تاثیر برخی عوامل محیطی بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب‏های اسانس گونه انحصاریdracocephalum ghahremanii jamzad در ایران

سابقه و هدف: در اکوسیستم‏‏های مختلف عواملی مانند ارتفاع، بارندگی، دما، روشنایی، رطوبت و عناصر غذایی خاک به‏عنوان متغیرهای مهم بر متابولیسم و تجمع متابولیت‌های ثانویه تاثیر می‌گذارند. بنابراین شناخت عوامل تاثیرگذار بر مواد موثره گیاهان دارویی حائز اهمیت است. بر این اساس پژوهشگران در تلاش هستند تا با ارائه روش‏های مختلف، تولید مواد موثره را افزایش دهند. ازجمله می‏توان به تحقیقات انجام ‏شده در زمینه تاثیر عوامل اکولوژیکی بر ترکیب‏های‏ اسانس جمعیت‏های مختلف nepeta crispa، salvia sharifii، satureja rechingeri و stachys pilifera اشاره کرد. در این پژوهش رابطه بین پارامترهای اقلیمی، توپوگرافی و ادافیکی به‏عنوان عوامل مهم و اثرگذار بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب‏های اسانس گونه اندمیک دارویی dracocephalum ghahremanii jamzad بررسی شد.مواد و روش‎ها: سه رویشگاه d. ghahremanii در استان سمنان با شرایط محیطی مختلف انتخاب شد و در هر یک 15 پلات 4 مترمربعی به‏ روش تصادفی سیستماتیک مستقر گردید. در هر پلات ارتفاع گیاه، قطر تاج‏پوشش، سطح تاج‏پوشش، زی‌توده و سطح برگ گونه مورد بررسی اندازه‏گیری شد. سرشاخه‏های گلدار با سه تکرار از رویشگاه‏های طبیعی جمع‏آوری و با دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب اسانس‏گیری گردید. ترکیب‏های اسانس با استفاده از کروماتوگراف گازی فوق سریع (gc-fid) و کروماتوگراف گازی متصل به طیف‏سنج جرمی (gc/ms) شناسایی شد. در هر رویشگاه، پنج نمونه خاک به‏طور تصادفی از داخل پلات‏ها برداشت شد و برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل واکنش خاک، هدایت الکتریکی، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهک و بافت خاک اندازه‏گیری شد. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده‏ها با استفاده از نرم‏افزار spss انجام شد. مهمترین عوامل محیطی اثرگذار بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب‏های اسانس با استفاده از روش آنالیز همبستگی در نرم‏افزار spss و روش تجزیه مولفه‏‏های اصلی (pca) در نرم‏افزار minitab تعیین شد. جایگاه حفاظتی این گونه با استفاده از روش iucn و براساس معیارهای میزان حضور (eoo) و سطح تحت اشغال (aoo) با استفاده از نرم‌افزار geocat و داده‏‏های مربوط به اندازه جمعیت و کیفیت رویشگاه تعیین شد.نتایج: مقایسه میانگین صفات مورفولوژیکی d. ghahremanii نشان داد که بیشترین و کمترین مقادیر صفات مورفولوژیک به‏ترتیب به منطقه تاش با ارتفاع 3043 متر و منطقه تنگ کاورد با ارتفاع 2032 متر مربوط است. تجزیه واریانس مقادیر صفات مورفولوژیک نیز نشان داد که بین گیاهان سه منطقه از نظر سطح برگ در سطح 1% و از نظر ارتفاع گیاه، قطر تاج‏پوشش، سطح تاج‏پوشش و زی‌توده در سطح 5% اختلاف معنی‏داری وجود دارد. تجزیه اسانس گونه d. ghahremanii نشان داد که ترکیب شیمیایی آن در سه منطقه دارای اختلاف است. در منطقه تنگ کاورد، سیس-بتا-فارنسن، ترانس-کادینا-1(6)، 4-دی‏ان و بتا-کاریوفیلن، در منطقه دیباج، سیس-بتا-فارنسن، ترانس-کادینا-1(6)، 4-دی‏ان و کاریوفیلن اکسید و در منطقه تاش، کاریوفیلن اکسید، آلفا-وتیون و کارون هیدرات ‏به‏عنوان ترکیب‏های اصلی شناسایی شدند. تجزیه واریانس ترکیب‏های اسانس مشترک رویشگاه‏های این گونه نیز نشان داد که بین میانگین این ترکیب‏ها در سطح 0.1% اختلاف معنی‏داری وجود دارد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک رویشگاه‏های d. ghahremanii اختلافات محسوسی داشتند. تجزیه واریانس مقادیر این پارامترها نشان داد که بین سه منطقه از نظر ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهک، ماسه و سیلت در سطح 0.1% ، اسیدیته در سطح 1% و هدایت الکتریکی و رس در سطح 5% اختلاف معنی‏داری وجود دارد. همبستگی بین خصوصیات این گونه با برخی از عوامل محیطی نشان داد که ارتفاع از سطح دریا، بارندگی سالانه، دمای سالانه، حداقل دمای سردترین ماه، حداکثر دمای گرمترین ماه، آهک، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، ماسه و سیلت بیشترین همبستگی معنی‏دار را با صفات مورفولوژیک و ترکیب‏های اسانس دارند. با توجه به اینکه سطح تحت اشغال این گونه در جمعیت‌های مطالعه‌شده aoo 0.750 کیلومترمربع و محدوده حضور آن در استان 691.046 eoo  کیلومترمربع است، جایگاه حفاظتی آن در ایران در بحران انقراض (cr) تعیین ‌گردید.نتیجه‌گیری: به‏عنوان نتیجه‏گیری کلی، می‏توان چنین بیان کرد که افزایش ارتفاع باعث افزایش خصوصیات عملکردی (مورفولوژی و فیتوشیمی) گیاه d. ghahremanii شده است. با وجود تشابه نسبی ترکیب‏های اصلی در اسانس این گونه، ترکیب اسانس (درصد اجزاء اصلی و جزئی) در سه منطقه بررسی‏شده متفاوت بود. در بین پارامترهای محیطی، ارتفاع از سطح دریا، بارندگی سالانه، ماده آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سیلت مهمترین عوامل موثر بر صفات مورفولوژیکی و درصد ترپن‏های اکسیژن‏دار این گونه بودند که می‏تواند گویای اهمیت رویشگاه‏های مرتفع به لحاظ محتوای اسانس و ترکیب‏هایی با خواص آنتی ‏اکسیدانی بالاتر برای این گیاه باشد. براساس این یافته‏ها، حداکثر دمای گرمترین ماه، حداقل دمای سردترین ماه، حداقل دمای مطلق، آهک و ماسه نیز مهمترین پارامترهای موثر بر درصد ترپن‏های هیدروکربنی بودند. این نتایج برای استحصال اسانس d. ghahremanii از رویشگاه‏های طبیعی، یا برای کشت تجاری این گیاه با هدف استخراج ترکیب‏های ثانویه موجود در اسانس آن می‏تواند حائز اهمیت باشد.

