| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,846 |
| تعداد مقالات | 32,300 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,386,754 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,562,081 |
بررسی ویژگی‌های مورفولوژیک، فیزیولوژیک، هیستولوژیک و میزان هایپرسین 20 جمعیت گل راعی (Hypericum perforatum L.) در شرایط درون شیشه | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 11، دوره 39، شماره 3، مهر 1402، صفحه 465-482 اصل مقاله (1.04 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2021.353942.2961 | ||
| نویسندگان | ||
| مژده شفائی1؛ مرتضی ابراهیمی* 2؛ آرش مختاری3 | ||
| 1گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران- | ||
| 2استادیار، بخش تحقیقات کشت بافت گیاهی، مدیریت بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور- اصفهان، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، | ||
| 3محقق پخش کشت بافت، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان- ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: گل راعی، علف چای، هزارچشم یا هوفاریقون با نام علمی (Hypericum perforatum L.) یک گیاه دارویی ارزشمند از خانواده Hypericaceae است. بیشترین کاربرد این گیاه مربوط به خاصیت ضدافسردگی آن می‌باشد. وجود ترکیبات مؤثره هایپریسین و هایپرفورین در گل راعی و اثرهای درمانی ثابت‌شده آن، این گیاه را به یکی از گیاهان دارویی با ارزش در سطح جهان تبدیل کرده است. هایپرسین به‌عنوان متابولیت مهم این گیاه اثرهای ضدویروسی و ضد سرطانی نشان داده است. هایپرسین از خانواده نفتودیانترون‌ها بوده و به نور حساس است و عمدتاً در غده‌هایی تیره‌رنگ روی برگ و گل‌های گیاه تجمع می‌یابد و میزان آن بین 0.03- 0.3% در برگ‌ها و 14-1% در جوانه‌های گل‌های این گیاه است. این مقدار با توجه به رقم گیاه، ارتفاع، شرایط نور و دوره سال متفاوت است. هایپرفورین یکی دیگر از مهمترین ترکیبات گروه فلوگلوسینول‌ها در گل راعی است که به فراوانی در گل‌های گل راعی، به‌ویژه در مادگی و در میوه یافت می‌شود، اما در برگ نیز به میزان زیادی وجود دارد. محتوای هایپرفورین 9.6% در جوانه‌های گل، 5.8% در میوه‌های نارس و 1.5% در برگ‌ها گزارش شده است. هایپرفورین برخلاف هایپرسین در غدد شفاف انباشته می‌گردد. از آنجا که وابستگی مقدار هایپرسین و هایپرفورین به شرایط محیطی بسیار زیاد است، تکثیر غیرجنسی به تکثیر جنسی ترجیح دارد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش بیست جمعیت از 20 منطقه مختلف ایران جمع‌آوری و با هدف بهینه‌سازی مراحل ریزازدیادی و پرآوری بررسی شد. در این پژوهش علاوه بر بررسی و معرفی بهترین محیط برای پرآوری این 20 جمعیت ویژگی‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و هیستولوژی آنها نیز بررسی شد. به منظور تهیه محیط کشت تغییر یافته، از نمک‌های MS1.2 و منبع آهن FeEDDHA، ویتامین‌های B5 و g.l-1 2 گلایسین استفاده شد. محیط کشت MS پایه به‌عنوان محیط کنترل استفاده گردید. پس از تنظیم pH روی 5.8 و افزودن g.l-1 6.8 آگار، محیط مورد نظر در ظروف کشت توزیع و در دمای C°121 و فشار 2 بار به مدت 20 دقیقه اتوکلاو شد. پس از تهیه قطعات ساقه (به طول 2-1 سانتی‌متر) حاوی 2-1 جوانه گرده از گیاهچه‌های ضدعفونی شده، تعداد هفت ریزنمونه در هر ظرف کشت شد. همه کشت‌ها به اتاق رشد با دوره نوری 8 ساعت تاریکی و 16 ساعت روشنایی با شدت نور 2000-1500 لوکس و دمای C°25 و رطوبت نسبی 70-60% به مدت 4 هفته منتقل شدند. پس از شروع رشد شاخساره‌های جدید داده‌برداری شامل تعداد شاخه، طول شاخه، وزن تر و وزن خشک انجام شد. به منظور سنجش محتوای هایپرسین در برگ‌های گیاهچه از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) استفاده شد. نتایج: بررسی‌ها نشان می‌دهد در بیشتر جمعیت‌های مورد مطالعه با تغییر ترکیبات محیط کشت طول و تعداد شاخساره افزایش یافته است. به نظر می‌رسد کاهش میزان نمک‌های معدنی محیط کشت، بر روابط اسمزی گیاه برای جذب آب و مواد مغذی تأثیر گذاشته و به‌همراه افزایش غلظت گلایسین برای حفظ بازدهی فتوسنتز توانسته روند ریزازدیادی بهتری را ایجاد کند. این بررسی نشان داد که از میان بیست جمعیت بومی ایران، جمعیت خراسان شمالی بالاترین شاخص‌های مورفولوژیکی (تعداد شاخه و طول شاخه)، فیزیولوژیکی (وزن تر، وزن خشک) و بیوشیمیایی (محتوای هایپرسین) را در محیط تغییریافته نشان داد. همچنین، بررسی‌های هسیتولوژی در این مطالعه، بیانگر نمو