا برد و هم در مصرف آب صرفه‌جویی نمود.

واژه‌های کلیدی: اسانس، تنش خشکی، زوفا

* نویسنده مسئول، تلفن:  07635344081، پست الکترونیکی: khosheghbalf@yahoo.com

مقدمه

 

زوفا بانام علمیHyssopus officinalis L.  گیاهی چند ساله ومتعلق به خانواده نعناعیان است که از شرق مدیترانه تا آسیای میانه انتشار دارد و در کشورهای مرکزی و جنوب اروپا ازجمله روسیه، اسپانیا، فرانسه، یوگوسلاوی، هلند، مجارستان و ایتالیا کشت می­شود. استفاده از آن در طب سنتی به‌عنوان بادشکن، نیروبخش، ضدعفونی‌کننده، خلط‌آور و ضد سرفه، رفع ناراحتی‌های عصبی و افسردگی و درمان سرماخوردگی سابقه طولانی دارد (9، 12و 20). در صنایع غذایی از آن به‌عنوان چاشنی برای طعم دار کردن نوشیدنی­ها و فراورده‌های گوشتی استفاده می­شود (12). علاوه براین در صنایع آرایشی و بهداشتی هم کاربرد دارد (20، 22و 24).

H. officinalis بانام فارسی زوفادر برخی از نقاط ایران روییده و کشت می­شود. اندام‌های هوایی آن در طب سنتی ایرانی برای درمان آسم، برونشیت، زخم‌ها و به‌عنوان بادشکن و ضدعفونی‌کننده استفاده می­شود (12).چای تهیه‌شده از زوفا برای درمان اختلالات عصبی و دندان درد مؤثر است. عصاره برگ‌ها دارای فعالیت ضد میکروبی، ضد اسپاسم و ضد ویروسی قوی در برابر HIV است (20).

در مورد شناسایی ترکیبات شیمیایی زوفا، خواص ضد میکروبی و فعالیت آنتی‌اکسیدانی آن پژوهش‌های زیادی صورت گرفته و در بیشتر تحقیقات سیس پینوکامفون، ترانس پینوکامفون، ایزو پینوکامفون و بتا پینن به‌عنوان ترکیبات غالب گزارش‌شده است (7، 9، 10، 15، 18، 22، 23و 25). خاصیت ضد قارچی و ضد باکتری به وجود پینوکامفون، ایزوپینوکامفن و بتا پینن نسبت داده می­شود. فعالیت ضد ویروسی آن ممکن است مربوط به وجود ترکیباتی مثل کافییک اسید، تانن­ها و ترکیبات ناشناخته با وزن مولکولی بالا باشد. مقدار زیاد اسیدهای فنلی موجود در عصاره‌های فنلی آن ممکن است عامل فعالیت آنتی‌اکسیدانی آن باشد. علاوه بر این گیاه تازه زوفا حاوی مقدار زیادی ویتامین C است (20، 22و 24).

عوامل محیطی تأثیر مهمی در سنتز ترکیبات طبیعی گیاهان دارویی دارد و خشکی یک عامل محیطی مهم است که رشد، نمو و فرایندهایی بیوشیمیایی مانند تولید متابولیت­های ثانویه را تحت تأثیر قرار داده و موجب تغییر در مقدار و غلظت ترکیبات مهم ثانویه در گیاهان دارویی و معطر می­شود (11و 19). به‌طور کلی، متابولیت­های ثانویه توسط گیاهان به علت سازش گیاه در برابر تنش‌های زیستی و غیرزیستی ساخته می­شود و سیگنال‌های تنش‌های مختلف (زیستی و غیرزیستی) برای سلول گیاهی به‌عنوان الیسیتور عمل می­کنند (21). بررسی‌ها نشان می­دهد که تنش خشکی بر درصد اسانس و مقدار آن اثر متفاوت دارد. به‌عبارت‌دیگر کمبود آب، درصد اسانس گیاهان دارویی و معطر را افزایش می­دهد، زیرا سبب می­شود که متابولیت­های بیشتری در گیاه تولیدشده و این مواد از اکسیداسیون در سلول‌ها جلوگیری کنند ولی با کاهش رشد و بیوماس اندام هوایی مقدار اسانس را کم می­کند (4و 18). به‌عنوان مثال در پژوهش سعید نژاد و همکاران (2013) (19) درصد اسانس زیره تحت تأثیر شرایط خشکی قرارگرفت و با افزایش سطوح خشکی بالا رفت ولی به علت کاهش عملکرد دانه، بازده اسانس به‌طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد. همچنین در بررسی اثر تنش آبی بر روی اسانس برگ­های Cymbopogon martinii var. motia ،
C. winterianus و بادرنجبویه، درصد اسانس تحت تنش آب افزایش ولی مقدار آن کاهش یافت (4).

