دانلود فایل
بزرگترین مرجع دانلود فایلدانلود فایل
بزرگترین مرجع دانلود فایلبررسی نقش سیلیکون در کاهش اثرات کادمیوم بر رشد گیاهچه گوجه فرنگی(Lycopersicum esculentum)
 بررسی نقش سیلیکون در کاهش اثرات کادمیوم بر رشد گیاهچه گوجه فرنگی(Lycopersicum esculentum)فهرست مطالب عنوانصفحه فصل اول : مقدمه 1-1-فلزات سنگین و سمیت آنها1 1-2-کادمیم و سمیت آن در گیاهان عالی2 1-3-سیلیکون و نقش آن در تنش فلزات سنگین 5 1-4-روش های اعمال تنش کادمیم در آزمایشگاه 6 1-5- گوجه فرنگی7 1-5-1- مشخصات گیاه شناسی و شرایط رشد 7 1- 5-2- اهمیت اقتصادی8 1-5-3- اهداف پروژه 9 فصل دوم: مروری بر پژوهش‌ها 2-1- جذب و انتقال کادمیم و تأثیر آن بر جذب و انتقال عناصر غذایی در گیاه11 2-2- تجمع و سمیت زدایی کادمیم در گیاه 13 2-3- تأثیر کادمیم بر مراحل متابولیکی گیاه 14 2-4- تأثیر کادمیم بر فعالیت سیستم های آنتی اکسیدانت و مقدار پراکسیداسیون چربی16 2-5-تأثیر کادمیم بر تراکم پرولین17 2-6- برطرف کردن کادمیم خاک با استفاده از گیاهان متراکم کننده 18 2-7- نقش سیلیکون در کاهش تنش فلزات سنگین 19 فصل سوم: مواد و روش‌ها 3-1- تهیه بذر22 3-2- مواد لازم برای تنش کادمیم وتیمارسیلیکون 22 3-3-تهیه محیط کشت برای تنش کادمیم22 3-3 -1-روش کار23 3-4- اندازه گیری وزن تر ساقه و ریشه گیاهچه گوجه فرنگی 23 3-5- اندازه گیری مقدار کلروفیل و کاروتنوئید در برگ گیاهچه گوجه فرنگی23 3-5-1- مواد و محلول های مورد نیاز 24 3-5-2- روش آزمایش24 3-6- اندازه گیری مقدار آنتوسیانین در برگ گیاهچه های گوجه فرنگی24 3-6-1-مواد و محلولهای مورد نیاز24 3- 6-2- روش آزمایش25 3-7- اندازه گیری مقدار اسیدآمینه پرولین در برگ گیاهچه گوجه فرنگی 25 3-7-1- مواد و محلول های مورد نیاز 25 3-7-2- تهیه محلول نین هیدرین25 3-7-3- روش آزمایش25 3-8- اندازه گیری مقدار اکسایش لیپیدهای غشایی برگ وریشه 26 3-8-1- مواد ومحلولهای مورد نیاز26 3-8-2- روش کار 26 3-9-اندازه گیری مقدار پتانسیل آنتی اکسیدانی در برگ گیاهچه گوجه فرنگی27 3-9-1-مواد ومحلولهای مورد نیاز 27 3-9-2-تهیه عصاره متانولی 27 3-9-3-تهیه محلول استاندارد..........................................................................28 3-9-4-روش کار.................................................................................................28 3-10- اندازه گیری مقدار کادمیم برگ و ریشه در گیاهچه گوجه فرنگی................29 3-10-1-مواد ومحلول های مورد نیاز...............................................................29 3-10-2-روش کار..............................................................................................30 3-11- تجزیه وتحلیل آماری داده ها ........................................................................31 فصل چهارم: نتایج 4-1- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان کلروفیل ...................33 4-2- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان کاروتنوئید................34 4-3-اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پراکسیداسیون چربی برگ.......................................................................................35 4-4-اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پراکسیداسیون چربی ریشه.......................................................................................36 4-5- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پرولین برگ...............37 4-6- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر غلظت کادمیم ریشه و اندام هوایی.....................................................................................................38 4-7- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر وزن تر اندام هوایی ..............39 4- 8-اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر وزن تر ریشه..........................40 4-9- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان آنتوسیانین ................41 4-10- اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پتانسل آنتی اکسیدانی برگ های گیاه.........................................................................42 4-11-آزمایش خاک......................................................................................................43 فصل پنجم: بحث 5-1-بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید برگ ها...................................................................................45 5-2- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پراکسیداسیون چربی در برگ ها وریشه..................................................................46 5-3- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پرولین برگ ها............................................................................................................47 5-4- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان کادمیم در ریشه و برگ ها.........................................................................................47 5-5- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان وزن تر اندام هوایی و ریشه......................................................................................48 5-6- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان آنتوسیانین گیاه..................................................................................................49 5-7- بررسی اثر کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون بر میزان پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه.............................................................................................49 نتیجه گیری.........................................................................................................51 پیشنهادات پژوهشی آینده................................................................................................52 فهرست منابع .......................................................................................................................53 فهرست شکل ها عنوان صفحه شکل 4-1- مقادیر کلروفیل تحت تیمار کادمیم وغلظت های مختلف سیلیکون..............................................................................................34 شکل 4-2- مقادیر کاروتنوئید تحت تیمار کادمیم وغلظت های مختلف سیلیکون..............................................................................................35 شکل 4-3-مقادیر پراکسیداسیون چربی برگ ها تحت تیمار کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون .......................................................................36 شکل 4-4-مقادیر پراکسیداسیون چربی ریشه تحت تیمار کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون.........................................................................37 شکل 4-5-مقادیر پرولین تحت تیمار کادمیم و غلظتهای مختلف سیلیکون............................................................................................................38 شکل 4-6-مقدار غلظت کادمیم در اندام زیرزمینی و هوایی تحت تیمار کادمیم و غلظت های مختلف سیلیکون....................................................39 شکل 4-7-مقادیر وزن تر اندام هوایی تحت تیمار کادمیم و غلظتهای مختلف سیلیکون............................................................................40 شکل 4-8-مقادیر وزن تر ریشه تحت تیمار کادمیم و غلظتهای مختلف سیلیکون ..................................................................................................41 شکل 4-9 - مقادیر آنتوسیانین تحت تیمار کادمیم وغلظت‌های مختلف سیلیکون...............................................................................................................42 شکل 4-10 - مقادیر پتانسیل آنتی اکسیدانی تحت تیمار کادمیم و غلظتهای مختلف سیلیکون .................................................................................................43 فصل اول 1- مقدمه 1-1- فلزات سنگین و سمیت آنها الگوی فعالیت های صنعتی امروزی به آلودگی های زیست محیطی،به ویژه آلودگی بافلزات سنگین منجرمی شود[Chehregani and malayeri, 2007] . آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین با حفر معادن و فعالیت‌های صنعتی در اواخر قرن نوزده و اوایل قرن بیستم میلادی آغاز شد. با گسترش روزافزون صنایع، افزایش آلودگی فلزات سنگین و مساله مقاومت موجودات زنده به این سمیت موضوعی است که بطور وسیع در سی سال اخیر مورد توجه قرار گرفته است [Sanita di Toppi and Gabrielli, 1999; Clements et al., 2002]. این آلودگی ها از منابع روبه افزایش فعالیت های انسانی هم چون پساب های صنعتی، فاضلاب های شهری، فعالیت های کشتی‌سازی، باقیمانده سموم کشاورزی، زباله‌های شهری، عملیات حفر معدن و کودهای شیمیایی وارد آب های جاری و خاک ها شده و اثرات سمی خود را بر گیاهان، جانوران و میکروارگانیسم‌های خاک اعمال می‌نمایند Macfarlane and Burchett, 2001][. پنجاه و دو عنصر از نود عنصر موجود در طبیعت فلزات سنگین هستند. در میان این فلزات نقره (Ag)، آرسنیک (As)، جیوه (Hg)، کادمیم (Cd)، سرب (pb) وآنتیموان (sb) هیچ عملکرد شناخته شده‌ای بعنوان عنصر غذایی در گیاهان نداشته و کم و بیش دارای اثر سمیت در گیاهان هستند [Niess, 1999]. دانش میان کنش گیاهان و فلزات سنگین نه تنها برای حفظ محیط زیست دارای اهمیت است بلکه برای کاهش خطرات ناشی از حضور فلزات سنگین در زنجیرة غذایی نیز مهم است. هرساله بیش ازیک سوم افراد