Analysis and Identification of Essential Oil Constituents in the Vegetative and Reproductive Organs of Salvia macrosiphon Boiss. in Natural Habitat of Fars Province
Ali Bahrami
1
(M.Sc. Student, Department of Horticulture Science and Engineering, College of Agriculture & Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran)
Alireza Yavari
2
(Assistant Professor, Department of Horticulture Science and Engineering, College of Agriculture & Natural Resources, University of Hormozagan, Bandar Abbas, Iran.)
Alireza Raheb
3
(Soil Science Department, Faculty of Agriculture, College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran)
Keywords: Essential oil, Ester compounds, Lamiaceae, Plant part, Salvia macrosiphon,
Abstract :
This study is the first to investigate the chemical composition of three organs (flower, leaf and stem) essential oils of Salvia macrosiphon Boiss., which grows wild and belongs to Lamiaceae family, in Fras procince. In the present experiment, 30 plants in full flowering stage were randomly prepared from Jahrom region of Fars province and divided into three groups of 10 and then flowers, leaves and stems of each group were isolated for testing. Essential oil was extracted from each organ with three replications and in each repetition 200 g of plant material was done by hydro-distillation using Clevenger apparatus and they were analyzed by a combination of GC-FID and GC-MS techniques, to check for chemical variability. The yield of essential oil (w/w%) was the highest in flowers (0.48%) > then in leaves (0.28%) > and finally in stems (0.06%). The total number of compounds identified and quantified were twenty-five in flowers, eighteen in leaves and twenty-one in stems, representing 93.1%, 93.4% and 92.2% of the total oil, respectively. Results of essential oil compound analysis illustrated that flower expressed a high content of linalool. Meanwhile, bicyclogermacrene + (E)-caryophyllene and germacrene D + bicyclogermacrene were the major compounds in leaf and stem organs, respectively. Also, results showed that sesquiterpene hydrocarbons were the common and the highest amount in the three studied organs, which were the highest in leaves (69.1%) > then stems (68.0%) > and at last in flowers (34.5%). The highest level of oxygenated monoterpens was found at the flower part, represented by 27.3% of linalool. In conclusion, the plant organs of S. macrosiphon affected its essential oil quality and its concentration. Flowers were the most beneficial organ of this species for essential oil and linalool compound productions.
1743- 1th revise 4.6.1402
استخراج و تعیین ترکیبهای تشکیل‌دهنده اسانس اندامهای رویشی و زایشی
مریمگلی لولهای (Salvia macrosiphon Boiss.) در رویشگاه طبیعی استان فارس
چکیده
در این پژوهش برای اولین بار ترکیبات شیمیایی اسانس اندامهای مختلف (گل، برگ و ساقه) گونه دارویی و خودرو مریمگلی لولهای با نام علمی Salvia macrosiphon Boiss. از تیره نعناع (Lamiaceae) مورد بررسی قرار گرفت. در این آزمایش، تعداد 30 تکبوته کامل در مرحله گلدهی به صورت تصادفی از منطقه جهرم استان فارس انتخاب و به سه گروه مساوی تقسیم شدند. سپس اندامهای مختلف شامل گل، برگ و ساقه از یکدیگر تفکیک گردیدند. استخراج اسانس از هر اندام با سه تکرار و در هر تکرار 200 گرم ماده گیاهی بهروش تقطیر با آب و با استفاده از دستگاه کلونجر، صورت گرفته و ترکیبات شیمیایی آنها با دستگاه گاز کروماتوگرافی (GC) و گاز کروماتوگرافی متصل به طیفسنج جرمی (GC-MS) شناسایی گردید. عملکرد متوسط اسانس اندامهای مختلف گل، برگ و ساقه بهترتیب 48/0، 28/0 و 06/0 درصد (وزنی/وزنی) بهدست آمد. تعداد کل ترکیبات شناسایی و اندازه‌گیری شده عبارت بود از 25 ترکیب در گل، 18 ترکیب در برگ و 21 ترکیب در ساقه که به ترتیب 1/93 درصد، 4/93 درصد و 2/92 درصد از کل اسانس را در بر گرفتند. نتایج تجزیه ترکیبات اسانس نشان داد که گل دارای مقدار بالایی از لینالول بود. این در حالی است که ترکیبات بیسیکلو جرماکرن + ای- کاریوفیلن و جرماکرن دی + بیسیکلو جرماکرن اجزای اصلی در برگ و ساقه بودند. همچنین، نتایج نشان داد که هیدروکربنهای سزکوئیترپنی بعنوان گروه مشترک و بالاترین مقدار در سه اندام مورد مطالعه، در برگ (1/69 درصد)، ساقه (0/68 درصد) و گل (5/34 درصد)، حاصل گردید. بیشترین مقدار ترکیبات مونوترپنهای اکسیژندار در گل به مقدار 3/27 درصد و مربوط به ترکیب لینالول یافت شد. در مجموع، اندامهای مختلف مریمگلی لولهای از کمیت و کیفیت اسانس متفاوتی برخوردار هستند و در بین آنها، گل‌ها برای تولید اسانس و ترکیب لینالول بیشتر توصیه میشوند.
واژگان كليدي: اسانس، اندام گیاه، ترکیبات استری، تیره نعناع، مریمگلی لولهای.
مقدمه
با توجه به شرایط جغرافیایی خاص و وسعت زیاد، ایران دارای تنوع اقلیمی بالایی است و به همین دلیل بسیاری از گونههای گیاهی را در خود جای داده است؛ بهطوری که تعداد قابل توجهی از آنها را گیاهان دارویی تشکیل می‌دهند. با بررسی منابع علمی مختلف، مشاهده میشود که روند جایگزین کردن مواد دارویی شیمیایی با مواد طبیعی تسریع یافته است؛ به طوری که در بسیاری از کشورها، این ترکیبات طبیعی جزئی از سیستم درمانی و دارویی محسوب میشوند (Arvin and Firouzeh, 2022). از عمدهترین ذخيرهگاههای غنی از متابوليت های ثانویه در مراتع، گياهان دارویی هستند که مواد مؤثره موجود در آنها منشاء تولید تعداد زیادی از داروهایی است به صورت سنتی توسط جوامع محلی، در درمان انواع بیماریها مورد استفاده قرار میگیرند. تولید و انباشت مواد مؤثره گياهان دارویی در اثر هدایت فرآیندهای ژنتيکی صورت میپذیرد و عوامل محيطی بهطور آشکاری در ساخت آنها تأثيرگذار هستند. علاوه بر تأثیراتی که عوامل محیطی بر رشد و نمو گیاهان دارند، میتوانند بر کمیت و کیفیت مواد مؤثره و توزیع آنها در اندامهای مختلف گیاه نیز تأثیرگذار باشند (Maina et al., 2021). عوامل دیگری که میتوانند بر کمیت و کیفیت متابولیتهای ثانویه گیاهان دارویی تأثیرگذار باشند عبارتند از: اندام مورد استفاده در گیاه، نوع گونه گیاهی، مراحل فنولوژیکی، تنشهای زیستی ناشی از چرای دام، زمان برداشت گونه گیاهی، فرآیندهای پس از برداشت و روش استخراج ماده مؤثره (Feduraev et al., 2019).
