بررسی تغییرات فیتوشیمیایی عصاره گیاه دارویی Cannabis sativa L. در مرحله رشد رویشی تحت تاثیر تنش شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد کرج، دانشگاه آزادسلامی، کرج، ایران

2 استاد، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی، کرج، ایران

3 دانشیار، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی، کرج، ایران

4 استادیار، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی، کرج، ایران

5 استادیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد کرج، دانشگاه آزادسلامی، کرج، ایران.

چکیده

تنش­ های محیطی از جمله شوری بر میزان و کیفیت متابولیت­های ثانویه گیاهان دارویی تاثیر زیادی دارند. در این تحقیق به‌منظور بررسی تاثیر شوری بر خصوصیات فیتوشیمیایی گیاه دارویی شاهدانه (Cannabis sativa L.) آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 5 تیمار شوری (0، 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر) و در سه تکرار در پژوهشکده گیاهان دارویی کرج در سال 1398 به اجرا در آمد. میزان عناصر پتاسیم و سدیم با دستگاه دستگاه فلیم‌فتومتر و کلر به روش رنگ­سنجی در اندام‌های برگ و ریشه گیاه و همچنین میزان ترکیبات کانابینوئیدی برگ گیاه شامل تتراهیدروکانابینول (THC[1])، کانابیدول (CBD[2]) و کانابیکرومن (CBC[3]) با دستگاه GC/MS مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی‌داری (P≤0.01) بین تیمارهای مختلف شوری ازنظر میزان سدیم، پتاسیم، کلر و کانابینوئیدهای THC، CBD و CBC وجود داشت. با افزایش سطح شوری، میزان یون‌های سدیم و کلر در برگ و ریشه نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت و بیشترین مقدار سدیم برگ و ریشه (به ترتیب 81/15 ، 06/14 میلی‌گرم در گرم) در تیمار شوری 8 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد. همچنین افزایش غلظت شوری سبب کاهش پتاسیم برگ و ریشه گیاه شد و بیشترین میزان پتاسیم برگ و ریشه (به‌ترتیب 83/34، 46/34 میلی‌گرم در گرم) مربوط به تیمار شاهد بود. بیشترین میزان THC و CBD (به‌ترتیب 94/7 و 45/1 میلی‌گرم بر گرم گیاه خشک) در غلظت شوری 4 دیسی زیمنس بر متر و بیشترین میزان CBC  در شوری 2 دیس زیمنس بر متر (012/0 میلی‌گرم بر گرم برگ خشک) به دست آمد. بنابراین شوری سبب تغییر میزان کانابینوئیدهای گیاه شاهدانه شده و بیشترین میزان THC، CBD و CBC در سطوح پایین شوری حاصل شده­است.
 

