بررسی اثر مکمل پلی آمینی و سرما بر برخی پارامترهای فیتوشیمیایی گیاه داروییStevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

استویا (Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni) گیاهی است چند ساله متعلق به تیره­ آفتابگردان که به‌دلیل سنتز گلوکوزیدهای استویول و خواص دارویی در سراسر دنیا کشت می­گردد. در این پژوهش به منظور بررسی اثر تیمار سرمایی 4 درجه سانتی‌گراد و مکمل پلی‌آمین بر برخی فاکتورهای فیتوشیمیایی گیاه، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. سنجش فلاوونوئیدها با روش کلرید آلومنیوم، تانن و فنول کل با روش فولین سیوکالتیو، میزان قند محلول با معرف آنترون، آنتوسیانین­ کل و گلیکوزیدهای استویول با اسپکتروفتومتر و فعالیت آنتی اکسیدانی با روش DPPH انجام گرفت. تیمارها شامل 6 تیمار سرما و سرما توام با پلی‌آمین 0 در دورهای زمانی 0، 48 و 96 ساعت طرح ریزی شده و سنجش­ها بر روی برگ‌های استویا در فاز رویشی در دانشکده علوم دانشگاه محقق اردبیلی در خرداد 1396 اجرا شد. نتایج بدست آمده نشان داد در سرمای 96 ساعته توام با پلی آمین به‌ترتیب 233 و 35 درصد افزایش در میزان قند محلول و گلیکوزیدهای استویول را نسبت به شاهد می­توان مشاهده کرد. در همین تیمار میزان افزایش فلاوونوئیدها آنتوسیانین­ها، فنل کل و تانن به ترتیب 40، 100، 20 و 66 درصد بود. فعالیت آنتی اکسیدانی گیاه نیز تا حد 20 درصد افزایش نشان داد. در مجموع میتوان گفتدر شرایط کشت این گیاه، تاثیر توام سرما و ترکیبات پلی‌آمینی می­تواند با تحریک بیشتر روند بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه پتانسیل دارویی گیاه را به‌طور قابل توجهی افزایش دهد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. Alcázar, R., Altabella, T., Marco, F., Bortolotti, C., Reymond, M., Koncz, C., Carrasco, P. and Tiburcio, A.F. 2010. Polyamines: molecules with regulatory functions in plant abiotic stress tolerance. Planta, 231(6): 1237-1249.
  2. Allen, D.J. and Ort, D.R. 2001. Impacts of chilling temperatures on photosynthesis in warm-climate plants. Trends in Plant Science, 6(1): 36-42.
  3. Anwar, R., Mattoo, A.K. and Handa, A.K. 2015. Polyamine interactions with plant hormones: crosstalk at several levels. 267-302. In: Tomonobu Kusano and Hideyuki Suzuki (eds.). Polyamines. Springer, Japan, 335 p.
  4. Bao, Y.F., Li, J.Y., Zheng, L.F. and Li, H.Y. 2015. Antioxidant activities of cold-nature Tibetan herbs are significantly greater than hot-nature ones and are associated with their levels of total phenolic components. Chinese Journal of Natural Medicines, 13(8): 609-617.
  5. Blois, M.S. 1958. Antioxidant Determination by the Use of Stable Free Radical. Nature, 181(4617): 1199-1200.
  6. Champa, W.H., Gill, M.I.S., Mahajan, B.V.C. and Arora, N.K. 2014. Postharvest treatment of polyamines maintains quality and extends shelf-life of table grapes (Vitis vinifera L.) cv. Flame Seedless. Postharvest Biology and Technology, 91(1): 57-63.
  7. Chang, C.C., Yang, M.H., Wen, H M. and Chern, J.C. 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10(3): 178-182.
  8. Cook, D., Fowler, S., Fiehn, O. and Thomashow, M.F. 2004. A prominent role for the CBF cold response pathway in configuring the low-temperature metabolome of Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(42): 15243-15248.
  9. Emamian Tabarestani, M., Farahmandfar, E., Pirdashti, H. and Yaghoubian, Y. 2016. Effect of light intensity on trend of chlorophyll fluorescence parameters changes in stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) medicinal plant under cold stress. Journal of Plant Ecophysiology, 8(24): 100–111. (In Persian)
  10. Ferreyra, M.L.F., Rius, S.P. and Casati, P. 2012. Flavonoids: biosynthesis, biological functions, and biotechnological applications. Frontiers in Plant Science, 3(1):1-15.
  11. Gill, S.S. and Tuteja, N. 2010. Polyamines and abiotic stress tolerance in plants. Plant Signaling & Behavior, 5(1): 26-33.
  12. Groppa, M. D., and M. P. Benavides. 2008. Polyamines and abiotic stress: recent advances. Amino acids, 34(1): 35-45.
  13. Hamon, L., Savarin, P., Curmi, P.A. and Pastré, D. 2011. Rapid assembly and collective behavior of microtubule bundles in the presence of polyamines. Biophysical Journal, 101(1): 205-216.
  14. Karimi, M., Hashemi, J., Ahmadi, A. and Abasi, A. 2013. Effects of drought on growth and steviol glycosides content in Stevia rebaudiana. Iranian Journal of Crop Sciences, 44(4): 693-702.