جنس مریمگلی (Salvia) بزرگترین جنس تیره نعناع (Lamiaceae) بوده که بیش از 1000 گونه در سراسر جهان دارد. اخیراً، به دلیل خواص دارویی و معطر برگهای آن و استفاده در صنعت عطرسازی و نیز بهعنوان ادویه در صنایع غذایی، علاقه به گونههای مختلف این جنس افزایش یافته است (Clebsch, 2003; Bahadori et al., 2016a; Karalija et al., 2022). گیاهان این جنس دارای اسانسی قابل توجه هستند که بیش از 100 ترکیب فعال شامل مونوترپنهای هیدروکربن‌دار، مونوترپنهای اکسیژندار، سزکوئی ترپنهای هیدروکربن‌دار، سزکوئی ترپنهای اکسیژندار و دی‌ترپن‌ها را در بر میگیرد. این ترکیبات فعال، فعالیت‌های بیولوژیکی بسیاری را انجام می‌دهند. اسانس مریمگلی در صنایع عطرسازی، صنایع غذایی به عنوان چاشنی و طعم‌دهنده و از گلهای آن برای ساخت نوشیدنی‌ها و همچنین در صنایع دارویی به عنوان کرم‌کش، ضداسپاسم، ضدقابض، آنتی‌بیوتیک، محرک کبد و بهبود دهنده عمل هضم استفاده میشود (Bahadori et al., 2016b; Yavari, 2022). تنوع بسیار بالایی از جنس مریمگلی در سراسر جهان وجود دارد. در فلور ایران، این جنس شامل 64 گونه گیاه علفی یکساله و چندساله بوده که 17 گونه از آن، اندمیک ایران هستند (Rechinger, 1982; Mozaffarian, 2007).
گونه مریمگلی لولهای با نام علمی Salvia macrosiphon Boiss. یکی از گونههای با پراکنش فراوان در ایران از جنس Salvia میباشد که بهنامهای "مَرو"، "تخم مَرو" و "مَروَک" توسط اهالی بومی نامیده میشود (Amin, 2020). از نظر ویژگیهای ریختی، گیاهی علفی و چندساله، به ارتفاع 60-30 سانتیمتر میباشد. ساقه این گیاه بهصورت منفرد و یا متعدد میباشد. برگهای پایین ساقه دارای دمبرگ بوده و برگهای بالایی ساقه و برگهای ناحیه گلآذین، بدون دمبرگ و کم و بیش ساقه آغوش هستند. هر دو طرف پهنک پوشیده از کرک میباشد. پهنک برگ در حاشیه با دندانههای نامنظم تا لوبدار و یا کم و بیش صاف دیده میشود. گلآذینهای آن بهصورت خوشهای مرکب بوده که گل‌هایش معطر و به رنگ سفید تا سفید مایل به آبی هستند (Jamzad, 2012). در طب سنتی ایران، دانههای کامل و رسیده گیاه را در آب داغ خیسانده و یا میجوشانند و بهوفور برای درمان بیماریهای التهابی به‌ویژه بیماریهای تنفسی استفاده میگردد. امروزه در عطاریها و فروشگاههای عرضه کننده گیاهان دارویی در ایران، از دانههای این داروی طبیعی بیشتر برای بیماریهای دستگاه تنفسی همراه با سایر دانههای موسیلاژی مانند "دانه به" استفاده میشود. دانه های S. macrosiphon حاوی مقادیر زیادی موسیلاژ بوده و بنابراین دارای اثرات آرامبخش نیز میباشد (Amin, 2020). از این گذشته، از سرشاخههای گلدار این گیاه بهعنوان مدر، ضد دردهای شکمی، ضد نفخ و آنتیاکسیدان قوی استفاده میشود. خواباندن دانههای مریمگلی لولهای در شیر، در درمان در التهاب گوش مؤثر گزارش شده است. همچنین از دانههای آن برای بهبود ضعف دستگاه گوارش استفاده میشود و در صورت تفت دادن میتواند برای درمان اسهال و زخم روده موثر باشد. در برخی از نقاط ایران، استفاده از برگ S. macrosiphon به صورت سنتی برای درمان دردهای رحمی در زنان و نیز سردرد و التهاب گزارش شده است (Hamedi et al., 2016; Valifard et al., 2017). از دیگر ترکیبات ثانویه این گونه، میتوان به اسانس و ترکیبات فنولی اشاره داشت (Matloubi Moghddam et al., 2000; Gohari et al., 2011).
استخراج و مطالعه اجزاي تشكيل دهنده انواع اسانس از مواد گياهي مختلف، با توجه به اهميت و كاربرد ترکیبهای فرّار و اسانسها در صنايع مختلف دارويي، غذايي و آرايشي- بهداشتي، بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است (Heydari et al., 2020). گزارشهای محدودی از مطالعه روی تنوع ترکیبات شیمیایی اسانس گونه مریمگلی لولهای وجود دارد. در تحقیقی بهطور متوسط 64 ترکیب در نمونه گیاهی جمعآوری شده از شیراز شناسایی گردید. ترکیبهای عمده اسانس لینالول، هگزیل هگزانوات، هگزیل ایزو والرات، هگزیل 2-متیل بوتوانات، اسکلارئول و هگزیل اکتانوات بودند (Javidnia et al., 2005). در پژوهشی دیگر، ترکیبها و محتوای اسانس مریمگلی لولهای جمعآوری شده از اصفهان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج در این آنالیز 46 ترکیب را در اسانس مشخص نمود که از بین این ترکیبات بتا-پینن، جرماکرن-دی، اسپاتولنول، 1، 8 سینئول، لیمونن، آلفاپینن و آلفاتریپنئول ترکیبات عمده موجود در اندام هوایی گیاه بود (Sajjadi et al., 2000).
اندامهای گیاه مریمگلی لولهای به خصوص دانهها و برگها هر ساله در سطح وسیعی از رویشگاههای طبیعی در کشور برداشت میشود و بهعنوان سبزی و دارو در بازارهای محلی به فروش میرسد. قیمت مناسب آن و برداشت بیش از حد آن در مراحل اولیه رشد منجر به کاهش چشمگیر جمعیت گیاه در دهههای اخیر شده است. اگرچه اسانس پیکره هوایی S. macrosiphon پیش از این مورد مطالعه قرار گرفته است، ولی با توجه به بررسی منابع صورت گرفته، هیچ اطلاعات مقایسهای در مورد ترکیب اسانس به دست آمده از اندامهای مختلف گیاهی شامل گل، برگ و ساقه بهصورت کامل وجود ندارد. لذا در پژوهش حاضر، ترکیبات اسانس گل، برگ و ساقه مریمگلی لولهای برای اولین بار از منطقه جهرم استان فارس مورد بررسی قرار گرفت. از این رو نتايج اين تحقيق ميتواند براي صنايع دارويي و غذايي و همچنين بهنژادگران گياهان دارويي در انتخاب هر اندام براي مصرف و اهداف بهنژادی مورد استفاده قرار گيرد.
