مطالعه اثر برخی محرک های غیرزیستی بر خصوصیات ریخت شناسی و فیتوشیمیایی کارلا

سابقه و هدف: گیاه دارویی کارلا (momordica charantia l.) یک سبزی گرمسیری با ارزش غذایی و دارویی بالاست. این گیاه متعلق به خانواده کدوئیان و دارای خاصیت ضددیابتی ارزشمند است. کاربرد محرک‌ها در راستای تولید فرآورده‌های بیولوژیکی سازگار با محیط زیست و در پیوند با کشاورزی نوین می‌تواند سبب افزایش رشد کیفی و کمی گیاهان و کاهش اثرات تنش‌های محیطی بر آن‌ها شود. این تحقیق با هدف بررسی اثرات تهییج با محرک‌های غیر‌زیستی بر خصوصیات کارلا واریته hybrid baby doll صورت گرفت.مواد و روش‌ها: تحقیق حاضر به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این آزمایش اثر ساده محرک‌های غیرزیستی براسینواستروئید (0/1، 0/5 و 1 میلی‌مولار)، کاراگینان (200، 400 و 600 میلی‌گرم بر لیتر)، اترل (100، 300 و 600 میکرومولار) و شاهد (عدم تهییج با محرک) بر کارلایhybrid baby doll به تعداد 30 واحد آزمایشی در محیط کشت ms جامد محتوی 3 درصد ساکارز مورد بررسی قرار گرفت. گیاهچه‌ها پس از طی دوره رشدی یک ماهه در مرحله 4 تا 6 برگی به گلخانه اتوماتیک دانشگاه زنجان انتقال یافت. تاثیر این ترکیبات بر خصوصیات ریخت شناختی (طول برگ، عرض برگ، سطح برگ، طول و قطر میوه، وزن تر و خشک میوه و عملکرد بوته) و فیتوشیمیایی (محتوای فنل کل، فلاونوئید کل، فعالیت آنتی‌اکسیدانی، رنگیزه‌های فتوسنتزی و متابولیت‌های ضددیابت موموردیسین و کارانتین) کارلا ارزیابی شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس داده‌ها حاکی از وجود اختلاف آماری معنی‌دار (p˂0/05) بین تیمارهای آزمایش بر صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی کارلا بود. در این مطالعه بیشترین سطح برگ (72/52 سانتی‌متر)، کلروفیل کل (28/9 میلی‌گرم/ گرم بافت تازه) و فلاونوئید کل (4/99 میلی‌گرم کوئرستین/ گرم وزن خشک) از گیاهان تهییج‌شده با اترل سنجش شد. بیشترین طول میوه (35/4 میلی‌متر)، کارتنوئید (1/8 میلی‌گرم/ گرم بافت تازه)، فنل کل (35/17 میلی‌گرم گالیک اسید/ گرم ماده خشک)، فعالیت آنتی‌اکسیدانی (79/31 درصد) و موموردیسین (22/64 میکروگرم/ گرم ماده خشک) از گیاهان تهییج ‌شده با کاراگینان حاصل شد. بیشترین وزن تر میوه (23/95 گرم)، عملکرد میوه (1305 گرم) و کارانتین (58/38 میکروگرم/ گرم ماده خشک) از گیاهان تهییج‌شده با براسینواستروئید حاصل شد.نتیجه‌گیری: نتایج آزمایش ما حاکی از آن بود که تهییج با اترل منجر به افزایش پارامترهای ریخت شناختی و فیتوشیمیایی نظیر سطح برگ، طول میوه، کلروفیل b، کلروفیل کل و فلاونوئید گردید. در‌حالی‌که که بیشترین میزان عملکرد و تجمع متابولیت کارانتین از تیمار تهییج با براسینواستروئید حاصل شد. محرک کاراگینان نیز بر میزان فنل کل، فعالیت آنتی‌اکسیدانی و متابولیت ثانویه موموردیسین بیش از سایر تیمارها موثر بود. تیمار تهییج با کاراگینان میزان متابولیت ثانویه موموردیسین را 182 درصد نسبت به تیمار شاهد افزایش داد و تیمار تهییج با براسینواستروئید میزان متابولیت ثانویه کارانتین را 60 درصد نسبت به شاهد افزایش داد که موید نقش موثر این محرک‌ها در افزایش مواد ضددیابت در این گیاه است. بنابر یافته‌های این تحقیق استفاده از ترکیبات محرک اترل، کاراگینان و براسینواستروئید، یک استراتژی مهم جهت تولید محصول کارلا با عملکرد ریخت شناختی و فیتوشیمیایی بالا محسوب می‌شود.