کمبود آب باتوجه به شرایط اقلیمی حاکم بر اغلب مناطق ایران که خشک و نیمه‌خشک است و همچنین خشک­سالی های چند ساله اخیر سبب شده که تحقیقات بر روی اثرات کم‌آبی و خشکی بر نظام‌های تولید گیاهان دارویی و محصولات کشاورزی موردتوجه خاص قرارگیرد. شناسایی ترکیبات شیمیایی اسانس و تغییر درصد آنها در شرایط مختلف محیطی، برای کنترل کیفی کشت و تولید گیاهان دارویی و معطر ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تنش خشکی ملایم و شدید بر کمیت و کیفیت ترکیبات شیمیایی اسانس گیاه دارویی زوفا است.  

مواد و روشها

این تحقیق به‌منظور بررسی اثر تنش کمبود آب بر روی گیاه دارویی زوفا در بهار 1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد (اقلیم سرد و نیمه‌خشک بر اساس روش آمبرژه) انجام شد. این تحقیق به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی، با سه تکرار طراحی و اجرا شد. تیمارها شامل تنش خشکی در سه سطح (30، 60 و 100% ظرفیت زراعی) بود. بذرهای زوفا از شرکت پاکان بذر اصفهان تهیه و در گلدان‌هایی حاوی خاک مزرعه همراه با کود حیوانی پوسیده با نسبت 1/3 کشت شدند. خصوصیات خاک مورداستفاده در جدول 1 آورده شده است.

 

جدول 1– مشخصات خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی شهرکرد

EC(dS/m)

pH

%OC

%N

K (mg/kg)

P

(mg/kg)

Zn

(mg/kg)

Mn

(mg/kg)

Fe

(mg/kg)

بافت خاک

143/1

96/7

117/0

5/23

214

5/6

48/0

25/9

82/3

رس- لومی

 

 

پس از آماده‌سازی گلدان‌ها در داخل هر گلدان تعدادی بذر کاشته و بعد از رشد گیاهچه­ها، طی چند مرحله تنک کردن آنها انجام شد. تا یک ماه پس از کاشت بذرها، گلدان‌ها به‌طور مساوی آبیاری می­شدند و بعدازآن تیمارهای آبیاری به مدت سه ماه تا زمان تشکیل گل در 50 درصد از گلدان­ها اعمال شد که شامل آبیاری در شرایط نرمال یعنی 100 درصد (شاهد)، 60 درصد (تنش ملایم خشکی) و 30 درصد ظرفیت مزرعه (تنش شدید خشکی) بود. سپس اندام‌های هوایی گیاه یک هفته پس از اعمال آخرین تیمار آبیاری برداشت‌شده و در دمای اتاق به مدت 2 هفته دور از نور مستقیم خشک شدند.

اسانس گیری: برای استخراج اسانس زوفا از روش تقطیر با آب و دستگاه کلونجر استفاده شد. بدین ترتیب که مقدار 100 گرم از گیاه خشک زوفا را در بالن ریخته و به آن آب مقطر افزوده شد تا به‌طور کامل گیاه را بپوشاند. پس از سوار کردن دستگاه کلونجر، به مدت 3 ساعت اجازه داده شد که گیاه در آب بجوشد. اسانس به دست آمده در ظرف‌های مخصوص تا زمان آنالیز در دمای 20- درجه سانتی‌گراد در فریزر نگهداری شد.