مواد و روشها
جمع آوري مواد گياهي و خشك كردن
پس از شناسایی رویشگاه طبیعی مریمگلی لولهای در منطقه جهرم استان فارس (با ارتفاع 1047 متر از سطح دریا) با مختصات جغرافیایی "23 '35 °28 عرض شمالی و "36 '20 °56 طول شرقی و مشاهده مستقیم تک بوتههای مختلف S. macrosiphon، اطلاعات فنولوژیکی اکوتیپ جهرم جمعآوری و براساس آن، زمان گلدهی کامل گیاه تعیین گردید (شکل 1).
شکل 1: گیاه کامل (راست) و گلآذین (چپ) مریمگلی لولهای (S. macrosiphon) در رویشگاه طبیعی جهرم استان فارس
سپس در مرحله گلدهی کامل، پیکره رویشی تعداد 30 بوته کامل در اواخر فروردین سال 1400 جمعآوری شده و به آزمایشگاه فناوری گیاهان دارویی دانشگاه هرمزگان انتقال یافت. بوتهها به سه نمونه مجزا از برگ، گل و ساقه تقسیم شدند. نمونهها در سایه و دمای اتاق (24 درجه سانتیگراد) خشک گردیده و تا زمان استفاده، در ظرفهای دربسته و محیط عاری از رطوبت نگهداری شدند. یک نمونه هرباریومی برای تائید گونه، به هرباریوم دانشگاه هرمزگان فرستاده شد و با کد هرباریوم 504 ثبت گردید.
استخراج اسانس
بهمنظور استخراج و تعيين درصد اسانس، از روش تقطير با آب استفاده گرديد. به منظور ایجاد بیشترین سطح تماس با آب موجود در بالون دستگاه، نمونههای خشك هر يك از اندامها (برگ، گل و ساقه) به صورت جداگانه با دستگاه آسیاب خرد شده و میزان 200 گرم از پودر حاصل از هر کدام از اندامهای مورد مطالعه با افزودن حجم معینی از آب مقطر به روش تقطیر با آب به کمک دستگاه کلونجر و براساس فارماکوپه بریتانیا (British Pharmacopoeia, 2007) به مدت 3 ساعت اسانسگیری شدند و بازده اسانس (درصد وزن به وزن خشک) براساس سه تکرار محاسبه گردید. جهت حذف رطوبت موجود در اسانس استحصالی، از سولفات سدیم انیدرید استفاده شد. نمونههای اسانس استخراج شده تا زمان تزریق به دستگاههای GC و GC/MS در شیشههای کوچک تیره و دربسته در دمای یخچال نگهداری شدند.
جداسازي و شناسايي تركيبهاي تشکیل دهنده اسانس
برای جداسازی و شناسایی ترکیبهای تشکیل دهنده اسانس، از دستگاههای کروماتوگراف گازی (GC) و کروماتوگراف گازی متصل به طیفسنج جرمی (GC/MS) استفاده شد. درصد تركيبهاي تشكيل دهنده هر اسانس پس از جداسازي به همراه شاخص بازداري محاسبه گردید. طيفهاي جرمي مربوط به تركيبهاي موجود در اسانس بهمنظور بررسي كيفي (شناسايی) بهدست آمد. شناسايی طيفها به کمک محاسبه شاخص کواتس که با تزريق هيدروکربنهای نرمال (C6-C24) تحت شرايط يکسان با تزريق اسانسها صورت گرفت و با مقاديری که در منابع مختلف منتشر گرديده بود، مقايسه شد. بررسی طيفهای جرمی نيز جهت شناسايی ترکيبها انجام گرفت و شناسايیهای صورت گرفته با استفاده از طيفهای جرمی ترکيبهای استاندارد و استفاده از کتابخانههای مختلف تأييد گرديد. درصد نسبی هر کدام از ترکيبهای تشکيلدهنده اسانسها با توجه به سطح زير منحنی آن در طيف کروماتوگراف گازی به دست آمد و با مقاديری که در منابع مختلف با در نظر گرفتن انديس کواتس منتشر شده، مقايسه گرديد (Shibamoto, 1987; Davies, 1998; Adams, 2011).
مشخصات دستگاههای مورد استفاده
1- دستگاه کروماتوگراف گازی (GC)
برای آنالیز کمّی اسانس، از دستگاه کروماتوگراف گازی Agilent سری 7890A ساخت کشور آمریکا مجهز به دادهپرداز با نرم افزار Chrom-card 2006، دارای ستون موئينه به طول 30 متر و قطر داخلی 25/0 ميلیمتر و ضخامت لايه فاز ساکن برابر 25/0 ميکرومتر و با نام تجارتی DB-5 بود، استفاده گردید. برنامهریزی ستون از دمای اولیه 60 درجه سانتیگراد شروع شده و در هر دقیقه 3 درجه سانتیگراد به آن افزوده میشد تا به دمای 220 درجه سانتیگراد می-رسید. سپس دما با سرعت 20 درجه سانتیگراد در دقیقه افزایش یافته و در دمای 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 دقیقه در این دما نگه داشته شد. دمای محفظه تزريق 260 درجه سانتیگراد و دمای آشکارساز 280 درجه سانتیگراد تنظيم شد. آشکارساز مورد استفاده در دستگاه کروماتوگرافی گازی از نوع FID (آشکارساز يونيزاسيون شعلهای) بود و از گاز نیتروژن به عنوان گاز حامل استفاده گرديد و فشار ورودی آن به ستون برابر 7/0 میلیلیتر بر دقیقه تنظيم شد.
2- دستگاه کروماتوگراف گازی متصل به طيفسنج جرمی (GC/MS)
برای آنالیز کیفی اسانس از دستگاه گاز کروماتوگراف متصل شده به طيفسنج جرمی (Agilent 7890A/5975C GC/MS) استفاده شد. ستون مورد استفاده از نوع DB-5 به طول 30 متر و قطر داخلی 25/0 ميلیمتر و ضخامت لايه فاز ساکن برابر 25/0 ميکرون بود. دمای آون از 60 درجه سانتیگراد تا 220 درجه سانتیگراد، با سرعت 3 درجه سانتیگراد بر دقیقه افزایش یافت. سپس دما با سرعت 20 درجه سانتیگراد در دقیقه افزایش یافته و در دمای 260 درجه سانتیگراد به مدت 5 دقیقه در این دما نگه داشته شد. درجه حرارت محفظه تزريق 260 درجه سانتیگراد و درجه حرارت ترانسفرلاين 280 درجه سانتیگراد تنظیم گردید. از گاز هليم به عنوان گاز حامل مورد استفاده قرار گرفته است. سرعت خطی گاز هليم 6/30 سانتیمتر بر ثانيه، انرژی يونيزاسيون معادل 70 الکترون ولت، زمان اسکن برابر يک ثانيه و ناحيه جرمی از 40 تا 300 a.m.u بود.
