تأثیر برخی عوامل محیطی بر صفات مورفولوژیکی و ترکیب‏های اسانس گونه انحصاریDracocephalum ghahremanii Jamzad در ایران

نویسندگان

1 دانشیار گروه منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.

2 دانشیار پژوهشی، بخش تحقیقات گیاهشناسی، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

doi
10.22092/ijmapr.2023.362083.3313
چکیده

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 تأثیر می‌گذارند. بنابراین شناخت عوامل تأثیرگذار بر مواد مؤثره گیاهان دارویی حائز اهمیت است. بر این اساس پژوهشگران در تلاش هستند تا با ارائه روش‏های مختلف، تولید مواد مؤثره را افزایش دهند. ازجمله می‏توان به تحقیقات انجام ‏شده در زمینه تأثیر 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 مؤلفه‏‏های 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 مؤثر 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 مؤثر 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.