بخشی از مقاله
چکیده
جنس سورگوم سرشار از متابولیتهای ثانوی از جمله مواد فنلی است که تعیین مقدار و تنوع و ردیابی تجمع آنها در اندامهای گیاهی میتواند به شناسایی پتانسیل آنها برای مهار زیستی آفات و بیماریهای گیاهی و علفهای هرز و نیز برخی بیماریهای انسانی به ویژه سرطانها کمک نماید. در این پژوهش، کمیت و کیفیت ترکیبات فنلی ریشه، ساقه و برگ سورگوم دانهای، علوفهای، قندی، جارویی و علف هرز قیاق با استفاده از اسپکتروفوتومتر و گاز کروماتوگرافی اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که مقدار ترکیبات فنلی سورگوم جارویی به ویژه در برگ از سایرین بیشتر بود. همچنین مقدار ترکیبات فنلی قیاق به ویژه در برگ از سایر واریته های زراعی سورگوم بیشتر بود. از بین 25 ترکیب شناسایی شده، برگ سورگوم جارویی 24 مورد از آنها را در خود داشت. سینامیک اسید در قیاق یافت نشد. سورگوم علوفه ای نیز فاقد سیانیدین بود. در نهایت، گیاهان مورد مطالعه سرشار از مواد فنلی یافت شدند ولی سورگوم جارویی چندین برابر مقدار سایرین از این مواد برخوردار بوده و تنوع بیشتری هم داشت که میتواند در مطالعات بعدی مدنظر باشد.
مقدمه و هدف
جنس Sorghum از تیره گندمیان،پنجمین غله عمده جهان است که عمدتاً در آسیا و آفریقا به عنوان محصول غذایی استفاده میشود .[8,21] سورگوم اهلی و زراعی دارای چهار واریته دانهای یا کفیر1، قندی یا سورگو2، علوفهای یا سودانگرس3 و جارویی4 میباشد .[3] سورگوم یکی از مهمترین گیاهان آللوپاتیک بوده و سورگابی که از خیسانده ساقه خرد شده آن به دست میآید، به عنوان یک فرآورده زیستی برای مهار علفهای هرز استفاده میشود .[2] ترکیبات فنلی ترکیباتی هستند که جزء اصلی در خاصیت آللوپاتیک گیاهان میباشند .[11] سورگوم منبع خوب ترکیبات فنلی از جمله فنلیک اسیدها، فلاونوئیدها و تاننهای فشرده است .[10] ترکیبات فنلی و تاننها در سطوح بالاتر از سایر ترکیبات - تا 10 الی 100 برابر - گزارش شدهاند .
[19] بیشتر سورگومها تاننهای فشرده ندارند اما همه آنها اسیدهای فنولیک را دارند .[11] ظاهراً فنلها به عنوان متابولیتهای ثانوی در سورگوم، آنها را در برابر حشرات و بیماریها محافظت میکنند [14] و تنها موادی هستند که به عنوان آنتی اکسیدان عمل میکند .[12] رادیکالهای آزاد نقش مهمی در ابتلا به بیماریهایی مانند سرطان، تصلب شرائن، آرتریت روماتوئید، بیماریهای التهاب روده و آب مروارید دارند [23] و ترکیبات فنلیک ممکن است با کاهش رادیکالهای آزاد و در نتیجه کاهش سطح کلسترول [10]، کاهش بیماریهای قلبی و عروقی و کاهش قابلیت هضم آهسته، از خطر ابتلا به بیماریها بکاهد .[8] نقش دیگر آنتی اکسیدانها شامل اثر ضدقارچی، ضدباکتریایی و ضدویروسی است .[15] از آنجا که سورگومهای مختلف سرشار از این متابولیتهای ثانوی میباشند، تعیین مقدار و نیز تنوع این مواد و ردیابی تجمع آنها در اندامهای مختلف گیاهی میتواند به مقایسه پتانسیل آنها از لحاظ مهار زیستی علفهای هرز و نیز پیشگیری و مهار برخی بیماریهای انسانی به ویژه سرطانها و نیز با توجه به خاصیت میکروبکشی این مواد، اثر آنها بر بیماریهای گیاهی کمک نماید.