تجزیه و تحلیل آماری
دادههای حاصل از بازده اسانس اندامهای مختلف جهت تجزیه واریانس در قالب طرح کاملاً تصادفی، با سه تکرار و مقایسه میانگین عملکرد متوسط اسانس به روش آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 1 درصد، با استفاده از نرمافزار آماری SAS ver. 9.4 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج
بازده متوسط اسانس اندامهای مختلف
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که در بین اندامهای مختلف مریمگلی لولهای مورد مطالعه، از لحاظ عملکرد اسانس در سطح یک درصد اختلاف معنیداری وجود دارد (جدول 1).
جدول 1: تجزیه واریانس بازده اسانس اندامهای مختلف مریم گلی لولهای (S. macrosiphon)
منبع تغییرات | درجه آزادی | میانگین مربعات |
بازده اسانس | 2 | **085/0 |
تکرار | 6 | 003/0 |
**: اختلاف معنیدار در سطح احتمال 1 درصد
جدول 2: میانگین بازده اسانس اندامهای مختلف مریم گلی لولهای (S. macrosiphon)
اندام گیاه | گل | برگ | ساقه |
مقدار اسانس (درصد) | a09/0 ± 48/0 | b07/0 ± 28/0 | c02/0 ± 06/0 |
* حروف غيرمشابه به مفهوم اختلاف معنيدار در سطح احتمال 1 % به روش آزمون چند دامنهای دانکن ميباشد.
بازده متوسط اسانس مربوط به اندامهای مختلف مریم گلی لولهای از 06/0 تا 48/0 درصد (وزنی/ وزنی حاصل از وزن خشک) نوسان نشان داد. بازده متوسط اسانس اندامهای مختلف بهترتیب نزولی زیر بود (جدول 2):
گل (48/0 درصد) > برگ (28/0 درصد) > ساقه (06/0 درصد).
چنانچه مشاهده میشود عملکرد اسانس گل نسبت به سایر بخشها بیشتر بوده و اندام ساقه دارای کمترین مقدار بازده اسانس بود. از نظر رنگ اسانس نیز بخشهای مختلف گیاه دارای رنگهای متفاوتی بودند؛ به نحوی که اسانس گل زرد کمرنگ، اسانس برگ سبز کمرنگ مایل به زرد و اسانس ساقه زرد پر رنگ مشاهده گردید.
ترکیبهای شیمیایی اسانس اجزای مختلف گیاه
مقایسه اندامهای مختلف مورد مطالعه S. macrosiphon از نظر نوع و درصد اجزای شیمیایی شناسایی شده در اسانس با توجه به ستون DB-5، دلالت بر وجود تفاوت قابل توجه بین آنها دارد (جدول 3). در مجموع 29 ترکیب در بخشهای مختلف مورد بررسی گیاه مشاهده گردید که تعداد 14 ترکیب در آنها مشترک بودند. بیشترین تعداد ترکیبهای شناسایی شده در اسانس گل با 25 ترکیب و کمترین آن در برگ با 18 ترکیب مشاهده شد. همچنین، شمار اجزای شیمیایی موجود در ساقه، 21 ترکیب تعیین گردید.
ترکیبهای شناسایی شده از گل 1/93 درصد از کل اسانس را شامل میشدند. عمدهترین ترکیبهای تشکیل دهنده اسانس گل گونه مریمگلی لولهای عبارتند از: لینالول (3/27 درصد)، هگزیل ایزو والرات (0/9 درصد)، بیسیکلو جرماکرن (5/7 درصد)، ای- کاریوفیلن (7/6 درصد)، جرماکرن دی (3/6 درصد)، بتا- الِمن (4/5 درصد)، آلفا- گورجونن (6/4 درصد) و هگزیل-2- متیل بوتانوات (3/4 درصد)؛ سایر ترکیبات کمتر از چهار درصد اجزای اسانس را تشکیل دادند که در جدول 3 آورده شده است. ترکیبات شناسایی شده از برگ 4/93 درصد از اجزای اسانس را به خود اختصاص دادند. بیسیکلو جرماکرن (0/25 درصد)، ای- کاریوفیلن (1/21 درصد)، جرماکرن دی (6/17 درصد)، هگزیل تیگلات (4/5 درصد)، لینالول (5/4 درصد) و اسپاتولنول (1/4 درصد) در اسانس برگ، اجزای عمده بودند. در اسانس ساقه این گونه مریمگلی 2/92 درصد از کل اسانس شناسایی گردید که عمدهترین ترکیبات تشکیل دهنده اسانس شامل جرماکرن دی (8/25 درصد)، بیسیکلو جرماکرن (2/21 درصد)، ای- کاریوفیلن (3/19 درصد)، لینالول (7/8 درصد) و اسپاتولنول (5/6 درصد) بودند؛ سایر ترکیبات موجود در برگ و ساقه کمتر از 4 درصد را تشکیل داده بودند که در جدول 3 آورده شده است. این اولین گزارش ترکیبات تشکیل دهنده اسانس ساقه مریمگلی لولهای بود. از تعداد 29 ترکیب مشترک تشکیل دهنده اسانس در بخشهای مورد مطالعه گونه S. macrosiphon، چهار ترکیب لینالول، ای- کاریوفیلن، جرماکرن دی و بیسیکلو جرماکرن جزو ترکیبهای عمده مشترک اسانس بودند (شکل 2).