تجزیه اسانس: اسانسهای بدست آمده با دستگاه‌های کروماتوگراف گازی (GC) و گاز کروماتوگراف متصل به طیف‌سنج جرمی (GC/MS) ساخت شرکت Agilent آمریکا شناسایی شد.

ستون HP-5MS (پنج درصد قطبی) به طول 30 متر، قطر داخلی 25/0 میلی‌متر و ضخامت لایه ساکن 25/0 میکرومتر برای جداسازی استفاده شد. دمای آون با 3 دقیقه توقف در 40 درجه سانتی‌گراد، تا 70 درجه سانتی‌گراد با سرعت 3 درجه سانتی‌گراد در دقیقه با 5 دقیقه توقف، تا 210 درجه سانتی‌گراد با سرعت 7 درجه سانتی‌گراد در دقیقه و در نهایت تا 290 درجه سانتی‌گراد با سرعت 40 درجه سانتی‌گراد در دقیقه با 10 دقیقه توقف برنامه‌ریزی شد. دمای دتکتور دستگاه 300 درجه سانتی‌گراد و از گاز هلیم با سرعت جریان 2/1 میلی‌لیتر بر دقیقه به‌عنوان گاز حامل استفاده شد. ولتاژ منبع یونیزاسیون طیف‌سنج جرمی 70 الکترون‌ولت، دمای منبع یونیزاسیون 230 درجه سانتی‌گراد و دمای چهار قطبی 150 درجه سانتی‌گراد تنظیم و روش یونیزاسیون EI انتخاب شد. محدوده اسکن طیف‌ها از 50 تا 550 دالتون تنظیم شد. جهت شناسایی و تأیید طیف‌ها، شاخص بازداری (RI) آنها با استفاده از طیف‌های جرمی مخلوط آلکان­های نرمال محاسبه شد (17) و شاخص‌های موجود در کتب مرجع (2) و اطلاعات موجود در کتابخانه‌های Weilly و NIST مورد استفاده قرارگرفت. درصد هریک از ترکیب‌ها با توجه به سطح زیر منحنی طیف کروماتوگرام دستگاه GC/MS به دست آمد.

محاسبه آماری: کلیه داده‌های به دست آمده با استفاده از نرم‌افزار SPSS، بررسی معنی‌داری اختلاف مقادیر از ANOWA در سطح اعتماد 5 درصد و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون LSD انجام گرفت.

نتایج

رنگ اسانس‌های به دست آمده از بخش‌های هوایی زوفا در همه تیمارها، زرد و شفاف بود. درصد اسانس (W/W%) براساس وزن خشک گیاه در سطوح آبیاری کامل (100%)، تنش خشکی ملایم (60%) و تنش شدید (30% ظرفیت مزرعه) به ترتیب برابر با 176/0%، 241/0% و 204/0% بود (جدول 2)، ولی اختلاف آنها به لحاظ آماری معنی‌دار نبود (0.05P≥).

 