کشورهای توسعه یافته به بیماری های ناشی ازمواد غذایی گرفتار می شوند و میزان مرگ ومیرناشی از بیماری های منتج از آلاینده های مواد غذایی، درکشورهای درحال توسعه، سالانه 2/2میلیون نفر گزارش شده است [Sichul et al., 2007] . فلزات سنگین از طریق تغذیه انسان از گیاهان وارد بدن وی می شود. سمیت فلزات سنگین در بدن انسان شامل صدمه به سیستم عصبی، کبد، کلیه‌ها، عروق قلب و بافت استخوان، سرطانزایی و جهش میشود که در این میان سمیت کادمیم به طور گسترده‌ای مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در مورد کادمیم تخمین زده شده است که چنان چه غلظت آن در کلیه از 200 میکروگرم در گرم تجاوز کند اثرات بحرانی در بدن ایجاد خواهد شد [Das et al., 1997]. انتقال کادمیم در خون بوسیله گلبول های قرمز و پروتئین‌های با وزن مولکولی زیاد هم چون آلبومین صورت می‌گیرد. جذب کادمیم بوسیله کاتیون های دو ظرفیتی و سه ظرفیتی مانند روی (Zn+2) ومنیزیم( Mg+2) کاهش می‌یابد و در اثر کمبود آهن جذب آن افزایش می‌یابد [Goyer, 1991]. 1-2- کادمیم و سمیت آن در گیاهان عالی کادمیم یک عنصر غیرضروری برای گیاه است که می تواند رشد و تکوین گیاه را تحت تأثیر قرار دهد. این ماده در طبیعت بصورت فلز آزاد نیست و اغلب به صورت یک ماده معدنی در ترکیب با عناصر دیگر همچون اکسیژن (Cadmium Oxide)، کلر (Cadmium Chloride) و گوگرد (Cadmium Sulfide) است [Norberg, 1974]. درگزارشی دیگر[Bingham, 1989] بیان شد که کادمیوم عمدتا به صورت یون فلزی آزاد در محلول خاک وجود دارد فرم قابل جذب کادمیوم توسط گیاه کاملا مشخص نشده است ولی به نظر می رسد که ریشه عمدتا یون فلزی آزادCd+2 را از محلول خاک جذب می کند[Alloway, 1990] . عوامل متعددی درجذب کادمیوم توسط گیاه تاثیردارند، که از آن جمله می توان به غلظت کادمیوم خاک و میزان دردسترس بودن آن، تغییر شکل درحضورموادآلی دیگر، ترشحات ریشه، وجود مایکوریزا PH , خاک ، مواد آلی موجود در خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک ،پتانسیل احیاکنندگی، دما وغلظت فلزات دیگراشاره نمود. خاکی که دارای غلظت کادمیم 32/0 الی 1 میلی مولار در محلول خاک باشد به عنوان یک خاک آلوده متوسط تا بسیار سمی شناخته میشود. [Wagner, 1993] این ماده از طریق استخراج معادن فلزی، فاضلاب های خانگی و صنعتی، سوزاندن ذغال سنگ، زباله‌های خانگی، کارخانه‌های سیمان، دود اگزوزها، ساییدگی لاستیک های چرخ اتومبیل و نشت روغن های صنعتی در خاک های حاشیه جاده‌ها و ایستگاه‌های تولید برق وارد اکوسیستم میشود [Sanita Toppi and Gabrielli, 1999]. کادمیم بعنوان یک آلوده کننده بسیار قوی شناخته شده است که این مسأله به دلیل سمیت شدید آن در غلظت کم و حلالیت بالای آن در آب است. کادمیم جذب عناصر غذایی توسط گیاه را تغییر می‌دهد. این تغییر می‌تواند از طریق رقابت با عناصر پتاسیم (K)، منیزیم (Mg)، کلسیم (Ca)، منگنز (Mn)، مس (Cu)، روی (Zn) و نیکل (Ni) باشد. تأثیر کادمیم بر جذب عناصر ذکر شده یا به دلیل ورود کادمیم از طریق ناقلین غشایی این عناصر باشد یا به علت تأثیر منفی کادمیم بر جمعیت میکروارگانیسم های خاک و تغییر در تحرک عناصر خاک میباشد [Moreno et al., 1999]. کادمیم دارای اثرات منفی بر متابولیسم
گیاه هم چون کاهش جذب عناصر غذایی، ممانعت از فتوسنتز از راه تأثیر بر
متابولیسم کلروفیل و ساختار کلروپلاست ها، فعالیت فتوسیستم II و آنزیم های
متابولیسم کربن فتوسنتزی و تغییر در متابولیسم نیتروژن میباشد. این عنصر
باعث تغییر در ساختمان چربی‌ها و عملکرد غشاها شده و فعالیت آنزیمی وابسته
به غشاها مثل Liang, 2005; Karantev et al., 2006][. سمیت کادمیم موجب تنش اکسیداتیو میشود که این مسأله هم به دلیل تولید رادیکال های آزاد اکسیژن است و هم به دلیل کاهش عملکرد سیستم آنتی اکسیدانت آنزیمی و غیرآنزیمی در گیاه میباشد [Somashekariaiah et al., 1992; Gallego et al., 1996; Sandalio et al., 2001] در سطح مولکولی کادمیم با تشکیل باندهای تیول فلزی و دگرگونی باندهای سولفیدریل باعث تغییر در ساختمان ثانویه پروتئینها و تغییر در وضعیت اکسیداسیون و احیاء سلول میشود. همچنین با دخالت در فرایند انتقال الکترون در کلروپلاست و میتوکندری موجب افزایش تولید رادیکال های آزاد و صدمه به پروتئینها، لیپیدها و بیومولکول های دیگر میشود [Prasad et al., 2001]. گیاهان با شبکه درهمی از مکانیسم های فیزیولوژیکی و مولکولی به سمیت کادمیم پاسخ می‌دهند که شامل نگهداری و تجمع فلزات در دیواره سلولی و ترشحات ریشه میباشد. کلات شدن درون سلولی فلزات با اسیدهای آلی، آمینواسیدها، فریتین‌ها، فیتوکلاتین ها، متالوتیونین ها و انتقال آنها به درون واکوئل از دیگر موارد است. القای سنتز آنتی اکسیدانت های آنزیمی و غیر آنزیمی نیز جزء پاسخ های دفاعی بیوشیمیایی محسوب میشود [Sanita Toppi and Gabrielli, 1999; Hall, 2002; Cho et al., 2003]. فیتوکلاتین‌ها و متالوتیونین‌ها شناخته شده‌ترین مولکول های پروتئینی متصل شونده به فلزات هستند که غنی از