جدول 3: اجزای شناسایی شده در اسانس اندامهای مختلف گیاه مریمگلی لولهای (S. macrosiphon)
درصد ترکیبها | شاخص بازداری* (RI) | نوع ترکیب | نام ترکیب | ردیف | ||
گل | برگ | ساقه | ||||
6/0 | 7/1 | 2/0 | 939 | MH | α-pinene | 1 |
ND | 2/0 | ND | 977 | MH | sabinene | 2 |
7/0 | 8/1 | 1/1 | 983 | MH | β-pinene | 3 |
tr | 5/0 | 1/0 | 1034 | MH | limonene | 4 |
4/0 | ND | ND | 1047 | MH | Z- β- ocimene | 5 |
3/27 | 5/4 | 7/8 | 1101 | OM | linalool | 6 |
5/0 | 5/2 | 3/1 | 1105 | Aldehyde | nonanal | 7 |
5/2 | ND | ND | 1138 | Ester | hexyl isobutanoate | 8 |
3/4 | 7/0 | 3/0 | 1235 | Ester | hexyl-2-methyl butanoate | 9 |
0/9 | 9/0 | 4/0 | 1242 | Ester | hexyl isovalerate | 10 |
5/1 | 4/5 | 4/3 | 1327 | Ester | hexyl tiglate | 11 |
5/1 | ND | ND | 1329 | SH | -elemeneδ | 12 |
6/0 | 0/2 | 5/0 | 1363 | SH | α-copaene | 13 |
0/1 | ND | ND | 1367 | Ester | hexyl hexanoate | 14 |
tr | 6/0 | 2/0 | 1369 | SH | β-cubebene | 15 |
4/5 | 0/2 | 6/0 | 1372 | SH | -elemeneβ | 16 |
6/4 | ND | ND | 1419 | SH | -gurjuneneα | 17 |
7/6 | 1/21 | 3/19 | 1424 | SH | (E)-caryophyllene | 18 |
0/1 | tr | 3/0 | 1478 | SH | -muuroleneϒ | 19 |
3/6 | 6/17 | 8/25 | 1484 | SH | germacrene D | 20 |
9/0 | tr | tr | 1487 | SH | -selineneδ | 21 |
5/7 | 0/25 | 2/21 | 1496 | SH | bicyclogermacrene | 22 |
ND | 8/0 | 1/0 | 1514 | SH | -cadineneδ | 23 |
7/1 | ND | 3/0 | 1563 | OS | germacrene D-4-ol | 24 |
7/1 | 09/4 | 5/6 | 1566 | OS | spathulenol | 25 |
9/0 | 0/2 | 4/0 | 1571 | OS | caryophyllene oxide | 26 |
8/0 | tr | tr | 1761 | Ester | hexyl decanoate | 27 |
9/3 | ND | 2/1 | 1947 | Alkene | (E,E)-7,11,15-trimethyl-3methylene hexadeca 1,6,10,14-tetraene | 28 |
7/1 | tr | 3/0 | 2230 | Diterpene alcohol | sclareol | |
*: شاخص بازداری محاسبه شده در این تحقیق از سری‌های هومولوگ نرمال آلکانهای 24-6 کربنه در ستون DB-5 تعیین گردید.
tr (trace) = مقدار ناچیز (کمتر از 1/0 درصد)؛ ND (Not Detected) = شناسایی نشده
شکل 3: کروماتوگرام آنالیز اسانس اندام گل مریمگلی لولهای (S. macrosiphon)
شکل 4: کروماتوگرام آنالیز اسانس اندام برگ مریمگلی لولهای (S. macrosiphon)
با توجه به ترکیبهای مختلف شناسایی شده در اسانس این سه نمونه، مشخص گردید که تنوع بالایی در بین ترکیبهای تشکیل دهنده اسانس اندامهای مختلف گل، برگ و ساقه وجود دارد؛ بهطوری که هیدروکربنهای سزکوییترپنی، اصلیترین گروه تشکیل دهنده اجزای اسانس در گل (5/34 درصد)، برگ (1/69 درصد) و ساقه (0/68 درصد) را شامل شد. در ادامه، در گل بهترتیب ترکیبات مونوترپنهای اکسیژندار، ترکیبات استری، سزکوییترپنهای اکسیژندار، هیدروکربنهای زنجیر بلند، دیترپنهای اکسیژندار و در نهایت هیدروکربنهای مونوترپنی سهم کمتری داشتند. از سوی دیگر سزکوییترپنهای اکسیژندار در برگ و مونوترپنهای اکسیژندار در ساقه، دومین گروه بزرگ را تشکیل دادند. سومین گروه بزرگ از نظر فرمول شیمیایی اجزای اسانس در برگ و ساقه بهترتیب مونوترپنهای اکسیژندار و سزکوییترپنهای اکسیژندار بودند. پس از آن، هیدروکربنهای مونوترپنی در برگ و ترکیبات استری در ساقه، تشکیل دهنده چهارمین گروه بزرگ بودند. در نهایت، ترکیبات استری کمترین اجزای اسانس در برگ و بهترتیب هیدروکربنهای مونوترپنی، هیدروکربنهای زنجیر بلند و دیترپنهای اکسیژندار بهعنوان کمترین اجزای شناسایی شده در ساقه گیاه مریمگلی لولهای بودند (جدول 4).
جدول 4- ترکیبهای نسبی کلاسهای مختلف در اسانس اندامهای مختلف گیاه مریمگلی لولهای (S. macrosiphon)
نام ترکیب | درصد ترکیب | ||
گل | برگ | ساقه | |
هیدروکربنهای مونوترپنی Monoterpene hydrocarbons (MH) | 7/1 | 2/4 | 4/1 |
مونوترپنهای اکسیژندار Oxygenated monoterpens (OM) | 3/27 | 5/4 | 7/8 |
هیدروکربنهای سزکوئی ترپنی Sesquiterpene hydrocarbons (SH) | 5/34 | 1/69 | 0/68 |
سزکوئی ترپنهای اکسیژندار Oxygenated sesquiterpenes (OS) | 3/4 | 1/6 | 2/7 |
دیترپنهای اکسیژندار Oxygenated diterpenes (OD) | 8/1 | 0 | 3/0 |
ترکیبات استری Ester compounds | 1/19 | 7/0 | 1/4 |
هیدروکربنهای زنجیر بلند Long-chain Hydrocarbons (Alkane) | 9/3 | 0 | 2/1 |
سایر | 5/0 | 5/2 | 3/1 |
مقدار کل ترکیبات شناسایی شده (درصد) | 1/93 | 4/93 | 2/92 |
بحث
گیاهان به اندامهای مختلفی شامل گل، برگ و ساقه برای تولید اسانس مجهز هستند و ظرفیت تولید اسانس در هر بخش ممکن است متفاوت باشد. برای دستیابی به بالاترین بازده اسانس، آشنایی با اندام‌هایی که درصد بالایی از اسانس را تولید می‌کنند، ضروری است. این موضوع میتواند از یک سو به منظور بهبود عملکرد ماده خشک اندام، توسط اصلاحگران گیاهان دارویی مورد توجه قرار گیرد و از سوی دیگر در صنایع دارویی، غذایی و بهداشتی- آرایشی مورد استفاده قرار گیرد (Hedayati et al., 2016). در تیره نعناع، اسانسها به طور قابل توجهی در غده‌های ترشحی ذخیره میشوند (Jalali et al., 2021). به همین دلیل، تراکم غده‌های ترشحی در یک واحد سطح گل گونه مریمگلی لولهای، باعث توجیه درصد بالای اسانس در گلهای این گیاه نسبت به سایر اندامها میشود.