جدول 2 – ترکیب شیمیایی اسانس زوفا در سطوح مختلف آبیاری

%

RI

Compounds

%

RI

Compounds

I3

I2

I1

I3

I2

I1

5.603

1.706

3.230

11.589

trans-Pinocarvone

0.40

0.44

0.29

5.048

α-Thujene

37.943

45.650

43.180

12.024

cis-Pinocamphone

0.930

1.240

0.68

5.23

α-Pinene

0.315

0.610

0.545

12.481

α-Terpineol

2.103

2.55

1.905

6.1

Sabinene

2.460

3.356

2.780

12.659

Myrtenol

13.36

17.33

11.880

6.19

β-Pinene

1.353

1.165

1.195

18.73

β-Bourbonene

1.810

2.290

1.850

6.479

β-Myrcene

0.465

0.440

0.226

19.325

Methyl eugenol

0.226

0.290

0.480

7.188

α-Terpinene

0.255

0.286

0.290

19.502

α-Gurjunene

0.206

0.160

0.300

7.406

p-Cymene

1.293

1.155

1.340

19.805

β-Caryophyllene

2.447

2.406

2.795

7.532

β-Phellandrene

0.270

0.185

0.195

20.853

α-Humulene

0.221

0.246

0.300

7.6

1,8-Cineole

0.863

0.80

0.805

21.076

Aromadendrene

0.115

0.150

0.093

7.732

cis-β-Ocimene

2.863

2.235

2.430

21.694

Germacrene D

0.405

0.360

0.415

8/03

trans-β-Ocimene

3.683

3.175

3.00

22.163

Bicyclogermacrene

0.795

0.670

1.135

8.361

ɣ-Terpinene

4.610

2.680

1.850

23.696

Elemol

1.145

0.326

0.565

8.619

trans-Sabinene hydrate

0.590

0.340

0.360

24.543

Spathulenol

0.225

0.215

0.295

9.243

α- Terpinolene

0.650

0.365

0.340

26.077

ɣ- eudesmol

0.810

0.776

0.925

9.563

Linalool

91.514

95.513

89.15

-

Total

0.220

0.186

0.220

9.798

α-Thujonez

0.204

0.241

0.176

-

Essential oil percentage  (w/w%)

0.240

0.320

0.140

10.845

trans-Pinocarveol

 

 

 

 

 

2.640

1.410

3.116

11.514

trans-Pinocamphone

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1: آبیاری کامل یا شاهد (100% ظرفیت مزرعه)،I2 : تنش خشکی ملایم (% 60 ظرفیت مزرعه)، I3: تنش خشکی شدید (30% ظرفیت مزرعه). RI: شاخص بازداری

 

در تجزیه اسانس توسط دستگاه GC/MS، 33 ترکیب شیمیایی شناسایی شد (جدول 2) که 22 ترکیب از گروه منوترپن ها، 10 ترکیب جزو سزکویی ترپن­ها و یک ترکیب فنیل پروپانویید بود که درمجموع 15/89 درصد (شاهد)، 513/95 درصد (خشکی ملایم) و 514/91 درصد (خشکی شدید) از کل اسانس را تشکیل می­دهند. اجزای اصلی اسانس برحسب درصد شامل سیس پینوکامفن (65/45 - 93/37)، بتا- پینن (33/17 – 88/11)، ترانس پینوکارون (60/5 – 70/1)، المول (60/4 – 85/1)، بی سیکلوژرماکرین D (68/3 – 3)، میرتنول (46/2 – 35/3)، ترانس پینوکامفن (11/3 – 41/1)، ژرماکرین D (86/2 –23/2) بود. همان‌طور که در جدول 2 نشان داده‌شده، بالاترین درصد اجزای تشکیل‌دهنده اسانس زوفا در تیمارهای مختلف آبیاری مربوط به سیس پینوکامفون (65/45- 94/37) و بتا بتاپینن (33/17-88/11) است. مقدار هر دو ترکیب مزبور نسبت به شاهد در تنش خشکی ملایم افزایش و در تنش شدید کاهش پیدا کرد که این تغییرات در مورد بتا- پینن در هر دو سطح تنش ولی در مورد سیس- پینوکامفون فقط در تنش شدید خشکی معنی‌دار بود (0.05P≤).

