مطالعه اثربخشی عوامل محیطی و اکولوژیک بر میزان ترکیبات آلکالوئیدی گیاه دارویی بنگ‌دانه (hyoscyamus spp.)

آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین از متابولیت های ثانویه باارزشی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تیره سیب زمینی بویژه جنس بنگ دانه تولید می شوند. تولید این آلکالوئیدها در بنگ دانه تحت تاثیر فرایندهای ژنتیکی می باشد ولی عوامل محیطی در سنتز اقتصادی این آلکالوئیدها نقش بارزتری ایفاء می کنند. لذا این پژوهش در سال 1399به منظور بررسی اثر عوامل محیطی بر کمیت و کیفیت آلکالوییدهای هیوسیامین و اسکوپولامین روی 10 جمعیت بنگ دانه در شمال غرب ایران اجرا شد. بذور گونه های h.niger، h.reticulatus و h.pusillus  از استان های اردبیل و آذربایجان شرقی جمع‌آوری و در شرایط سایه خشک شدند. پس از استخراج آلکالوئید از جمعیت ها، میزان این آلکالوئیدها با دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (hplc) مورد سنجش قرار گرفت. برای بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، از عمق توسعه ریشه هر گیاه (30 سانتی متر) در رویشگاه های مورد مطالعه نمونه برداری خاک انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تاثیر عامل محیطی ارتفاع از سطح دریا بر میزان آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین در سطح احتمال 1% معنی دار است و اکوتیپ مشکین شهر با ارتفاع از سطح دریای پایین تر نسبت به سایر مناطق مورد مطالعه، میزان هیوسیامین و اسکوپولامین بالاتری دارد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که نیتروژن و فسفر خاک بر افزایش میزان هیوسیامین و نیتروژن بر افزایش میزان اسکوپولامین در سطح احتمال 1% تاثیر معنی دار دارند. در حالی که تاثیر پتاسیم بر میزان هیوسیامین و اثر فسفر و پتاسیم بر میزان اسکوپولامین معنی دار نیست. نتایج، تنوع بسیار معنی داری را از لحاظ هیوسیامین و اسکوپولامین در بین گونه ها، جمعیت ها و ژنوتیپ های بنگ دانه نشان داد. بر این اساس گونه h.pusillus از نظر میزان اسکوپولامین و گونه h.reticulatus از نظر میزان هیوسیامین در صدر گونه های مورد مطالعه جای گرفتند و جمعیت مشکین شهر از لحاظ میزان اسکوپولامین و هیوسیامین در صدر و جمعیت های تبریز و گیوی از این لحاظ در رتبه های آخر جای گرفتند. میزان بالای آلکالوئید در برخی از اکوتیپ های مورد مطالعه متاثر از بالا بودن مقادیر نیتروژن، فسفر، کربن آلی خاک و ناشی از پتاسیم پایین خاک در رویشگاه های مورد مطالعه می باشد. بین جمعیت های اهر با هریس، شبستر با آذرشهر، گیوی با تبریز و شبستر با خلخال از حیث میزان هیوسیامین و اسکوپولامین حداکثر تشابه مشاهده شد در این امر علاوه بر عوامل ژنتیکی، شباهت ویژگی های اکولوژیک رویشگاه های مورد مطالعه هم می تواند دخیل باشد.

investigating the effectiveness of environmental and ecological factors on the amount of alkaloid compounds of the medicinal plant henbane (hyoscyamus spp.)

introductionhyoscyamine and scopolamine alkaloids are valuable secondary metabolites that are mainly produced by plants of the solanaceae family, especially the henbane genus. the production of these alkaloids in henbane is influenced by genetic processes, but environmental factors play a more prominent role in the economic synthesis of these alkaloids. materials and methodsthis research was carried out in 2020 to investigate the effect of environmental factors on the quantity and quality of hyoscyamine and scopolamine alkaloids on 10 henbane populations in northwest of iran. the seeds of h.niger, h.reticulatus and h.pusillus species were collected from ardabil and east azarbaijan provinces and dried in shade. after extracting alkaloids from the populations, the amount of these alkaloids was measured by high performance liquid chromatography (hplc). to study the physical and chemical properties of the soil, soil sampling was done from the root development depth of each plant (30 cm) in the studied habitats. results and discussionthe results of variance analysis showed that the effect of above mean sea level factor on the amount of hyoscyamine and scopolamine alkaloids is significant at the 1% probability level. the results of variance analysis showed that soil nitrogen and phosphorus have a significant effect on the increase of hyoscyamine and nitrogen on the increase of scopolamine at the probability level of 1%. while the effect of potassium on the amount of hyoscyamine and the effect of phosphorus and potassium on the amount of scopolamine is not significant. the research results showed significant phytochemical diversity in terms of hyoscyamine and scopolamine among species, populations, and genotypes of henbane. based on this, h.pusillus species in terms of scopolamine content and h.reticulatus species in terms of hyoscyamine content were at the top of the studied species, and meshkinshahr population was at the top in terms of scopolamine and hyoscyamine, while tabriz and givi populations were at the bottom in this respect. the high amount of alkaloid in some of the studied ecotypes is affected by the high amount of nitrogen, phosphorus, organic carbon in the soil and due to the low potassium in the studied habitats. conclusionmaximum similarity was observed between the populations of ahar with herris, shabester with azarshahr, givi with tabriz, and shabester with khalkhal in terms of the amount of hyoscyamine and scopolamine. in this case, in addition to genetic factors, the similarity of the ecological characteristics of the studied habitats can also be involved.