مقایسه بین نتایج این تحقیق با مطالعات قبلی، شباهت و تفاوتهایی را نشان داد. در پژوهش پیشین روی اندامهای گل و برگ مریمگلی لولهای جمعآوری شده از ارتفاعات منطقه کوهستانی دودانگه استان البرز، بازده اسانس گل (76/0 درصد) بیشتر از برگ (46/0 درصد) بود که با نتایج حاصل از این پژوهش مطابقت دارد (Bakhshi Khaniki and Lari Yazd, 2009). در تحقیق صورت گرفته روی اسانس حاصل از پیکره هوایی گونه S. macrosiphon جمعآوری شده از چهار رویشگاه طبیعی ایران، بازده اسانس از رویشگاههای بوشهر، گلپایگان، یزد و شیراز بهترتیب 54/0، 35/0، 72/0 و 41/0 درصد گزارش گردید (Rajabi et al., 2014). در گزارشی دیگر از نمونه گیاهی مربوط به مریمگلی لولهای جمعآوری شده از رویشگاه شیراز، رنگ اسانس استحصالی از پیکره رویشی زرد کمرنگ و بازده اسانس 26/0 درصد (وزنی/وزنی) اعلام گردید (Sefidkon et al., 2005). اگرچه تولید اسانس، که یکی از متابولیتهای ثانویه است، از پشتوانه دیرین تکاملی برخوردار میباشد؛ اما ممکن است مشاهده شود که میزان اسانس در اندام هوایی و سایر اندامهای مختلف مریمگلی لولهای، تحت تأثیر عوامل محیطی (زیستی و غیرزیستی) قرار میگیرد. علاوه بر این، دربارهی سایر تودههای مریمگلی لولهای که از مناطق و رویشگاههای مختلف جمعآوری شده‌اند، عوامل ژنتیکی نیز نقش مهمی در تنوع عملکرد اسانس ایفا می‌کنند (Hazzoumi et al., 2020; Charchari et al., 2010; Omidbaigi, 2007).
مقایسه ترکیبهای تشکیل دهنده اسانس در نمونههای مورد بررسی در این مطالعه نشان داد ترکیب غالب در گل، ترکیب مونوترپن اکسیژنداری به نام لینالول (3/27 درصد) بود (جدول 3)؛ این در حالی است که اولین ترکیب غالب در برگ و ساقه بهترتیب بیسیکلو جرماکرن (0/25 درصد) و جرماکرن دی (8/25 درصد) حاصل گردید. دومین ترکیب غالب در اسانس گل ترکیب استری به نام هگزیل ایزو والرات (0/9 درصد)، در برگ ترکیب هیدروکربن سزکوئیترپنی به نام ای- کاریوفیلن (1/21 درصد) و در ساقه نیز ترکیب هیدروکربن سزکوئیترپنی دیگری به نام بیسیکلو جرماکرن (2/21 درصد) بودند. سومین ترکیب غالب در هر یک از اندامهای گل، برگ و ساقه که بهترتیب شامل بیسیکلو جرماکرن (5/7 درصد)، جرماکرن دی (6/17 درصد) و ای- کاریوفیلن (3/19 درصد) بودند، بهطور مشترک جزو گروه هیدروکربنهای سزکوئیترپنی قرار داشتند. از دیگر ترکیبات غالب میتوان به ترکیب ای- کاریوفیلن (7/6 درصد) و جرماکرن دی (3/6 درصد) در گل، دو ترکیب هگزیل تیگلات (4/5 درصد) و لینالول (5/4 درصد) در برگ و ترکیبهای لینالول و اسپاتولنول (بهترتیب 7/8 و 5/6 درصد) اشاره کرد. در پژوهشی روی شناسایی ترکیبهای اسانس حاصل از اندامهای گل و برگ گونه S. macrosiphon در مجموع بهترتیب 72 و 1/64 درصد از اجزای اسانس شناسایی گردید. ترکیبهای غالب شناسایی شده در گل شامل لیمونن (9/6 درصد)، آلفا- پینن (8/6 درصد)، اسپاتولنول (8/6 درصد)، میرسن (7/6 درصد)، کاریوفیلن (6/5 درصد) و بتا- پینن (9/4 درصد) بودند؛ این در حالی است که ترکیبهای میرسن (1/8 درصد)، بتا- پینن (8/6 درصد)، لیمونن (1/6 درصد)، آلفا- پینن (2/5 درصد)، اسپاتولنول (1/5 درصد)، کامفور (3/4 درصد) و کاریوفیلن (1/4 درصد) بهعنوان ترکیبهای غالب در برگ، معرفی شدند (Bakhshi Khaniki and Lari Yazd, 2009). در مطالعهای دیگر، اقدام به شناسایی ترکیبهای اسانس مریمگلی لولهای جمعآوری شده از بوشهر، گلپایگان، یزد و شیراز شد که پنج ترکیب لینالول (8/27 - 1/16 درصد)، ای- کاریوفیلن (3/16 - 3/6 درصد)، جرماکرن دی (5/10 – 0 درصد)، کاریوفیلن اکساید (9/26 – 0 درصد) و اسپاتولنول (1/17 – 0 درصد) بهعنوان ترکیبهای غالب مشخص گردیدند (Rajabi et al., 2014).
علت وقوع این نوسانات در اجزای کمی و کیفی اسانس شناسایی شده در بین اندامهای مختلف یک گیاه را بایستی در عوامل مختلف نقشآفرین در این وضعیت جستجو کرد. یکی از ویژگیهای گونههای مختلف جنس Salvia sp. پراکنش کرک در اندامهای مختلف آنها میباشد (Jamzad, 2012). در گونه مریمگلی لولهای تفاوت در ترکیب اسانس بخشهای مختلف گیاه ممکن است ناشی از وجود ساختارهای غده‌ای ترشحی متمایزی باشد که بهطور غیریکنواخت در سراسر گیاه پراکنده شده‌اند. ترکیبات فرار گیاه در این ساختارهای ترشحی اختصاصی تولید و ذخیره میشوند تا خطر خودسمیتی را کاهش دهند و حفظ سطوح بالاتر این ترکیبات به عنوان عامل دفاعی در گیاه ممکن شود. گزارش‌ها نشان می‌دهد که وجود کرکهای غده‌ای ترشحی مختلف با پراکنش غیریکنواخت، منجر به وجود ترکیبات مختلف در اسانس گیاهان در گونههای متعدد از خانواده نعناع است (Jiyanpour and Yavari, 2022; Guesmi et al., 2019; Giuliani et al., 2017; Tiwari, 2016; Biswas et al., 2009). بالا بودن میزان اسانس گل (48/0 درصد) نسبت به سایر اندامهای این گیاه را که در این پژوهش مشخص شده است را میتوان به بالا بودن تعداد گل و گلآذینها در این گونه و بهدنبال آن، تعداد زیاد کرکهای ترشحی در اندامهای زایشی در گونه S. macrosiphon نسبت داد. همچنین، با در نظر گرفتن این مهم که اندام زایشی در گیاهان گلدار که مسوول تجدید نسل از طریق تولید بذر میباشد، از نظر تکاملی، از سلولهایی با حداکثر تمایز سلولی برخوردار میباشد (Xu et al., 2021; Ma, 2005; Clark, 2001)؛ از طرف دیگر، تولید حداکثری متابولیتهای ثانویه مانند اسانس در سلولهای تمایزیافته گیاهان دارویی صورت میگیرد (Li et al., 2020; Verma and Shukla, 2015). بنابراین میتوان گفت احتمال دارد در بافتهای دارای سلولهای با حداکثر تمایزیافتگی مانند بافتهای مختلف اندام زایشی، تولید انواع تنظیم کنندههای رشدی موثر بر این مرحله نموی مانند انواع جیبرلینها، استروئیدها و سایتوکینینها، با غلظتهای بالاتری تولید شوند که میتوانند سیگنالهای لازم برای تشدید بیان ژنهای دخیل در فعال شدن چرخههای بیوسنتزی اسانس را ارسال نمایند (Jamwal et al., 2018). بنابراین، یکی از اهداف اصلاحی برای افزایش حداکثری عملکرد اسانس در این گیاه، میتواند صفتهای تعداد گلآذین و تعداد گل در گلآذین باشد که افزایش میزان آنها باید مورد توجه اصلاحگران قرار گیرد. با توجه به اینکه مریمگلی لولهای گیاهی چندساله میباشد، ساقه آن طی دوره بلوغ از نسبت لیگنین بالاتری برخوردار میشود و این نمو اندام در این گیاه میتواند سبب تغییر در ساختار کرکهای ترشحی خارجی گردد که این امر منجر به پارگی کرکهای ترشحی و از دست رفتن اسانس انباشت شده میشود (Figueiredo et al., 2008)؛ لذا درصد پایین اسانس در ساقه (06/0 درصد) نسبت به سایر اندامهای این گیاه در این تحقیق را میتواند توجیه نماید.