بحث

نتایج بسیاری از تحقیقات مؤید این مطلب است که کمبود آب، متابولیت‌های ثانویه ازجمله اسانس‌ها را در گیاهان مختلف تحت تأثیر قرار می‌دهد (14و 1).عموماً تشکیل و تجمع اسانس در گیاهان تحت شرایط محیطی خشک­تر، تمایل به افزایش دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که در اثر تنش خشکی درصد اسانس زوفا نسبت به شاهد افزایش پیدا کرد و بیشترین مقدار در تنش خشکی ملایم بود، ولی اختلاف آنها به لحاظ آماری معنی‌دار نبود (0.05P≥). بنا بر گزارش فرهودی (2013) (7) درصد اسانس رزماری در تنش‌های خشکی ملایم (75 %) و خشکی شدید (55 % ظرفیت زراعی) نسبت به شاهد افزایش یافت، ولی اختلاف آنها معنی‌دار نبود.تنش خشکی با اختلال در فتوسنتز و تنفس، درصد و ترکیب شیمیایی اسانس را تحت تأثیر قرار می­دهد. کاهش سطح برگ در اثر تنش خشکی موجب بالا رفتن تراکم غده­های روغنی در برگ شده و مقدار تجمع روغن را افزایش می‌دهد (18). بااین‌حال، برخی گزارش‌ها حاکی است که در برخی گونه‌های گیاهی، آبیاری بهینه موجب بالا رفتن تجمع اسانس شده و در برخی دیگر هیچ تأثیری بر مقدار آن ندارد. این نتایج متفاوت به‌این‌علت است که در گیاهان تولید، درصد اسانس و اجزای تشکیل‌دهنده آن علاوه بر نوع تنش، به‌شدت تنش، گونه گیاهی، مرحله نمو، شرایط اقلیمی و جغرافیایی بستگی دارد( 10و 15).

دراین پژوهش در سطوح مختلف آبیاری 33 ترکیب از اسانس زوفا شناسایی شد. بیشترین درصد اجزای اسانس در همه سطوح آبیاری سیس پینوکامفن و بتا پینن بود. ایزوپینوکامفون در هیچ یک از تیمارها وجود نداشت.

شناسایی ترکیبات شیمیایی اسانس زوفا توسط بسیاری از پژوهشگران مورد بررسی قرارگرفته است. از مصر و لهستان سیس پینوکامفون، ترانس پینوکامفون و بتا پینن به‌عنوان ترکیبات غالب زوفا گزارش شد (20و 25). از صربستان، مونته نگرو، ترکیه و پژوهشی دیگر از لهستان ترکیب غالب ایزوپینوکامفن، پینوکامفون و بتا پینن بود (20).

در پژوهش حاضر درصد سیس پینوکامفن در تنش خشکی شدید نسبت به شاهد به‌طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد. ولی بتا پینن در هر دو سطح تنش نسبت به شاهد افزایش قابل‌توجه داشت و افزایش آن در تنش خشکی ملایم بیشتر بود. یکی از عوامل مؤثر بر تولید متابولیت های ثانویه و مواد مؤثره در گیاهان دارویی و معطر الیستورها هستند که تنش‌های محیطی زنده و غیرزنده به‌عنوان الیستورها نقش مهمی در تحریک سنتز ترکیبات مؤثره در این گیاهان دارند. علاوه براین، تولید متابولیت­های ثانویه تحت تأثیر عوامل ژنتیکی، شرایط اکولوژیکی، خاکی، مدیریتی (فرایندهای کاشت تا برداشت و پس از برداشت) و اثرات متقابل آن­ها است (12).نتایج تحقیقات نشان داده است که تنش­های محیطی مانند تنش خشکی اثرات مهمی بر صفات فیتوشیمیایی گیاهان زراعی و باغی دارد (13).تنش خشکی براثر تحریک سنتز متابولیت­های ثانویه از طریق مسیرهای متابولیکی در گیاهان دارویی و معطر که برخی از آنها ناشناخته هستند سبب تغییرات میزان کمی و کیفی متابولیت­های ثانویه می­شود (5).

در پژوهش توکلی و آقاجانی (2016) (23)، که اثر تنش خشکی ملایم (60 %) و شدید (40 % ظرفیت زراعی) را بر گیاه زوفا در قم مورد بررسی قراردادند، 31 ترکیب در اسانس گیاهان شاهد، 27 ترکیب در شرایط تنش ملایم و 42 ترکیب در شرایط تنش شدید شناسایی شد که در تضاد با بررسی حاضر می­باشد. آنها اجزای اصلی اسانس زوفا در هر سه سطح آبیاری را سیس پینوکامفن، ترانس پینوکامفن و بتا پینن گزارش کردند که درصد این ترکیبات در شرایط بدون تنش، تنش ملایم و تنش شدید خشکی به ترتیب برای سیس پینوکامفن 32/45 ، 65/25 و 79/36، ترانس پینوکامفن 18، 08/33 و 31/15و بتا پینن 24/10، 09/6 و 44/11 درصد بود. در مطالعه‌ای دیگر (ملک پور و همکاران (1396)) (1) مشخص شد که تنش خشکی اثر افزایشی معنی‌داری بر روی میزان متیل چاویکول به‌عنوان یکی از ترکیبات مهم اسانس ریحان بنفش دارد. نتایج تحقیقات دیگر حاکی از آن بود که تنش خشکی در حد ملایم و متوسط توانسته میزان برخی ترکیبات مؤثره و مهم نظیر تیمول یک ترکیب فنلی را در گیاه دارویی آویشن دنایی افزایش دهد (3 و 13).