همچنین این تحقیق، در تهیه فرآورده سورگاب - خیسانده ساقه خرد شده سورگوم بالغ در آب به مدت 24 ساعت - [9]و این که کدام نوع سورگابِ تهیه شده از این واریتههای بر مهار علفهای هرز اثر بیشتری خواهد داشت، میتواند مهم و قابل مطالعه باشد. بنابراین ضروری است که نوع و میزان ترکیبات فنلی در واریتههای مختلف سورگوم اعم از سورگوم دانهای، قندی، جارویی و علوفهای برای تعیین منابع ترکیبات با خواص بینظیر آن تعیین گردد. این تحقیق با هدف تعیین میزان ترکیبات فنلی و نوع آنها در واریتههای مختلف سورگوم شامل علوفهای، قندی، جارویی و دانهای و علف هرز مشخص انجام شد.
تئوری و پیشینه تحقیق
استفاده از ویژگی آللوپاتیک گیاهان میتواند نقش مهمی در مدیریت و کنترل علفهای هرز ایفا کند. این گیاهان از طریق تولید متابولیتهای ثانوی که به محیط اطراف خود رها میکنند تأثیر منفی بر جوانهزنی و رشد گیاهان هرز مجاور گذاشته و از طریق رشد و تراکم آنها را محدود میکند. بنابراین استفاده از این نوع گیاهان و بقایای آنها میتواند موجب کاهش مصرف علفکشها شود .[4] شناسایی بعضی از این مواد ثانویه منجر به تولید علفکشهای طبیعی شده است .[9] معرفی و توسعه علفکشهای جدید ابزار مناسبی برای مدیریت علفهای هرز در اختیار کشاورزان قرار داده است. استفاده از این علفکشها منجر به مهار بهتر علفهای هرز در مقیاس سطح شده است، که امروزه از ارکان اصلی کشاورزی نوین محسوب میشود .[5]
بررسی بانک ژرم پلاسم سورگوم نشان میدهد که تنوع زیادی در کل ترکیبات فنلی و فعالیت آنتی اکسیدانی وجود دارد. سورگوم شامل فلاونوئیدها، تاننهای فشرده و اسیدهای فنلی است که در همه انواع سورگوم یافت شده و به طور عمده در پریکارپ، تستا، لایه آلئورون وآندوسپرم واقع شده است .[14] تجزیه و تحلیل 33 واریته از سه گونه سورگوم، هیبرید سورگوم- سودانگراس و سودانگراس کشت شده در چین نشان داد که نمونههای سودانگراس و هیبرید سورگوم-سودانگراس غلظت بالاتری از ترکیبات فنلی را نسبت به سورگوم دارند .[18] اسیدهای فنلی آزاد و متصل سورگوم با فاز معکوس HPLC جداسازی شده است . [13] تعداد هشت اسید فنلی اصلی با قطبهای مختلف شامل گالیک، protocatechuic، -p هیدروکسی بنزوئیک، وانیلیک، کافئیک، -p کوماریک، فرولیک و سینامیک معرفی شده است.