نتیجهگیری نهایی
بهطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد اسانس استخراج شده از اندامهای مختلف هوایی گیاه دارویی مریمگلی لولهای از نظر ترکیبهای عمده و ترکیبهای تشکیل دهنده اسانس، دارای تفاوت میباشند. نتایج این پژوهش حاکی از برخورداری گل این گیاه از بیشترین بازده اسانس (48/0 درصد از وزن خشک)، تقریباً 2 برابر اسانس برگ، بههمراه غنی بودن از ماده مونوترپنی اکسیژندار غیرحلقوی معطر ارزشمندی به نام لینالول بود که میتواند بهعنوان اندام مورد استفاده برای مواد بهداشتی و تمیز کننده مانند صابونها و لوسیونها و نیز داروهای درمان کننده بیماریهای پوستی مدنظر قرار گیرد. اگرچه بخش غالب اسانس هر سه اندام از نوع هیدروکربنهای سزکوئیترپنی تشکیل یافته بود، با این حال، تعداد و تنوع اجزای تشکیل‌دهنده اسانس در اندامهای مختلف تا حدی متفاوت مشاهده گردید که بسته به نیاز و اهمیت هر یک از اجزای تشکیل‌دهنده اسانس در صنایع مختلف، میتوان از ژنوتیپ‌ها و یا اکوتیپ‌هایی با ترکیب اسانس مورد نظر برای برنامه‌های اهلیسازی و تکثیر گیاه استفاده نمود.
سپاسگزاری
بدینوسیله مراتب تشکر و قدردانی خود را از بخش گیاهان دارویی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، بویژه آزمایشگاه فیتوشیمی، بهدلیل مساعدت جهت آنالیز نمونههای اسانس با استفاده از دستگاههای GC و GC/MS را اعلام میداریم.
References
Adams, R.P. (2011). Identification of essential oils by ion trap mass spectroscopy. Academic Press, New York.
Amin, A. (2020). The most common traditional medicinal plants in Iran. Choogan Publication. Tehran, Iran. (In Persian)
Arvin, P. and Firouzeh, R. (2022). Study on phenolic content, antioxidant capacity, and essential oil compounds of Chenopodium botrys L. from Raz and Jargalan regions. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research. 38(4): 519-531. (In Persian)
Bahadori, M.B., Valizadeh, H., Asghari, B., Dinparast, L., Bahadori, S. and Moridi Farimani, M. (2016). Biological activities of Salvia santolinifolia Boiss. a multifunctional medicinal plant. Current Bioactive Compounds. 12(4): 297-305.
Bahadori, M.B., Valizadeh, H. and Farimani, M.M. (2016). Chemical composition and antimicrobial activity of the volatile oil of Salvia santolinifolia Boiss. from southeast of Iran. Pharmaceutical Sciences. 22(1): 42-48.
Bakhshi Khaniki, G. and Lari Yazdi, H. (2009). Survey on essential oils composition in Salvia limbata & Salvia macrosiphon. Biology Journal. 4(1): 33-42.
Biswas, K.K., Foster, A.J., Aung, T. and Mahmoud, S.S. (2009). Essential oil production: relationship with abundance of glandular trichomes in aerial surface of plants. Acta Physiologiae Plantarum. 31: 13–19.
Charchari, S., Chafaa, I., Kassoussi, K., Zekri, M.M., Benhalla, A. and Boudina, N. (2010). Glandular trichomes, secretory cavities and essential oil of Sage (Salvia officinalis L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants. 13(3): 267-274.
British Pharmacopoeia. (2007). Appendix XI. Vol. 2, HMSO, London.
Clark, S. (2001). Cell signaling at the shoot meristem. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2: 276–284.
Clebsch, B. (2003). The new book of Salvias: Sages for every garden. Timber Press, Portland.
Davies, N.W. (1998). Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon and Carbowax 20M phases. Journal of Chromatography. 503: 1-24.
Feduraev, P., Chupakhina, G., Maslennikov, P., Tacenko, N. and Skrypnik, L. (2019). Variation in phenolic compounds content and antioxidant activity of different plant organs from Rumex crispus L. and Rumex obtusifolius L. at different growth stages. Antioxidants. 8(7): 237.
Figueiredo, A.C., Barroso, J.G., Pedro, L.G. and Scheffer, J.J.C. (2008). Factors affecting secondary metabolite production in plants: volatile components and essential oils. Flavour and Fragrance Journal. 23(4), 213–226.
Gohari, A.R., Ebrahimi, H., Saeidnia, S., Foruzani, M., Ebrahimi, P. and Ajani, Y. (2011). Flavones and flavone glycosides from Salvia macrosiphon Boiss. Iranian Journal of Pharmaceutical Research. 10(2): 247-251.
Guesmi, F., Saidi, I., Bouzenna, H., Hfaiedh, N. and Landoulsi, A. (2019). Phytocompound variability, antioxidant and antibacterial activities, anatomical features of glandular and aglandular hairs of Thymus hirtus Willd. Ssp. algeriensis Boiss. and Reut. over developmental stages. South African Journal of Botany. 127: 234–243.
Giuliani, C., Ascrizzi, R., Tani, C., Bottoni, M., Maleci Bini, L., Flamini, G. and Fico, G. (2017). Salvia uliginosa Benth.: Glandular trichomes as bio-factories of volatiles and essential oil. Flora. 233: 12–21.
Hamedi, A., Jamshidzadeh, A., Ahmadi, S., Sohrabpour, M. and Zarshenas, M.M. (2016). Salvia macrosiphon seeds and seed oil: pharmacognostic, anti-inflammatory and analgesic properties. Research Journal of Pharmacognosy. 3(4): 27-37.
