تاثیر اسیدهای آمینه بر صفات مورفوفیزیولوژیکی و اسانس گیاه دارویی زرین گیاه (dracocephalum kotschyi boiss.) در شرایط تنش خشکی

سابقه و هدف: گیاه دارویی dracocephalum kotschyi boiss. که به طور معمول در فارسی به زرین گیاه یا بادرنجبویه دنایی نامیده می‌شود از خانواده نعناعیان و از گیاهان دارویی و با ارزش و بومی ایران و در معرض انقراض می‌باشد. از مواد موثره مهم در این گیاه می‌توان از دسته هیدروکربن‌های مونوترپنه (آلفا-پینن، گاما-ترپینن، نرال، ژرانیال، نرول، ژرانیول، لیمونن، کاواکرول و تیمول)، مونوترپن‌های اکسیژن‌دار (آلفا-کامفولن آلدئید)، سزکویی‌ترپن‌ها (کاریوفیلن) و ژرانیل استات از دسته استات‌های اسیدهای کربوکسیلیک را نام برد. عوامل محیطی منجر به تغییراتی در رشد، کمیت و کیفیت ترکیبات فعال (نظیر آلکالوئیدها، گلیکوزیدها، استروئیدها و روغن‌های فرار) گیاهان دارویی و معطر می‌شوند. در میان عوامل محیطی، تنش کمبود آب نقش مهمی در سنتز متابولیت‌های ثانویه گیاهان دارویی و معطر در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، ایفا می‌کنند. تنش خشکی اثرات تعیین کننده در رشد گیاهان و عملکرد دارد و می‌تواند منجر به ایجاد اختلال و بر هم‌زدن تعادل بین سیستم تدافعی آنتی اکسیدانی گیاه و رادیکال‌های آزاد، از طریق یکسری واکنش‌های بیوشیمیایی بشود، به نحوی که منجر به خسارت سلولی می‌گردد. در این راستا، اسیدهای آمینه نقش مهمی در ایجاد تحمل گیاهی به تنش خشکی دارند. جهت برآورد تاثیر اسیدهای آمینه در شرایط تنش خشکی بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و اسانس گیاه زرین گیاه و تعیین بهترین اسید آمینه، این پژوهش انجام شد.مواد و روش‌ها: تحقیق حاضر از بهار (اردیبهشت ماه) 1401 تا پاییز (مهرماه) 1402 در شهرکرد به صورت کرت‌های یکبار خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام گردید. تیمارهای دوره آبیاری (3، 6 و 9 روز یکبار) در کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی برگی اسیدهای آمینه (لیزین، متیونین، فنیل آلانین و پرولین) در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. در هر سال، در سه مرحله از زمان 4-8 برگی هر 10 روز یکبار تا قبل از برداشت محلول‌پاشی انجام شد و در زمان گلدهی کامل اقدام به برداشت شد. اسانس‌گیری به روش تقطیر توسط دستگاه کلونجر و تشخیص ترکیبات اسانس پس از آماده‌سازی، بواسطه دستگاه gc/ms انجام شد.یافته‌ها: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که اسیدهای آمینه به‌طور معنی‌داری بر صفات مورفوفیزیولوژیکی و اسانس زرین گیاه تاثیر معنی‌دار داشتند. بیشترین مقادیر محتوای کلروفیل (2.33-2.59 میلی‌گرم در گرم وزن تر)، فنول (2.31-2.45 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و اسانس (1.01-1.12 درصد) از گیاهان تحت تیمار با متیونین (2.5 گرم در لیتر) و فنیل آلانین (100 میکرومولار) با دوره آبیاری 3 روز یکبار بدست آمد. بر اساس نتایج بدست آمده از تجزیه اسانس توسط gc/ms ترکیبات اصلی و تعیین کننده کیفیت اسانس شامل آلفا-پینن (23.51-24.54 درصد)، نرال (12.92-14.51 درصد)، ژرانیال (14.54-16.23)، لیمونن (8.92-9.21 درصد) از دسته هیدروکربن‌های مونوترپنه و ژرانیل استات (8.78-9.14 درصد) از دسته استات‌های اسیدهای کربوکسیلیک بودند. آلفا-پینن از دسته هیدروکربن‌های مونوترپنه جزء اصلی اسانس گیاهان زرین گیاه بود.نتیجه گیری: خصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و اسانس زرین گیاه تحت تاثیر دوره‌های آبیاری و اسیدهای آمینه تغییرات معنی‌داری داشتند. متیونین و فنیل آلانین افزایش معنی‌داری بر هیدروکربن‌های مونوترپنه داشتند به نحوی که میزان افزایش این ترکیبات نسبت به گیاهان شاهد به طور تقریبی بیش از 45 درصد بود. در نهایت، محلول‌پاشی متیونین (2.5 گرم در لیتر) به عنوان یک راهکار مناسب، می‌تواند نقش موثری در بهبود صفات مورفوفیزیولوژیکی و اسانس زرین گیاه تحت شرایط اقلیمی مشابه داشته باشد.