در برخی پژوهش‌ها ترکیبات متفاوتی به‌عنوان ترکیب غالب گزارش شده است، به‌عنوان مثال: متیل اوژنول 38 درصد توسط گرونویک و همکاران (1995) (16)، 1و8 سینئول 35 درصد توسط واله جو (1995) (24). میر تنیل استات 08/74 درصد توسط فتحی آزاد از شمال ایران (2011) (8). تیمول (95/18 %) و بیزابولول (26/10 %) توسط دهقان‌زاده از استان فارس (2012) (6).

در پژوهش حاضر درصد سیس پینوکامفن در تنش خشکی شدید نسبت به شاهد به‌طور معنی‌داری کاهش پیدا کرد. ولی بتا پینن در هر دو سطح تنش نسبت به شاهد افزایش قابل‌توجه داشت و افزایش آن در تنش خشکی ملایم بیشتر بود. یکی از عوامل مؤثر بر تولید متابولیت­های ثانویه و مواد مؤثره در گیاهان دارویی و معطر الیستورها هستند که تنش‌های محیطی زنده و غیرزنده به‌عنوان الیستورها نقش مهمی در تحریک سنتز ترکیبات مؤثره در این گیاهان دارند. علاوه براین، تولید متابولیت­های ثانویه تحت تأثیر عوامل ژنتیکی، شرایط اکولوژیکی، خاکی، مدیریتی (فرایندهای کاشت تا برداشت و پس از برداشت) و اثرات متقابل آن­ها است (12).نتایج تحقیقات نشان داده است که تنش­های محیطی مانند تنش خشکی اثرات مهمی بر صفات فیتوشیمیایی گیاهان زراعی و باغی دارد (13). تنش خشکی براثر تحریک سنتز متابولیت­های ثانویه از طریق مسیرهای متابولیکی در گیاهان دارویی و معطر که برخی از آنها ناشناخته هستند سبب تغییرات میزان کمی و کیفی متابولیت­های ثانویه می­شود (5).

در پژوهش توکلی و آقاجانی (2016) (23) که اثر تنش خشکی ملایم (60 %) و شدید (40 % ظرفیت زراعی) را بر گیاه زوفا در قم مورد بررسی قراردادند، 31 ترکیب در اسانس گیاهان شاهد، 27 ترکیب در شرایط تنش ملایم و 42 ترکیب در شرایط تنش شدید شناسایی شد که در تضاد با بررسی حاضر می­باشد. آنها اجزای اصلی اسانس زوفا در هر سه سطح آبیاری را سیس پینوکامفن، ترانس پینوکامفن و بتا پینن گزارش کردند که درصد این ترکیبات در شرایط بدون تنش، تنش ملایم و تنش شدید خشکی به ترتیب برای سیس پینوکامفن 32/45، 65/25 و 79/36، ترانس پینوکامفن 18، 08/33 و 31/15و بتا پینن 24/10، 09/6 و 44/11 درصد بود. در مطالعه‌ای دیگر (ملک پور و همکاران ( 1396)) (1). مشخص شد که تنش خشکی اثر افزایشی معنی‌داری بر روی میزان متیل چاویکول به‌عنوان یکی از ترکیبات مهم اسانس ریحان بنفش دارد. نتایج تحقیقات دیگر حاکی از آن بود که تنش خشکی در حد ملایم و متوسط توانسته میزان برخی ترکیبات مؤثره و مهم نظیر تیمول یک ترکیب فنلی را در گیاه دارویی آویشن دنایی افزایش دهد (3 و 13).    