نوعی از سورگوم قهوهای بالاترین مقدار اسیدهای فنلی آزاد را دارد. رقم سورگوم مقاوم در برابر حمله قارچها هم تنوع بیشتر و هم مقادیر بزرگتری از اسیدهای فنلی در فرم آزاد را دارد. ارقام سفید بدون رنگدانه تستا کمترین مقدار اسیدهای فنلی و ارقام قهوهای سطوح بالاتر فرم آزاد را دارند .[24] سورگوم گلیکوزیدهای سیانوژندار تولید و آزاد میکند و تعدادی از فرآوردههای فنولی حاصل از تجریه گلیکوزیدها باعث کنترل کوتاه مدت - کمتر از هشت هفته - رشد گیاهان در مزرعه و گلخانه میشود .[17] ریشه سورگوم یک زنجیر طویل هیدروکوئینون به نام سورگولئون ترشح مینماید که فیتوتوکسین میباشد .[16] عصاره ریشه سورگوم، محتوی دی هیدروکوئینون است که به سرعت به-pبنزوکوئینون - سورگولئون - اکسیده میشود. سورگولئون سمیترین ترکیب سورگوم است و در خاکی که در سال قبل سورگوم رشد کرده، وجود دارد. بنابراین اثر دگرآسیبی سورگوم را
به سورگولئون نسبت میدهند .[20] سورگولئون، بازدارنده رشد ریشه تاجخروس و کاهو و انباشتگی وزن تر کاهو میباشد .[7] عصاره اتانولی ریشه سورگوم در غلظتهای مختلف بر گاودانه، تاجخروس، تاتوره، علفخرچنگ، سوروف، کاهو، زلفپیر، دمروباهی، گندم و ذرت اثر بازدارندگی داشته و جوانهزنی و رشد گیاهان را کاهش میدهد .[22] از میان بازدارندههای رشد سورگوم، اسیدهای فنلی فرولیک، -pکوماریک، وانیلیک، سیرینژیک و -pهیدروکسی بنروئیک را میتوان نام برد که از بقایای در حال تجزیه سورگوم جدا شدهاند .[6]
مواد و روش ها
بذر واریتههای سورگوم زراعی شامل سورگوم دانهای، علوفهای، قندی و جارویی از مؤسسه اصلاح نهال و بذر کرج دریافت و بذر علف هرز قیاق جمع آوری شده از مزارع اطراف میانه در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد میانه در گلدانهایی به ابعاد 30 × 30 سانتیمتر کشت و به میزان 0/5 لیتر به ازای هر گلدان دو بار در هفته بدون اضافه کردن هر نوع کود و سم آبیاری گردید. بعد از سه ماه اندامهای ریشه، ساقه و برگ هر یک از سورگومها به تفکیک برداشت شد. اندامهای گیاهی پس از سه بار شستشو با آب مقطر به قطعات حدود 1 سانتیمتری خرد و سپس به مدت 72 ساعت در آون 50 درجه سلسیوس قرار داده شدند. مواد گیاهی خشک شده توسط مخلوطکن به شکل پودر در آورده شد.
پودرهای به دست آمده از الک آزمایشگاهی 20 مش گذرانده شد. سپس 10 گرم از پودرهای اندامهای مختلف سورگومها در 100 میلیلیتر آب مقطر خیسانده و به مدت 24 ساعت روی شیکر قرار داده شد. به منظور صاف شدن، عصارهها از پمپ خلاء گذرانده شده و به کمک میکروسانتریفوژ - Hettich Micro 22R, Germany - با سرعت 6000 دور در دقیقه به مدت 20 دقیقه در دمای 10 درجه سلسیوس سانتریفوژ شده و محلول صاف عصارهها به دست آمد.
برای اندازهگیری میزان ترکیبات فنلی، 10 میلیلیتر عصاره آبی یک درصد هر یک از اندامهای ریشه، ساقه و برگ واریتههای سورگوم زراعی با 1/5 میلیلیتر کربنات سدیم 20 درصد به اضافه 0/5 میلیلیتر معرف فولین سیوکالتو1 مخلوط شد و برای کامل شدن واکنش به مدت 1 ساعت در دمای اتاق نگهداری شد .[1] سپس جذب نوری عصارهها در طول موج 288 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر - Hach DR5000, USA - خوانده شد. منحنی استاندارد با استفاده از غلظتهای 0، 0/01، 0/02، 0/03، 0/04، 0/05، 0/06، 0/07، 0/08، 0/09، 0/1، 0/11، 0/12، 0/13، 0/14، 0/15، 0/16، 0/17، 0/18، 0/19 و 0/2 میلیگرم در میلیلیتر اسید وانیلیک رسم شد. طول موجهای قرائت شده عصارهها با استفاده از معادله خط رگرسیون به دست آمده از منحنی استاندارد اسید وانیلیک محاسبه شد - شکل . - 1 طرح آماری مورد استفاده در این آزمایش ازنوع فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار بود. نتایج با نرم افزار MSTAT-C تجزیه واریانس و مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح %5 انجام شد.