کلیدواژه‌ها


  1. Arif, Y., Singh, P., Siddiqui, H., Bajguz, A. and Hayat, S. 2020. Salinity induced physiological and biochemical changes in plants: An omic approach towards salt stress tolerance. Plant Physiology and Biochemistry, 156: 64-77.
  2. Abdel Rahman, R., Gomma, S.E., Abdelsalam, N.R., El-Wakil, H.M.F., Khaled, A.S. and Hassan, H. M. 2013. Effect of sodium chloride on tropane alkaloids accumulation and proline content in Datura metel and stramonium callus cultures. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research, 1:197-210.
  3. Abdul Jaleel, Ch., Sankar, B., Sridharan, R.and Panneer Selvam, R. 2008. Soil salinity alters growth, chlorophyll content and secondary metabolite accumulation in Catharanthus roseus. Turkish Journal of Biology, 32:79-83.
  4. Aghdasi, M, Fatemi, M. and Asadi A. 2019. The impact of salt stress on growth and some biochemical parameters of (Echinaceae purpurea). Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research, 53:1-15.
  5. Ali, S.Gh., Rab, A., Khan, N.U. and Nawab, K. 2011. Enhanced proline synthesis may determine resistance to salt stress in tomato cultivars. Pakistan Journal of Botany, 43: 2707-2710.
  6. Asadi, S., Moghadam, H., Naghdi Badi, H., Naghavi, M. and Salami, S.A. 2019. Review on agronomic, phytochemical and pharmacological aspects of cannabis (Cannabis sativa). J. Med. Plants, 18 (70):1-20.
  7. Ashraf, M., Mukhtar, N., Rehman, S. and Rha E.S. 2004. Salt induced changes in photosynthetic activity and growth in a potential medicinal plant Bishop`s weed (Ammi majus). Photosynthetica. 42(4): 543-550.
  8. Baghalian, K., Haghiry, A., Naghavi, M.R., and Mohammadi, A. 2008. Effect of saline irrigation on agronomical and phytochemical characters of chamomile (Matricaria recutita). Scientia Horticulturae, 116: 437-441.
  9. Behdad, A., Mohsenzadeh, S., Azizi, M. and Moshtaghi, N., 2020. Salinity effects on physiological and phytochemical characteristics and gene expression of two Glycyrrhiza glabra populations. phytochemistry, 171: 112236.
  10. Bojović, B., Delić, G., Topuzović, M. and Stanković, M. 2010. Effects of NaCl on seed germination in some species from families Brassicaceae and Solanaceae. Kragujevac Journal of Science, 32:83-87.
  11. Chapman, H.D., and Pratt, P.F. 1961. Methods of analysis for soils, plants and waters. Division of Agric. Sci., University of California, Riverside, U.S.A. pp 161-175.
  12. Claussen, W. 2005. Proline as a measure of stress in tomato plants. Plant Science 168:241-248.
  13. Elhaak, M.A., Abo-Kassem, E.M. and Saad-Allah, K.M. 2014. Effect of the combined treatment with sodium and calcium chlorides on the growth and medicinal compounds of Cichorium International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3:613-630.
  14. Ghassemi, S. and Raei, Y., 2021. Evaluation of ion content, productivity and essential oil quality of garlic under saline conditions and biochar and polyamine treatments. Journal of Food Composition and Analysis, 96: 103720.
  15. Gupta, B. and Huang, B. 2014. Mechanism of Salinity Tolerance in Plants: Physiological, Biochemical and Molecular Characterization. International Journal of Genomics, 1-18.
  16. Hassibi, P., Zandiehe, C., Ghaemmaghami, N., Rashidi Rezvan, N., Najafi, H. and Ghaemmaghami, F. 2010. Study of some physiological characteristcs of two wheat (Triticum aestivum) cultivars under NaCl and CaCl2 salinity stress. Iranian Journal of Crop physiology, 2: 3-24.
  17. Iraji Mareshk, and Moghaddam M. 2021. Physiological and biochemical responses of Mexican marigold (Tagetes minuta L.) to mycorrhizal fungi application under salinity stress condition. Journal of Iranian Plant Ecophysiological Research, 60: 79-94.
  18. Iran-nejad, H., Poshtkohi, M., Piri, P. and Javanmardi, Z. 2007. Medicinal plants crop: cannabis, Flaxseed and Castor. (Vol.1). Ayij Publication, Tehran. Iran. 128 p.
  19. Jalali, S, Salami, S.A., Sharifi, M. and Sohrabi, S. 2019. Signaling compounds elicit expression of key genes in cannabinoid pathway and related metabolites in cannabis. Industrial Crops and Products, 133:105-10.
  20. Khan, M.A., Ungar, I.A., and Showalter, A.M. 2000. The effect of salinity on the growth, water status, and ion content of a leaf succulent perennial halophyte Suadea fruticosa J. Arid Environ. 45: 73–84.
  21. Mahajan, M., Kuiry, R. and Pal, P.K., 2020. Understanding the consequence of environmental stress for accumulation of secondary metabolites in medicinal and aromatic plants. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 18: 100255.
  22. Munnas, R. and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59: 651-681.
  23. Muthulakshmi, S.M., Gurulakshmi, S.G. and Rajathi, S. 2015. Effect of salt stress on physiological and biochemical characterization in Solanum nigrum International Journal of Science and Research, 4: 567-571.
  24. Oksman Caldentey, K.M. and Hiltunen, R. 1996. Transgenic crops for improved pharmaceutical products. Field Crops Research, 45: 57 - 69.
  25. Passamani, L.Z., Barbosa, R.R., Reis, R.S., Heringer, A.S., Rangel, P.L., Santa-Catarina, C., Grativol, C., Veiga, C.F., Souza-Filho, G.A. and Silveira, V., 2017. Salt stress induces changes in the proteomic profile of micropropagated sugarcane shoots. PLoS One, 12(4):
  26. Saadati, A., Pourtahmasebi, K., Salami, S.A. and Oladi, R. 2013. Bast Fiber Properties of Six Iranian Hemp Population. Iranian Journal of Natural Resources, 68 (1): 121-132.
  27. Said-Al Ahl, H.A.H. and Omer, E.A. 2011. Medicinal and aromatic plants production under salt stress: a review. Kerla Polonica, 57:72-87.
  28. Tayyab, M. and Shahwar, D. 2015. GCMS analysis of Cannabis sativa from four different areas of Pakistan. Egyptian Journal of Forensic Sciences, 5(3): 114-125.
  29. Yan-de, J., Zhen-Li, H.E. and Xiao-e, Y. 2007. Role of soil rhizobacteria in phytoremediation of heavy metal contaminated soils. Journal of Zhejiang University Science, 8: 192-207.
  30. Yildirim, E., Karlidag, H. and Dursun, A. 2011. Salt tolerance of physalis during germination and seedling. Pakistan Journal of Botany, 43:2673-2676.
  31. Yoshimatsu, K., Iicla, O. and Kitazawa, T. 2004. Growth characteristics of Cannabis sativa cultivated in a phytotron and in the field. Bulletin on Natural Instruction of Health Science, 122: 16-20.
  32. Zhang, J.L., Flowers, T.J. and Wang, S. M. 2010. Mechanisms of sodium uptake by roots of higher plants. Plant Soil, 326: 45-60.