غده‌های تیره بزرگ‌تر در محیط تغییریافته نسبت به محیط پایه بود. نتیجه‌گیری: براساس یافته‌های این تحقیق بر روی بیست جمعیت بومی Hypericum perforatum در ایران، جمعیت خراسان شمالی دارای بالاترین شاخص‌های مورفولوژیکی (تعداد ساقه، طول ساقه)، فیزیولوژیکی (وزن تر، وزن خشک) و بیوشیمیایی (محتوای هیپریسین) در محیط کشت اصلاح شده بودند. همچنین، مطالعات بافت‌شناسی رشد بیشتری از غدد تیره را در محیط اصلاح شده نسبت به محیط پایه نشان داد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| هایپرسین؛ FeEDDHA؛ گلایسین؛ محیط کشت تغییریافته؛ Hypericum perforatum | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of morphological, physiological, histological characteristics and hypericine content of 20 populations of Hypericum perforatum L. in vitro | ||
| نویسندگان [English] | ||
| M. Shafaei1؛ M. Ebrahimi2؛ A. Mokhtari3 | ||
| 1Plant Breeding Department, Agriculture Faculty, Science and Research Branch of the Islamic Azad University (SRBIAU) | ||
| 2Department of Plant Tissue Culture, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran-Central Branch- Isfahan, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran, | ||
| 3Agriculture Biotechnology Research Institute of Iran- Isfahan Branch, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objective: St. John's Wort, known as Hypericum perforatum L., is a valuable medicinal plant in the Hypericaceae family. Its most common use is for its antidepressant properties. The active compounds hypericin and hyperforin in St. John's Wort and their proven therapeutic effects have made this plant one of the most valuable medicinal plants worldwide. Hypericin, a major plant metabolite, has antiviral and anticancer effects. Hypericin belongs to the naphthodianthrones family and is light-sensitive. It mainly accumulates in the dark-colored glands on the leaves and flowers of the plant, and its concentration ranges from 0.3% to 3.0% in the leaves and 1% to 14% in the flower buds, depending on the plant variety, height, light conditions, and season. Hyperforin is another important compound of the phloroglucinols group found abundantly in St. John's Wort flowers, especially in the stamens and the fruit. However, it is also present in large amounts in the leaves. Hyperforin content of 6.9% in flower buds, 8.5% in unripe fruit, and 5.1% in leaves has been reported. Unlike hypericin, hyperforin accumulates in transparent glands. Since hypericin and hyperforin depend on environmental conditions, asexual reproduction is preferred over sexual reproduction. Methodology: In this study, 20 populations from 20 different regions of Iran were collected and examined for micropropagation optimization. In addition to identifying the most suitable medium for micropropagation of these populations, the morphological, physiological, biochemical, and histological characteristics of them were also investigated. To prepare the modified culture medium, ½ MS salts, FeEDDHA, B5 vitamins, and two g.l-1 Glycine was used. The MS basal medium was used as a control after adjusting the pH to 8.5 and adding 8.6 g.l-1 Agar, the desired medium, was distributed into culture vessels and autoclaved at 121°C and 2 bar pressure for 20 minutes. Seven explants containing 1-2 buds were placed in each culture vessel. All cultures were incubated in a growth room with 8 hours of darkness and 16 hours of light at an intensity of 1500-2000 lux, a temperature of 25°C, and a relative humidity of 60-70% for four weeks. After the emergence of new shoots, data were collected on the number of branches, length of branches, fresh weight, and dry weight. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to measure the hypericin content in the leaves of the plantlets. Results: This study shows that changing the culture medium composition in most studied populations increases branch length and number. Reducing the amount of mineral salts in the culture medium has affected the plant's osmotic relationships to water and nutrient uptake. This and increased glycine concentration have created a better fine growth trend. This study showed that among twenty native es of Iran, the North Khorasan population had the highest morphological (shoot number, shoot length), physiological (fresh weight, dry weight), and biochemical (hypericin content) indices in the modified medium. Also, histological studies in this study showed a larger growth of dark glands in the modified medium than in the basal medium. Conclusion: Based on the findings for twenty native populations of Hypericum perforatum in Iran, the North Khorasan population had the highest morphological (shoot number, shoot length), physiological (fresh weight, dry weight), and biochemical (hypericin content) indices in the modified medium. Also, histological studies showed a larger growth of dark glands in the modified medium than in the basal medium. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Hypericin, FeEDDHA, modified culture medium, glycine, Hypericum perforatum L | ||
| مراجع | ||
|
- Abdollahpoor, M., Kalantari, S., Azizi, M. and Saadat, Y.A., 2017. In vitro shoot Proliferation of Hypericum perforatum L. through Indirect and direct plant regeneration. Journal of Medicinal Plants and By-products, 1: 81-89. - Bergonzi, M., Bilia, A.R., Gallori, S., Guerrini, D. and Vincieri, F.F., 2001. Variability in the content of the constituents of Hypericum perforatum L. and some commercial extracts. Drug Development and Industrial Pharmacy, 27: 491-497. - Bertoli, A., Giovannini, A., Ruffoni, B., Guardo, A.D., Spinelli, G., Mazzetti, M. and Pistelli, L., 2008. Bioactive constituent production in St. John’s Wort in vitro hairy roots. Regenerated plant lines. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(13): 5078-5082. - Cirak, C., Radusiene, J., Karabuk, B. and Janulis, V., 2007. Variation of bioactive compounds in Hypericum perforatum growing in Turkey during its phenological cycle. Journal of Integrative Plant Biology, 49: 615-620. - Franklin, G. and Dias, A.C.P., 2006. Organogenesis and embryogenesis in several Hypericum perforatum genotypes. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 42, 324-330. - Ebadi, A., Morshedloo, M.R., Fatahi, M.M. and Yazdani, D., 2011. Evaluation of some population of Hypericum perforatum L. using agro-morphological traits and most components of essential oil. Plant Products Technology, 11: 1-14. - Eshaghi Sanayi, T., Zare Mehrjerdi, M. and Sharifi, A., 2020. Effect of Medium, Iron-Chelating Agent and Plant Growth Regulator on Micropropagation of Pomegranate (Punica granatum L.). Journal of Plant Productions, 43(2): 309-322. - Farsad Akhtar, N, Aharizad, S., Mohammadi, S.A., Motallebi-Azar, A., Movafeghi, A. and Khojasteh, S.M.B., 2013. In vitro shoot regeneration and hypericin production in four Hypericum perforatum L. genotypes. International Journal of Agriculture, 3(4): 887-893. - Ghazian Tafrishi, G., Azizi, M. and Farsi, M., 2006. Investigation of in vitro Culture of Iranian St Johns Wort (Hypericum perforatum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 22(3): 172-179. - Goel, M.K., Kukreja, A.K. and Bisht, N.S., 2009. In vitro manipulations in St. John’s wort (Hypericum perforatum L.) for incessant and scale up micropropagation using adventitious roots in liquid medium and assessment of clonal fidelity using RAPD analysis. Plant cell, tissue and organ culture, 96: 1-9. - Hosseinian, S.H., Akbari, N., Eisvand, H.R., Akbarpour, O. and Saeedinia, M., 2018. Effect of drought stress and glycine betaine as foliar application on photosynthesis parameters of chickpea. Water and Irrigation Management, 8(2): 227-236. - Karimi, S., Tavallali, V., Ferguson, L. and Mirzaei, S., 2020. Developing a nano-Fe complex to supply iron and improve salinity tolerance of pistachio under calcium bicarbonate stress. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 51(14): 1835-1851. - Karppinen, K., 2010. Biosynthesis of hypericins and hyperforins in Hypericum perforatum L. (St. John’s wort)–precursors and genes involved. Ph.D. thesis, Department of Biology. University of Oulu, Finland. - Kirakosyan, A., Sirvent, T.M., Gibson, D.M. and Kaufman, P.B., 2004. The production of hypericins and hyperforin by in vitro cultures of St. John's wort (Hypericum perforatum). Biotechnology and applied biochemistry, 39(1): 71-81. - Latawa, J., Shukla, M. R. and Saxena, P. K., 2016. An efficient temporary immersion system for micropropagation of hybrid hazelnut. Botany, 94: 1-8. - Maggia, F., Ferretti, G., Pocceschi, N., Menghini, L. and Ricciutelli, M., 2004. Morphological, histochemical and phytochemical investigation of the genus Hypericum of the Central Italy. Fitoterapia, 75(7-8): 702-711. - Mir, M.Y., Kamili, A.N., Hassan, Q.P., Rafi, S., Parray, J.A. and Jan, S., 2019. In vitro regeneration and free radical scavenging assay of Hypericum perforatum L. National academy science letters, 42: 161-167. - Mohammadipour, N. and Souri, M.K., 2019. Effects of different levels of glycine in the nutrient solution on the growth, nutrient composition, and antioxidant activity of coriander (Coriandrum sativum L.). Acta Agrobotanica, 72(1): 1759. - Moradian, M. and Bagheri, A., 2019. Effect of media composition and plant growth regulators on in vitro regeneration of Rosa canina and Rosa beggeriana. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 32(1): 218-230. - Morshedloo, M.R., Nabizadeh, M., Akramian, M. and Yazdani, D., 2017. Characterization of the volatile oil compositions from Hypericum perforatum L. shoot cultures in different basal media. Azarian Journal of Agriculture, 4(1): 7-11. - Riazi, A., Majnoun Hosseini, N., Naghdi Badi, H., Naghavi, M., Rezazadeh, S. and Ajani, Y., 2011. The Study of Morphological Characteristics of St. John’s Wort (Hypericum perforatum L.) Populations in Iran’s Natural Habitats. Journal of Medicinal Plants, 10(39): 49-64. - Noroozlo, Y.A., Souri, M.K. and Delshad, M., 2019. Stimulation effects of foliar applied glycine and glutamine amino acids on lettuce growth. Open Agriculture, 4(1): 164-172. - Parsamanesh, Z., Hedayat, M. and Bayat, F., 2018. Effects of Different Media Factors on In Vitro Proliferation of St. John’s Wort (Hypericum perforatum). Journal of Crop Breeding, 10(27): 75-83. - Radusiene, J. and Bagdonaite, E., 2002. Phenotypic variation in Hypericum perforatum L. and H. maculatum Crantz wild populations in Lithuania. Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants, 9(4): 345-351. - Ramezani, Z. and Zamani, M., 2017. A simple method for extraction and purification of hypericins from St John’s wort. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products, 12(1): e13864. - Sood, H., Shitiz, K. and Sharma, N., 2015. Rapid method for in vitro multiplication of hypericin rich shoots of Hypericum perforatum. Journal of Plant Science, 3(5): 279-284. - Zobayed, S.M.A., Afreen, F., Goto, E. and Kozai, T., 2006. Plant-environment interactions: accumulation of hypericin in dark glands of Hypericum perforatum. Annals of Botany, 98(4):793-804. - Zobayed, S.M.A., Afreen, F. and Kozai, T., 2007. Phytochemical and physiological changes in the leaves of St. John's wort plants under a water stress condition. Environmental and Experimental Botany, 59(2): 109-116. - Zou, Y., Lu, Y. and Wei, D., 2004. Antioxidant activity of a flavonoid-rich extract of Hypericum perforatum L. in vitro. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(16): 5032-5039. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 361 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 307 |
||