سیستئین میباشند. متالوتیونین‌ها توسط ژن بیان میشوند و فیتوکلاتین‌ها بصورت آنزیمی سنتز میشوند [Cobbet and Goldsbrough, 2002] . امروزه تکنیک های بسیاری برای رویارویی با تنش فلزات سنگین به کار می‌رود. برای مثال می توان استفاده از گیاهان متحمل به فلزات سنگین برای پاکسازی محیط (phytoremediation)، استفاده از قارچ مایکوریزا و استفاده از کمپوست را نام برد. تغییر در عناصر غذایی خاک هم چون افزودن سیلیکون به عناصر غذایی خاک و هم چنین تیمار کردن بذرها قبل از کاشت و یا حتی تیمار گیاه کامل با سالیسیلیک اسید، متیل جالسمونات، اکسید نیتروژن و پراکسید هیدروژن از روش هایی است که در سال های اخیر به منظور کاهش تنش کادمیم در گیاهان بسیار مورد توجه قرار گرفته است [Schutzendubel and Polle, 2002; Liang, 2005; Karantev, 2006; Keramat, 2009; Popova et al., 2009] . 1-3- سیلیکون و نقش آن در تنش فلزات سنگین سیلیکون (Silicon) (31درصد) بعد از اکسیژن (49درصد) دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است که غلظت آن 1/0 تا 6/0 میلی مولار در محلول خاک میباشد. سیلیکون در خاک به صورت اکسیدهای سیلیکون یا سیلیکات ها وجود دارد. گیاهان سیلیکون را بصورت سیلیسیک اسید(Si(OH)4 )جذب میکنند [Epstein, 1994]. تجمع سیلیکون در گیاهان بسته به جنس گیاه از 1% تا 10% وزن خشک گیاه متفاوت است. رسوب سیلیکون در داخل و خارج سلول های گیاهی به صورت (SiO2.nH2O) است. بیشتر گیاهان Si را از راه انتشار و جریان توده‌ای جذب میکنند، اگرچه گیاهان تجمع دهنده Si مانند گیاهان خانواده گندمیان Poaceae و دم اسبیان Equicetaceae قادرند Si را بصورت فعال نیز جذب نمایند. گیاهان زیادی به خصوص دولپه‌ای‌ها قادر به تجمع زیاد Si در خود نیستند که این مسأله مربوط به تراکم متفاوت در ناقلین Si در ریشه گیاهان است [Ma, 2004; Curie and Perry, 2007]. اگرچه Si جزء عناصر ضروری محسوب نمی‌شود اما اثرات مفید آن بر رشد، تکوین، باروری و افزایش فعالیت آنزیم های ضداکسنده وکاهش میزان [1]ROS درسلول های گیاهی و مقاومت به تنش های زنده و غیرزنده در جنس های مختلف گیاهی مشاهده شده است [Epstein, 1994; Ma, 2004]. سیلیکون می‌تواند به صورت یک لایه در زیر اپیدرم برگ ها و یا به صورت اجسام سیلیکونی در اپیدرم برگ ها و ساقه، در غلاف برگ ها، در بافت آوندی در دایره محیطیه و آندودرم رسوب کند وگیاه را در برابر از دست رفتن آب به وسیله تعرق کوتیکولی و نیز دربرابرآلودگی های قارچی محافظت می کند. سیلیکون هم چنین دردیواره های سلول های آوند چوبی قرارگرفته واز فرو ریختن آوندها درشرایط تعرق زیاد جلوگیری می کند [Marschner, 1995] . این رسوب های سیلیکونی گیاه را در مقابل استرس های زنده و غیرزنده محافظت می‌کند [Hodson , 2005]. سیلیکون موجب افزایش تحمل گیاه به تنش های غیرزنده مثل تنش فلزات سنگین، شوری، خشکی، گرما، UV، عدم تعادل عناصر غذایی میشود .[Epstein, 1999; Ma, 2004; Richmond and Sussman, 2003] مهمترین مکانیسم عمل سیلیکون در کاهش استرس فلزات سنگین، اتصال باندهای سیلیکون- فلز سنگین در مناطق رسوب سیلیکون مثل دیواره سلول های ریشه، برگ و ساقه است [Cunha et al., 2008]. 1-4- روشهای اعمال تنش کادمیم در آزمایشگاه برای اعمال تنش کادمیم از نمکهای کادمیم مثل کلرید کادمیم CdCl2 یا نیترات کادمیم CdN2O6 استفاده میشود. محیط رشد گیاه می‌تواند: الف- محیط رشد هیدروپونیک ب- محیط رشد پرلیت(perlit) ، ماسه یا مخلوط پرلیت و ماسه ج- خاک اسید مراحل گیاه برای اعمال تنش عبارتند از: الف- القا تنش در مرحله جوانه زنی بذر ب- القا تنش در مرحله گیاهچه ج- القا تنش در مرحله بلوغ گیاه 1-5- گوجه فرنگی
1-5-1- مشخصات گیاه شناسی وشرایط رشد گوجه فرنگیگیاهی متعلق به خانواده بادمجانیان یا سیب زمینی(Solanaceae) و از جنس گوجه فرنگی (Lycopersicum esculentum) و گونه گوجه فرنگی اهلی (Lycopersicum sp) می باشد. گوجه فرنگى به طور ذاتى گیاهى علفى و چندساله است که در تمام نقاط جهان اغلب به صورت یکساله کشت مى شود. این گیاه یکی از محصولات ارزشمند سبزی و صیفی در خاورمیانه به شمار می آید که پس از سیب زمینی از نظر اقتصادی در مقام دوم جهان قرار دارد. خاستگاه اصلی گوجه فرنگی آمریکای مرکزی و جنوبی و به احتمال زیاد سواحل غربی آمریکای جنوبی است.ریشه گیاه گوجه فرنگی عمیق و گاهی به طول یک متر می رسد. ساقه جوان این گیاه علفی ، گرد ، صاف ، شکننده و کرکدار بوده که در اثر مسن شدن گوشه دار و سخت می گردد ، برگ ها متناوب و مرکب می باشد. رنگ برگ ها سبز روشن و پشت آن ها معمولا کرکدار است . گل ها دارای 5 گلبرگ زرد رنگ به هم پِیوسته دارد که در انتها از هم جدا هستند . گلبرگ ها برگشته ، پهن و نیزه ای شکل می باشند . کاسه گل سبز رنگ دارای 5 کاسبرگ بلند و کشیده یا نیزه ای شکل است. پرچم ها 5 عدد با بساک های بزرگ که در روی میله کوتاهی قرار می گیرد. میوه گوجه فرنگی سته و از 2 تا چند حفره
تشکیل شده است. میوه ها گوشتی و دارای تعداد زیادی تخم های قلبی شکل است.