  15. Khalil, S.A., Kamal, N., Sajid, M., Ahmad, N., Zamir, R., Ahmad, N. and Ali, S. 2016. Synergism of polyamines and plant growth regulators enhanced morphogenesis, stevioside content, and production of commercially important natural antioxidants in Stevia rebaudiana Bert. In Vitro Cellular & Developmental Biology, 52(2): 174.
  16. Kirakosyan, A., Seymour, E., Kaufman, P.B., Warber, S., Bolling, S. and Chang, S.C. 2003. Antioxidant capacity of polyphenolic extracts from leaves of Crataegus laevigata and Crataegus monogyna (Hawthorn) subjected to drought and cold stress. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(14): 3973-3976.
  17. Lemus-Mondaca, R., Vega-Gálvez, A., Zura-Bravo, L. and Ah-Hen, K. 2012. Stevia rebaudiana Bertoni, source of a high-potency natural sweetener: A comprehensive review on the biochemical, nutritional and functional aspects. Food Chemistry, 132 (2012): 1121-1132.
  18. Leyva, A., Jarillo, J.A., Salinas, J. and Martinez-Zapater, J.M. 1995. Low temperature induces the accumulation of phenylalanine ammonia-lyase and chalcone synthase mRNAs of Arabidopsis thaliana in a light-dependent manner. Plant Physiology, 108(1): 39-46.
  19. Liopa-Tsakalidi, A., Kaspiris, G., Salahas, G. and Barouchas, P. 2012. Effect of salicylic acid (SA) and gibberellic acid (GA3) pre-soaking on seed germination of stevia (Stevia rebaudiana) under salt stress. Journal of Medicinal Plants Research, 6(3): 416-423.
  20. Mirdehghan, S. H., and S. Rahimi., 2016. Pre-harvest application of polyamines enhances antioxidants and table grape (Vitis vinifera L.) quality during postharvest period. Food Chemistry, 196:1040-1047.
  21. Moheb, A., Ibrahim, R.K., Roy, R. and Sarhan, F. 2011. Changes in wheat leaf phenolome in response to cold acclimation. Phytochemistry, 72(18): 2294-2307.
  22. Moradi Peynevandi, K., Sharifi, M. and Behmanesh, M. 2014. Effects of methyl jasmonate, on stevioside and rebaudioside A content and expression of the ent-Kaurenoic acid 13-hydroxylase gene in Steviarebaudiana Bert. in vitro. Iranian Journal of Plant Biology, 6(21): 99-110. (In Persian)
  23. Opara, U.L., Atukuri, J. and Fawole, O.A. 2015. Application of physical and chemical postharvest treatments to enhance storage and shelf life of pomegranate fruit-A review. Scientia Horticulturae, 197(1): 41-49.
  24. Prasann, K., Padmanabh, D. and Pallavi, S. 2012. Role of polyamine in combating heavy metal stress in Stevia rebaudiana Bertoni. under in vitro conditions. International Journal of Agriculture Environment & Biotechnology, 5(3): 193-198.
  25. Rajab, R., Mohankumar, C., Murugan, K., Harish, M. and Mohanan, P. 2009. Purification and toxicity studies of stevioside from Stevia rebaudiana Bertoni. Toxicology International, 16(1): 49.
  26. Sami, F., Yusuf, M., Faizan, M., Faraz, A., and Hayat, S. 2016. Role of sugars under abiotic stress. Plant Physiology and Biochemistry, 109(1): 54-61.
  27. Sanghera, G.S., Wani, S.H., Hussain, W. and Singh, N.B. 2011. Engineering cold stress tolerance in crop plants. Current Genomics, 12(1): 30-43.
  28. Sheteiwy, M., Shen, H., Xu, J., Guan, Y., Song, W. and Hu, J. 2017. Seed polyamines metabolism induced by seed priming with spermidine and 5-aminolevulinic acid for chilling tolerance improvement in rice (Oryza sativa L.) seedlings. Environmental and Experimental Botany, 137(1): 58-72.
  29. Slinkard, K. and Singleton, V.L. 1977. Total phenol analysis: automation and comparison with manual methods. American Journal of Enology and Viticulture, 28(1): 49-55.
  30. Soufi, S., D’Urso, G., Pizza, C., Rezgui, S., Bettaieb, T. and Montoro, P. 2016. Steviol glycosides targeted analysis in leaves of Steviarebaudiana (Bertoni) from plants cultivated under chilling stress conditions. Food Chemistry, 190(2016): 572-580.
  31. Wagner, G.J. 1979. Content and vacuole/extravacuole distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanin in protoplasts. Plant Physiology, 64(1): 88-93.
  32. Yemm, E.W. and Willis, A.J. 1954. The estimation of carbohydrates in plant extracts by anthrone. Biochemical journal, 57(3): 508.
  33. Yuanyuan, M., Yali, Z., Jiang, L. and Hongbo, S. 2009. Roles of plant soluble sugars and their responses to plant cold stress. African Journal of Biotechnology, 8(10): 2004-2010.
  34. Zeng, J., Cai, W., Yang, W. and Wu, W. 2013. Antioxidant ability, phenolics and flavnoids content in the ethanolic extracts of the stems and leaves of different Stevia rebaudiana Bert lines. Sugar Technology, 15(2): 209-213.
  35. Zeng, J., Chen, A., Li, D., Yi, B. and Wu, W. 2013. Effects of salt stress on the growth, physiological responses, and glycoside contents of Stevia rebaudiana Bertoni. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(24): 5720-5726.