Study of some abiotic elicitors effects on morphological and phytochemical traits of Karelā

Background and objectives: Karelā (Momordica Charantia L.) is a tropical vegetable with high nutritional and medicinal value. This plant belongs to the cucurbitaceae family and has a valuable antidiabetic effect. The use of elicitors in order to produce environmentally friendly biological products in conjunction with modern agriculture can increase the qualitative and quantitative growth of medicinal plants and reducing the effects of environmental stresses on these plants. This research was carried out to investigate the effects of abiotic elicitors, Ethrel, Carrageenan and Brassinosteroid, on traits of Karelā, Hybrid Baby Doll variety.Materials and methods: This research was performed as factorial experiment based on a completely randomized design with three replications. This experiment included a simple study of the abiotic elicitors of brassinosteroid (0.1, 0.5, and 1 mM), carrageenan (200, 400, and 600 mg / L), Ethrel (100, 300, and 600 μM), and control (no elicitation) on Karelā, Hybrid Baby Doll variety. There were 30 experimental units in a solid MS medium containing 3 percentage sucrose. After a period of growth, at a stage of 4 to 6 leaves, seedlings were transferred to the greenhouse. The effect of these elicitors was evaluated on the morphological (leaf length, leaf width, leaf area, fruit length, fruit diameter, fresh and dry weight of fruit, and plant yield) and phytochemical traits (total phenol, total flavonoid, antioxidant activity, photosynthetic pigments, carotenoids, and antidiabetic secondary metabolites Momordicin and Charantin) of Karelā. Results: The analysis of variance results showed that, there was a statistically significant difference (p˂0.05) between experimental treatments on morphological and phytochemical traits of Karelā. In this study, the highest leaf area (72.52 cm), total chlorophyll (28.9 mg / g FW), and total flavonoids (4.99 mg Q/ g DW) was measured from elicited plants with etherel. Maximum fruit length (35.4 mm), carotenoids (1.8 mg / g FW), total phenol (35.17 mg G / g DW), antioxidant activity (79/31 percent), and momordicin (22.64 μg / g DW) was obtained from elicited plants with carrageenan. The highest fresh weight of fruits (23.95 g), yield of fruits per plant (1305 g) and charantin content (58.38 μg / g DW) was obtained of elicited plants with brassinosteroid.Conclusion: The results of our experiment showed that elicitation with etherel led to an increase in morphological and phytochemical traits including leaf area, fruit length, chlorophyll b, total chlorophyll, and total flavonoids. While the highest fruit yield, and Charantin accumulation was obtained from brassinosteroids stimulation treatment. Carrageenan was more effective on total phenol, antioxidant activity, and Momordicin than other treatments. Elicitation with carrageenan increased the amount of secondary metabolite of Momordicin by 182% compared to the control treatment and elicitation treatment with brassinosteroid increased the amount of secondary metabolite Charantin by 60% compared to the control, which confirms the effective role of these elicitors on increasing antidiabetic substances in this plant. According to the findings of this study, use of elicitor compounds such as etherel, carrageenan and brassinosteroid, is an important strategy to produce Karelā with high morphological and phytochemical yield.