نتیجه‌گیری

به‌طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که تنش ملایم و شدید خشکی بر درصد اسانس زوفا تأثیر قابل‌توجه نداشت، ولی بر درصد اجزای تشکیل‌دهنده آن مؤثر بود. ترکیبات غالب در هر سه سطح آبیاری سیس پینوکامفن و بتا پینن بود. ترکیبات مذکور در تنش خشکی ملایم نسبت به شاهد افزایش، ولی در تنش شدید به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. این پژوهش نشان داد که در منطقه­ای با آب‌وهوای شهرکرد، با آبیاری 60 درصد ظرفیت زراعی (تنش خشکی ملایم) هم می‌توان مواد مؤثره گیاه دارویی زوفا را بالا برد و هم در مصرف آب صرفه‌جویی نمود که می­تواند برای مناطقی که با چالش کمبود آب روبه‌رو هستند مفید باشد.

1-      ملک پور، ف.، 1396. اثر کیتوزان بر بیان ژن چاویکول – o- متیل ترانسفراز و ترکیبات فنیل پروپانوئیدی ریحان بنفش Ocimum basilicum L. تحت تنش خشکی، مجله پژوهشهای سلولی و مولکولی (مجله زیست‌شناسی ایران)، (3)، 30 ، صفحات 401-391 .
 