بذرگوجه فرنگی کوچک، سبک، پهن و سفید رنگ است. 1-5-2-اهمیت اقتصادیوتغذیه ای طبق آمار معاونت بهبود امور تولیدات گیاهی وزارت جهاد کشاورزی، سطح زیر کشت گوجه فرنگی فضای باز ایران در سال 1387در حدود000 147هکتار، میزان برداشت300.000 ,5تن و میانگین برداشت در هکتار 36 تن می باشد. ایران پس از کشورهای آمریکا، ایتالیا و چین رتبه سوم تولید گوجه فرنگی را به خود اختصاص داده است . این گیاه یکی از محصولات غذایی پرمصرف در سراسر جهان است ]تولایی،1387[ . نتایجحاصلازمطالعاتنشاندادهاستکهگوجهفرنگیو محصولاتآننقشحفاظتیمهمیرادربرابراشکال مختلفسرطان،بهویژهسرطانپروستاتوبیماریهای قلبی-عروقیایفامیکنند.میوهگوجهفرنگیمنبعمهمیازآنتیاکسیدانهاستکهانواعمهمآنشاملرنگدانههای کاروتنوئیدیبهویژهلیکوپن،آسکوربیکاسیدو ترکیبات فنولی است. [Jagadeesh et al., 2009] 1-5-3- اهداف پروژه: -بررسی اثرکادمیوم بر رشد گیاهچه گوجه فرنگی بررسی اثرسیلیکون درکاهش اثرات سوء کادمیوم- -بررسی برخی خصوصیات فیزیولوژیکی (پرولین،کلروفیل، آنتی اکسیدان،...) گیاهچه گوجه فرنگی در شرایط شاهد و تنش -1Reactive oxygen species |
Characteristics of structurally superimposed geochemical haloes at the polymetallic
 Characteristics of structurally superimposed geochemical haloes at the polymetallicترجمه یک مقاله یا بطور دقیق تر یک کتاب 51 صفحه ای بوده که بصورت عالی ترجمه شده است |
Selection of new exploration targets using lithogeochemical data obtained
 Selection of new exploration targets using lithogeochemical data obtainedکیفیت ترجمه عالی می باشد و به صورت مجزا با پاورپوینت نیز (پاورپوینت پولی در سایت های دیگر) و همچنین در فایل دیگر خلاصه ای از اهداف و روش ها و .... در یک صفحه گنجانده شده است که در زیر عکس آن گذاشته خواهد شد |
بررسی میزان ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.) طی مراحل مختلف رشد
 بررسی میزان ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.) طی مراحل مختلف رشدچکیده در پژوهش حاضر پتانسیل آنتی اکسیدانی، میزان ترکیبات فنلی و ترکیبات اسانس برگقسمتهای مختلف شاخه گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.)بررسی گردید. همچنین اثرات آللوپاتیک عصاره آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل، کاروتنوئید و فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز برگ گیاهچه های گندم و شاهیمورد مطالعه قرار گرفت.پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از روش DPPH(1,1- diphenyl 2-picryl-hydrazyl)، میزان ترکیبات فنلی کل با استفاده از روش Folin-Ciocalteu و ترکیبات اسانس برگها با روش GC/MS ارزیابی گردید. پتانسیل آنتی اکسیدانی برگها بین 856/1 ± 67/40 تا 333/0 ± 67/59 میکرومول ترولکس بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین پتانسیل آنتی اکسیدانی در برگهای شاخه غنچه دار برگ بو مشاهده شد. میزان ترکیبات فنلی کل برگها بین 045/0 ± 56/5 تا 139/0 ± 22/12 میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک اندازه گیری شد. بیشترین میزان ترکیبات فنلی کل مربوط به برگهای شاخه بدون میوه و غنچه برگ بو مشاهده شد.اسانس گیری با دستگاه کلونجر نشان داد که برگهای شاخه غنچه دار برگ بو با 53/1% بیشترین بازده را داشته است. در اسانس برگهای قسمتهای مختلف شاخه 3 ترکیب 1,8-Cineole، a-Terpinyl acetate و Sabinene بیشترین درصد را دارا بوده اند. در بررسی اثرات آللوپاتیک عصاره ی آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر گیاهچه های گندم و شاهی، میزان کلروفیل در اکثر موارد تغییر معنی داری در سطح 05/0 = a نسبت به گیاهچه- های شاهد نداشته است. همچنین میزان کاروتنوئید نیز در اکثر غلظتهای عصاره مشابه گیاهچه-های شاهد بوده است. در رابطه با فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز، عصاره باعث افزایش فعالیت آنزیم در هر دو گیاهچه گردیده است. نتایج نشان دادند که فعالیت آنتی اکسیدانی و میزان ترکیبات فنلی برگهای شاخه های غنچه دار، میوه دار و بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو با یکدیگر متفاوت میباشد. همچنین به علت بالا بودن میزان ترکیب 1,8-Cineole در ترکیبات اسانس و اهمیت کاربردی آن، می توان از اسانس برگ بو در سطح صنعتی استفاده نمود. کلمات کلیدی: برگ بو، پتانسیل آنتی اکسیدانی، ترکیبات فنلی، اسانس، اثرات آللوپاتیک فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول: مقدمه 1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش. 2 1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاه. 3 1-3-مکانیسم های دفاعی گیاهان در برابر گونه های فعال اکسیژن (ROS)ها 5 1-4-اهمیت آنتی اکسیدان های گیاهی. 