the effect of some environmental factors on morphological traits and essential oil compounds of the endemic species dracocephalum ghahremanii jamzad in iran

background and objectives: in different ecosystems, factors such as altitude, rainfall, temperature, lighting, humidity, and soil nutrients are essential variables that affect the metabolism and accumulation of secondary metabolites. therefore, it is vital to know the factors affecting the active substances of medicinal plants. therefore, researchers try to increase the production of effective substances by different methods. we can mention the research conducted in the field of the effect of ecological factors on the essential oil compounds of different populations of nepeta crispa, salvia sharifii, satureja rechingeri and stachys pilifera. this study investigated the relationship between climatic, topographical, and edaphic parameters as necessary factors that influence the morphological traits and essential oil compounds of the medicinal endemic species dracocephalum ghahremanii jamzad.methodology: three habitats of d. ghahremanii were selected in semnan province with different environmental conditions, and 15 plots of 4 m2 were established by systematic random method. in each plot, the plant height, canopy diameter, cover, biomass and leaf area of the studied species were measured. flowering branches were collected from natural habitats with three replications, and essential oils were extracted using a hydrodistillation method using a clevenger apparatus. gc-fid and gc/ms identified the essential oil compounds. five soil samples were randomly taken from inside the plots in each habitat, and some soil physicochemical parameters, including ph, ec, om, n, p, k, lime and soil texture, were measured. analysis of variance and comparison of data mean was done using spss software. the most important environmental factors affecting morphological traits and essential oil compounds were determined using the correlation analysis method in spss software and the principal component analysis (pca) method in minitab software. the conservation status of this species was determined using the iucn method and based on the criteria of eoo and aoo using geocat software, as well as data related to population size and habitat quality.results: comparing the average morphological traits of d. ghahremanii showed that the highest and lowest values of morphological traits are related to the tash region with an altitude of 3043 meters and tang kavard with an altitude of 2032 meters, respectively. variance analysis of morphological traits also showed a significant difference between the plants of the three regions in terms of leaf area at the level of 1% and in terms of plant height, canopy diameter, canopy cover and biomass at the level of 5%. the analysis of d. ghahremanii essential oil showed that its chemical composition differs in three regions. in tang kavard region, (e)-β-farnesene, trans-cadina-1(6),4-diene and (e)-caryophyllene, in dibaj region,(e)-β-farnesene, trans-cadina-1(6),4-diene and caryophyllene oxide, and tash region, caryophyllene oxide, α-vetivone and carvone hydrate were identified as dominant compounds. analysis of the variance of common essential oil compounds of this species also showed a significant difference between the averages of these compounds at 0.1%.