effects of amino acids on morpho-physiological and essential oil attributes of dracocephalum kotschyi boiss. in drought stress

background and objectives: dracocephalum kotschyi boiss. commonly known as badrandjboie-dennaie and zarrin-giah called in farsi, belongs to the family lamiaceae, is one of the endangered endemic species in iran. the main compounds of the essential oil from d.kotachyi are monoterpene hydrocarbons category (alpha-pinene, gamma-terpinene, neral, geranial, nerol, geraniol, limonene, carvacrol and thymol), oxygenated monoterpenes category (alpha-campholene aldehyde), sesquiterpenes (caryophyllene) and geranyl acetate from acetates of carboxylic acids category. the environmental factors cause changes in the growth, quantity, and quality of active substances (such as alkaloids, glycosides, steroids and volatile oils) in the medicinal and aromatic plants. among environmental stresses, water deficit stress plays an important role in the biosynthesis of secondary metabolites in medicinal and aromatic plants in arid and semi-arid regions like iran. drought stress has detrimental effects on plants growth and yield and can upset the balance between the antioxidant defense system and free radicals by stimulating a series of biochemical reactions, where free radicals cause cell damage. amino acids have important role to tolerance of drought stress. therefore, this study was done to evaluate the foliar application of amino-acids on the morpho-physiological and phytochemical characters of d.kotachyi to determine and introduce the best amino-acid under water stress.materials and methods: this investigation was done from spring (may) 2022 to fall (september) 2023 in shahrekord, iran. the present study was conducted in split plot layout in a randomized complete block design (rcbd) with three replications. three irrigation regimes (3, 6, 9 day interval) in main plots and foliar application of amino (methionine, lysine, phenylalanine and proline) and control level (without any spraying) in sub plots were done. in each year, treatments were applied in stage of and the sampling was performed in flowering stage. foliar application was done in three stages (since v4-v8 stage) once every 10 days (before harvest) in the early morning. the essential oils were extracted by hydro-distillation and analyzed using gc/ms. results: according to obtained results, applied amino acids significantly influenced the morpho-physiological and phytochemical characters of dracocephalum kotschyi. in two years, the highest chlorophyll content (2.33-2.59 mg.g-1fw), total phenol content (2.31-2.45 mg.g-1fw), essential oil contents (1.01-1.12 %) were obtained in methionine (2.5 g.l-1) and phenylalanine (100 µm) treatments by irrigation regimes 3 day interval. according to the biennial results of the chemical analysis of the essential oils from by gc/ms, the most important chemical compounds that determine the quality of d.kotachyi essential oil included monoterpene hydrocarbons category such as alpha-pinene (23.51-24.54 %), neral (12.92-14.51 %), geranial (14.54-16.23 %), limonene (8.92-9.21 %), and geranyl acetate (8.92-9.21 %) from acetates of carboxylic acids category. alpha-pinene belonging to monoterpene hydrocarbons was the predominant constituent of essential oil of dracocephalum kotschyi. conclusion: morpho-physiological and essential oil of dracocephalum kotschyi had significant differences by amino acids and irrigation regimes. foliar application of methionine and phenylalanine significantly increased the monoterpene hydrocarbons compounds in essential oils of d.kotachyi so that the content of these compounds in treated plants by amino acids approximately 45% was more than the control plants. finally, the application of methionine at 2.5 g.l-1 can be a good strategy to improve morpho-physiological characters and essential oil quantity and quality of d.kotachyi in same climates.