6 1-5-ویژگی های آنتی اکسیدانی ترکیباتفنلی. 8 1-6-2-مصارف و کاربرد روغن های اسانسی9 1-6-3-روش های استخراج روغن های اسانسی10 1-6-4-روش های جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی11 1-6-4-1-روش کروماتوگرافی گازی(GC). 11 1-6-5-بررسی تکنیککروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی(GC/MS) 13 1-8-خصوصیات کلی تیره برگ بو. 16 1-9-خصوصیات گیاه شناسی گیاه برگ بو. 16 عنوانصفحه 1-10-خصوصیات اکولوژیکی گیاه برگ بو. 17 1-11-خواص درمانی گیاه برگ بو. 18 1-12-سایرکاربردهای گیاه برگ بو. 19 فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین 2-1-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آنتی اکسیدانی گیاهان. 21 2-2-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی گیاهان. 23 2-3-پژوهش های انجام شده در زمینه ی شناسایی ترکیبات موجود در اسانس گیاهان. 24 2-4-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آللوپاتی گیاهان. 26 فصل سوم: مواد و روش ها 3-1-جمع آوری و آماده سازی برگهای گیاه برگ بو. 31 3-3-تعیین پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از روش DPPH.. 33 عنوان صفحه 3-3-1-مواد و محلول های مورد نیاز34 3-4-اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics)با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu. 36 3-4-1-مواد و محلول های مورد نیاز36 3-5-بررسی ترکیبات اسانس برگ گیاه برگ بو. 39 3-5-2-آزمایش های مربوط به تعیین ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو39 3-5-2-1-معرفی دستگاهکروماتوگرافگازیمتصلبهطیفسنججرمی (GC/MS)39 3-6-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو. 40 3-6-1-اثر عصاره آبی برگ گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی40 3-6-1-1-مواد و محلول های مورد نیاز. 40 عنوان صفحه 3-6-2-1-مواد و محلول های مورد نیاز. 42 3-6-2-3-استخراج آنزیم گایاکول پراکسیداز. 43 3-6-2-4-تعیین فعالیت آنزیم. 43 تجزیه و تحلیل آماری داده ها. 45 فصل چهارم: نتایج 4-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با استفاده از DPPH.. 47 4-2- میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics)با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu. 51 4-3-مقایسه بازده اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 54 4-4-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو. 55 عنوانصفحه 4-4-1-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو55 4-4-2-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو55 4-4-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه بدون میوه و غنچه گیاه برگ بو56 4-4-4-مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو62 4-5-پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو. 63 4-5-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی63 فصل پنجم: بحث 5-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با استفاده از روش DPPH.. 7 عنوانصفحه 5-2-میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics)با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu. 71 5-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو. 71 5-4-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو. 73 5-4-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی73 فهرست جدول ها عنوان صفحه جدول3-1- مخلوط واکنش جهت سنجش فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز 44 جدول 4-3- بازده اسانس برگ های قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 54 جدول 4-4- ترکیبات تشکیل دهنده اسانس برگ گیاه برگ بو. 57 فهرست شکل ها عنوان صفحه شکل 3-1-شاخه گیاه برگ بو...............................................................................................................32 شکل 3-2-قسمت های مختلف شاخه برگ بو، شاخه غنچه دار(الف)، شاخه میوه دار(ب)، شاخه بدون غنچه و میوه(ج)..............................................................................................................................32 شکل 4-1- منحنیاستانداردترولکسبرحسبمیکرومول. 