Hazzoumi, Z., Moustakime, Y. and Amrani Joutei, K. (2020). Essential oil and glandular hairs: diversity and roles. Essential Oils of Nature. 2: 1-16.
Hedayati, A., Mirjalili.M.H. and Hadian, J. (2016). Chemical diversity in the essential oil from different plant organs of Salvia sahendica Boiss. & Buhse. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology) 29: 908-918. (In Persian)
Heydari, Z., Yavari, A., Jafari, L. and Mumivand, H. (2020). Study on the chemical diversity of essential oil from different plant parts of Salvia sharifii Rech. f. & Esfand. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 36(4): 627-641. (In Persian)
Jalali, K., Yavari, A., Jafari, L. and Mumivand, H. (2021). Comparison of essential oil content and composition of different parts from Teucrium polium L. in natural habitat of Kerman province. Journal of Plant Process and Function. 10: 175-188. (In Persian)
Jamwal, K., Bhattacharya, S. and Puri, S. (2018). Plant growth regulator mediated consequences of secondary metabolites in medicinal plants. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants. 9: 26-38.
Jamzad, Z. (2012). Flora of Iran (Vol. 76): Lamiaceae. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran, Iran.
Javidnia, K., Miri, R. and Jamalia, A. (2005). Composition of the essential oil of Salvia macrosiphon Boiss. from Iran. Flavour and Fragrance Journal. 20: 542–543.
Jiyanpour, M. and Yavari, A. (2022). Extraction and determination of content and composition of essential oils of vegetative and reproductive organs of Zataria multiflora. Plant Process and Function. 11(49): 55-62. (In Persian)
Karalija, E., Dahija, S., Tarkowski, P. and Ćavar Zeljković, S. (2022). Influence of climate-related environmental stresses on economically important essential oils of Mediterranean Salvia sp. Frontiers in Plant Science. 13: 864807.
Li, Y., Kong, D., Fu, Y., Sussman, M.R. and Wu, H. (2020). The effect of developmental and environmental factors on secondary metabolites in medicinal plants. Plant Physiology and Biochemistry. 148: 80-89.
Ma, H. (2005). Molecular genetic analyses of microsporogenesis and microgametogenesis in flowering plants. Annual Review of Plant Biology. 56: 393-434.
Maina, S., Ryu, D.H., Bakari, G., Misinzo, G., Nho, C.W. and Kim, H.Y. (2021). Variation in phenolic compounds and antioxidant activity of various organs of African Cabbage (Cleome gynandra L.) accessions at different growth stages. Antioxidants. 10(12): 1952.
Matloubi Moghddam, F., Amin, G. and Safavi Poorsohi, E. (2000). Composition of stem bark essential oil from Salvia macrosiphon Boiss. DARU Journal of Pharmaceutical Sciences. 8(1-2): 28-29. (In Persian)
Mozaffarian, V. (2007). A Dictionary of Iranian plant names. Farhang Moaser, Tehran, Iran.
Omidbaigi, R. (2007). Approaches to the production and processing of medicinal plants, Volume I, Behnashr Publication. Mashad.
Rajabi, Z., Ebrahimi, M., Farajpour, M., Mirza, M. and Ramshini, H. (2014). Compositions and yield variation of essential oils among and within nine Salvia species from various areas of Iran. Industrial Crops and Products. 61: 233–239.
Rechinger, K.H. (1982). Flora Iranica (Vol. 152). Graz: Akademische Druck- und Verlagsanstalt, Austria.
Sajjadi, S.E., Emami, S.A. and Nemati, R. (2000). Composition of the essential oil of Salvia macrosiphon Boiss. Pharmaceutical Sciences. 3: 51-56.
Sefidkon, F., Mirza, M. and Javidtash, I. (2005). Essential oil composition of Salvia macrosiphon Boiss. from Iran. Journal of Essential Oil Bearing Plants. 8(2): 126-129.
Shibamoto, T. (1987). Retention indices in essential oil analysis. In Capillary Gas Chromatography in Essential Oil Analysis, Sandra P, Bichi C (Eds). Alfred Heuthig, New York.
Tiwari, P. (2016). Recent advances and challenges in trichome research and essential oil biosynthesis in Mentha arvensis L. Industrial Crops and Products. 82: 141–148.
Verma, N. and Shukla, S. (2015). Impact of various factors responsible for fluctuation in plant secondary metabolites. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants. 2(4): 105-113.
Valifard, M., Mohsenzadeh, S. and Kholdebarin, B. (2017). Salinity Effects on phenolic content and antioxidant activity of Salvia macrosiphon. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions A: Science. 41: 295–300. (In Persian)
Xu, X., Smaczniak, C., Muino, J.M. and Kaufmann, K. (2021). Cell identity specification in plants: lessons from flower development. Journal of Experimental Botany. 72(12): 4202-4217.
Yavari, A. (2022). Study on essential oil variability of Salvia sharifii Rech. f. & Esfand. in different natural habitats of Hormozgan province. Ecophytochemistry Journal of Medicinal Plants. 9(4): 33-47. (In Persian)
Analysis and Identification of Essential Oil Constituents in the Vegetative and Reproductive Organs of Salvia macrosiphon Boiss. in Natural Habitat of Fars Province
Abstract
This study is the first to investigate the chemical composition of three organs (flower, leaf and stem) essential oils of Salvia macrosiphon Boiss., which grows wild and belongs to Lamiaceae family, in Fras procince. In the present experiment, 30 plants in full flowering stage were randomly prepared from Jahrom region of Fars province and divided into three groups of 10 and then flowers, leaves and stems of each group were isolated for testing. Essential oil was extracted from each organ with three replications and in each repetition 200 g of plant material was done by hydro-distillation using Clevenger apparatus and they were analyzed by a combination of GC-FID and GC-MS techniques, to check for chemical variability. The yield of essential oil (w/w%) was the highest in flowers (0.48%) > then in leaves (0.28%) > and finally in stems (0.06%). The total number of compounds identified and quantified were twenty-five in flowers, eighteen in leaves and twenty-one in stems, representing 93.1%, 93.4% and 92.2% of the total oil, respectively. Results of essential oil compound analysis illustrated that flower expressed a high content of linalool. Meanwhile, bicyclogermacrene + (E)-caryophyllene and germacrene D + bicyclogermacrene were the major compounds in leaf and stem organs, respectively. Also, results showed that sesquiterpene hydrocarbons were the common and the highest amount in the three studied organs, which were the highest in leaves (69.1%) > then stems (68.0%) > and at last in flowers (34.5%). The highest level of oxygenated monoterpens was found at the flower part, represented by 27.3% of linalool. In conclusion, the plant organs of S. macrosiphon affected its essential oil quality and its concentration. Flowers were the most beneficial organ of this species for essential oil and linalool compound productions.
Keywords: Essential oil, Ester compounds, Lamiaceae, Plant part, Salvia macrosiphon.