2-      Adams, R. P., 2007. Identification of essential oil components by gas chromatography/ quadrupole mass spectroscopy. Illinois: Allured Publishing Corporation, Carol Stream.
3-      Alavi-Sa mani, S. M., Kachouei, M. A., and Ghasemi Pirbalouti, A., 2015. Growth, yield, chemical composition, and antioxidant activity of essential oils from two thyme species under foliar application of jasmonic acid and water deficit conditionsHorticulture, Environment, and Biotechnology, 56(4), PP: 411-420.
4-      Aliabadi Farahani, A., Valadabadi, S. A., Daneshian, J., Shiranirad, A. H., and Khalvati, M. A., 2009. Medicinal and aromatic plants farming under drought conditions. Horticulture and Forestry, 1(6), PP: 086-092.
5-      Bistgani, Z. E., Siadat, S. A., Bakhshandeh, A., Pirbalouti, A. G., and Hashemi, M., 2017. Interactive effects of drought stress and chitosan appli-cation on physiological characteristics and essential oil yield of Thymus daenensis Celak, Crop. 5(5), PP: 407–415.
6-      Dehghanzadeh, N., Ketabchi, S., and Alizadeh, A., 2012. Essential oil composition and antibacterial activity of Hyssopus officinalis L. grown in Iran. Asian Journal .EXP.BIOL.SCI, 3 (4), PP: 767-771.
7-      Farhoudi, R., 2013. Effect of Drought Stress on Chemical Constituents, Photosynthesis and Antioxidant Properties of Rosmarinus officinalis Essential Oil. Journal of Medicinal Plants and By-products, 1, PP: 17-22.
8-      Fathiazad, F., Mazandarani, M., and Hamedeyazdan, S., 2011. Phytochemical analysis and antioxidant activity of Hyssopus officinalis L. from Iran.  AdvancedPharmaceuticalBulletin, 1 (2), PP: 63-67.
9-      Fathiazad, F., and Hamedeyazdan, S., 2011. A review on Hyssopus officinalis L.: Composition and biological activities. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 5 (17), PP: 1959-1966.
10-   Figueiredo, A. C., Barroso, J. G., Pedro, L. G., and Scheffer, J. J., 2008. Factors affecting secondary metabolite production in plants: volatile components and essential oils. Flavour and Fragrance Journal, 23 (4), PP: 213–226.
11-   Fonseca, J. M., Rushing, J. W., Rajapakse, N. C., Thomas, R. L., and Riley, M. B., 2006. Potential implication of medicinal plant production in controlled environment:  The case of fever few (Tanacetum parthenium). Horticulture Science, 41 (3), PP: 531-535.
12-   Ghassemi Pirbalouti, A., Gorgij, A., and Rahimmalek, M., 2013. Phytochemical response of hyssop (Hyssopus officinalis L.) to foliar application of jasmonic acid.  Journal of HerbalDrugs, 4 (1), PP: 7-14.
13-   Ghasemi Pirbalouti, A., Samani, M. R., Hashemi, M., and Zeinali, H., 2014. Salicylic acid affects growth, essential oil and chemical compositions of thyme (Thymus daenensis Celak.) under reduced irrigation. PlantGrowthRegulation, 72(3), PP: 289-301.
14-   Ghasemi Pirbalouti, A., and Craker, L. E., 2015. Diversity in chemical compositions of essential oil of myrtle leaves from various natural habitats in south and southwest Iran. Journalof Forestry Research, 26(4), PP: 971-981.
15-   Ghassemi Pirbalouti, A., Malekpoor, F., Salimi, A., Golparvar, A., and Hamedi, B., 2017. Effects of foliar of the application chitosan and reduced irrigation on essential oil yield, total phenol content and antioxidant activity of extracts from green and purple basil. Acta Scientlarum. Polonorum Hortorum Cultus, 16 (6), PP: 177–186.
16-   Gorunovic, M., Bogavac, P., Chalchat, J., and Chabardi, J., 1995. Essential oil of Hyssopus officinalis L. Lamiaceae of Montenegro origin. J. Essential. Oil Reserch, 7, PP: 39-43.
17-   Kovats, E., 1958.Gaz-chromatographische Charakterisierung organishcher Verbindungen. Teil 1: Retentionsindices aliphatischer Halogenide, Alkohole, Aldehyde und Ketone. Helvetica Chimica Acta, 41 (7), PP: 1915–1932.
18-   Pradhan, J., Sahoo, S. K., Lalotra, S., and Sarma, R. S., 2017. Positive impact of abiotic stress on medicinal and aromatic plants. International Journal of Plant Sciences, 12 (2), PP: 309-313.
19-   Saeidnejad, A. H., Kafi, K. M., Khazaei, H. R., and Pessarakli, M., 2013. Effects of drought stress on quantitative and qualitative yield and antioxidative activity of Bunium persicum. Turkish Journal of Botany, 37, PP: 930-939.
20-   Said-Al, H. A. H., Abbas, Z. K., Sabra, A. S., and Tkachenko, K. G., 2015. Essential Oil Composition of Hyssopus officinalis. International Journal of Plant Science and Ecology, 1 (2), PP: 49-53. 
21-   Sharafzadeh, S. H., and Zare, M., 2011. Effect of Drought Stress on Qualitative and Quantitative Characteristics of Some Medicinal Plants from Lamiaceae Family. Advances in Environmental Biology, 5 (8), PP: 2058-2062.
22-   Srivastava, A., Awasthi, K., Kumar, B., Misra, A., and Srivastava, S., 2018. Pharmacognostic and Pharmacological Evaluation of Hyssopus officinalis L.  (Lamiacea) collected from Kashmir Himalayas, India. Pharmacognosy Journal. 10 (4), PP: 690-693.
23-   Tavakoli, M., and Aghajani, Z., 2016. The effects of drought stress on the components of the essential oil of    Hyssopus. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences, 6 (2), PP: 31-36.
24-   Vallejo, M., Herraiz, J., Perez-Alonso, M., and Velasco Negueruela, A., 1995. Volatile oil of Hyssopus officinalis L.from Spain. Journal Essential Oil Reserch, 7, PP: 567-568.
25-   Zawiślak, G., 2013. Morphology and composition of essential oil in Hyssopus officinalis and chemical composition of its essential oil.  ModernPhytomorphology, 4, PP: 93–95.
دوره 33، شماره 2
تیر 1399
صفحه 292-303
  • تاریخ دریافت: 14 آذر 1397
  • تاریخ بازنگری: 24 بهمن 1397
  • تاریخ پذیرش: 25 اردیبهشت 1398
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1399