49 شکل 4-3- منحنی استاندارد گالیک اسید برحسب میکروگرم درمیلی لیتر 52 شکل 4-5- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو. 59 شکل4-6- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو. 60 شکل4-7- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو....................61 شکل 4-8- مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو. 62 عنوان صفحه فصل اول مقدمه بشر در طول قرن ها به گیاهان به عنوان منبعی از کربوهیدرات، پروتئین و چربی وابستگی کامل داشته است. عمدتاً یکسری از واکنش های شیمیایی که واسطه آنزیمی دارند، در گیاه زنده به عنوان متابولیسم شناخته می شوند. این واکنش های شیمیایی با هم هماهنگ شده تا مسیرهای متابولیکی که در آنها سنتز مولکولهایی مثل قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب عمده، نوکلئوتیدها و پلیمرهای حاصل از آنها (DNARNA,) انجام می شود، به دست آیند. این تجمع به عنوان متابولیسم اولیه در نظر گرفته می شود و ترکیبات تولید شده که برای زنده ماندن و سالم ماندن گیاه لازم هستند متابولیت اولیه نامیده می شوند. همچنین در گیاهان، مسیرهای متابولیکی دیگری نیز وجود دارد که محصول این مسیرها برای گیاه کاملاً مشخص نیست که به این ترکیبات متابولیت های ثانویه اطلاق می گردد و به مسیر تولید آنها متابولیسم ثانویه می- گویند.[Ramachandra Rao & Ravishankar, 2002] متابولیت های اولیه در بین تمام گیاهان مشترک هستند ولی نوع و میزان متابولیت های ثانویه از یک گونه گیاهی به گونه ای دیگر ممکن است متفاوت باشد. متابولیت های ثانویه گیاهی براساس نحوه بیوسنتز به ترپن ها، فنولیک ها و ترکیبات ازت دار تقسیم می شوند [Taiz & [Zeiger, 2002. 1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش با توجهبهاینکهامروزهنقشدفاعیمتابولیتهای ثانویهبرایهمهتقریباًپذیرفتهشدهاست،اماهنوز بررسی سازوکارتأثیر تنشهایمحیطیبرتولیداینمواد تصویرپیچیدهو مبهمیپیشرویمامی گذارد.[Ko et al., 2010; Efeoglu et al., 2009] به طور کلی می توان گفت گیاهان، طیف وسیعی از تنش‌های محیطی را که نهایتاً منجر به بروز تنش اکسیداتیو در گیاه میشود، درک می کنند. مکانیسم مقاومت در برخی از تنش‌ها، به صورت یک ارتباط درونی و نتیجه یک برنامه ریزی هماهنگ و پیچیده است [Blokhina et al., [2003. تنش های محیطی بر رشد و نمو، ساختار فیزیولوژیک گیاه، سنتز پروتئین ها، فعالیت های آنزیمی و غیرآنزیمی، تنفس سلولی و متابولیسم سلولی تأثیر دارند. قرار گرفتن در معرض تنش، ممکن است باعث افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو شود[Lewitt, [2009. تنش اکسیداتیو سبب تغییرات فیزیولوژیک و القای پاسخ های متابولیک خاص با القای سنتز برخی از متابولیت های ثانویه مانند آنتوسیانین ها، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی و پرولین برای کنترل و خنثیکردن رادیکال های آزاد می شود. هر کدام از این مواد دارای ساختار و خصوصیات بیوشیمیایی منحصر به فرد است و با مکانیسم های متفاوتی در جاروب کردن رادیکال های اکسیژن شرکت می کنند و در نتیجه باعث افزایش مقاومت سلول در مقابل عوامل تنش زا می- شود[Mittler, 2004]. متابولیت هایثانویهگیاهاناز جملهفنلوفلاونوئید کل باپتانسیلقویبرایپاکسازیرادیکالهایآزاددرتمامقسمت هایمختلفگیاهانمانندبرگ،میوه،دانه،ریشهو پوستوجوددارند[Mathew & Abraham, 2006]. 1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاهدکتردنهامهارموناولینکسیبود کهرادیکال هایآزادراکشفو بهارتباط بینرادیکالهایآزادوفرایند پیریدرانساناشارهکرد. ویزمانی نظریه ی خودراارائهکردکهتوانستبادادن موادضداکسایشیمختلفبهبرخی پستانداران،بهطولعمرآنهااضافهکند[Leduc, 2002]. تولیدرادیکال هایآزادمسئله ایطبیعیاستودرطیعملتنفسبهوجودمی آید. رادیکال های آزاد مولکول هایی با یک الکترون آزاد آماده واکنش هستند و در حین واکنش اکسیژن با برخی مولکولهای دیگر تولید می شوند. اگر به طور ناگهانی تعداد زیادی از آنها در گیاه تولید شود با بعضی قسمت های سلول مانندDNA و غشای سلول واکنش نشان داده و باعث تخریب عمل سلول یا حتی مرگ آنها می شود. البته در حالت عادی، سیستم دفاعی گیاه این رادیکال های آزاد را خنثی و بی ضرر می کند[Huang, 1992; Suhaj, 2004]. از جمله رادیکال های آزاد تولید شده در گیاهان می توان به گونه های فعال اکسیژن (ROS) اشاره کرد که شامل رادیکال سوپر اکسید(O2°-)[1]، رادیکال هیدروکسیل (OH°)[2]، اکسیژن منفرد(O2)[3] و پراکسید هیدروژن(H2O2)[4] می باشند[Karuppanapandian et al., [2011. بسیاریازعواملمحیطیبعنواندلایل افزایششکلگیریرادیکال هایآزادشناخته شدند. ازآنجملهمیتوانبهعوامل حساسیتزاییچونالکل، دودسیگار، آلودگیهوا،استرسوفشارهایمحیطی، حشره کشها،اشعهماوراء بنفشودیگر تشعشعاتیونیوبسیاریازسم ها اشارهکرد. همچنینبرخیازفلزاتسنگین سمینظیرسربوکادمیومنیزواکنش های زنجیره ایرادیکال هایآزادراحتیتا چندینهزاربرابرافزایشمیدهندو بنابراینیکیازدلایلسمیبودناینگونه فلزات،رادیکال هایآزاد می باشد. بیشتریناثرتخریبیرادیکال هایآزاد متوجهغشاءسلولیوغشاءاندامک هایداخل سلولینظیرغشاءمیتوکندریهاست. غشاء هایبیولوژیکیازمحتوایفسفولیپید بههمراهنسبتبالاییازاسیدهایچرب غیراشباعبرخوردارندوازاین روبهفشار اکسایشی(اثرتخریبیرادیکال هایآزاد) بسیارحساسندوبه شدتبهواکنش های زنجیرهایکمکمیکنند[Leduc, 2002]. آسیببهغشاءفسفولیپیدیسلول، موجبپراکسیداسیونلیپیدهایغشاءو سختشدندیواره-ی سلولهامیشود. در اینصورتسلولنمیتواند بصورت متناسبموادغذاییموردنیازونیز سیگنال هاییکهازدیگرسلولهابرای اجراییکعملصادرمیشود (نظیر تکانههایعصبی) رادریافتکندوبدین ترتیببسیاریازفعالیت هایسلولتحت تاثیرقرار می گیرد[Leduc, [2002. ناتوانی گیاه در شرایط تنش زا برای مهار انواع اکسیژن فعال (ROS) در نهایت باعث بروز علائم ناشی از صدمات اکسیداتیو میشود [Blokhina et al., 2003 ]که برای کاهش اثرات سمی تنش اکسیداتیو، مکانیسم‌های متنوع دفاعی در گیاه باید فعال شود ]کافی و همکاران، 1382.[ با فعال شدن مکانیسم های دفاعی میزان آنتی اکسیدانها افزایش یافته و آنزیم های مهار کننده ROSها در جهت کاهش اثرات سمی ناشی از تنش اکسیداتیو، افزایش پیدا میکنند ]کافی و همکاران، 1382.[ 1-3-مکانیسم های دفاعی گیاهان در برابر گونه های فعال اکسیژن (ROS)هادر حال حاضر ROS ها مسئول برخی آسیب های جدی القا شده به وسیله ی تنش ها به غشاء سلولی و ماکرومولکول های اساسی شامل رنگیزه های فتوسنتزی، پروتئین ها، اسیدهای هسته- ای و لیپیدها هستند[Lin & Kao, 2000 ]. گزارشهای مختلفی بیان می کنند که تنش اکسیداتیو افزایشی را در پاسخ سیستم های آنزیمی مربوط به فرایندهای جاروب کردن گونه های فعال اکسیژن تحریک می کند[ Joans & [Smirnoff, 2005; Apel & Hirt, 2000. در واقع پاسخآنتیاکسیدانی،فرآیندیمهمبرایمحافظت گیاهاندرمقابلآسیبهایاکسیداتیویاستکهدر اثرطیفوسیعیازتنشهایمحیطیشاملشوری، خشکی،فلزاتسنگینوسرما و غیره ایجادمیشود[Mittler et al., 2004 ]. آنتیاکسیدانهابهموادیگفتهمیشودکهقادربه ایجادتأخیر،کُندکردنوحتیتوقففرایندهای اکسیداسیونمیباشند. اینترکیبات میتوانندبهنحو مطلوبیازتغییردررنگوطعمموادغذاییدرنتیجه واکنشهای اکسیداسیونجلوگیریکنند.[ Halliwel et al., [1995. ترکیباتضداکسایشی براساسمکانیسمواکنشآنهااغلببهدوگروهعمده طبقه بندیمیشوند: گروه اول ضداکساینده هایشکنندهزنجیر رادیکالها و گروه دوم ضد اکساینده هایمهارکننده رادیکالها. ضداکساینده های گروهاول،رادیکال هایآزادواکنش پذیری مثلهیدروکسیلرا ازطریقواکنشانتقالاتمهیدروژنبین هیدروکسیلو ضداکساینده ها،بهمولکولهایپایدارتبدیلمیکنند. در نتیجهواکنش هایزنجیرهایاتواکسیداسیونبینرادیکال های آزادومولکولهایسلولیبهاتماممی رسد. گروه دوم، واکنشمهاراکسیداسیونراهمازطریقتبدیلپیش سازهای واکنشاکسیداسیونبهگونه هایغیرفعالوهمازطریقمهار ROS هاانجاممی دهند .اینگروهشامل ضداکساینده-هایآنزیمیوغیرآنزیمیمی باشد[Ou et al., 2002 ]. سیستمآنزیمی شامل آنزیم هایکاتالاز(CAT)،سوپراکسیددیسموتاز(SOD)، دهیدروآسکوربات ردوکتاز(DHAR)، آسکوربیک پراکسیداز(APOX)و گلوتاتیونردوکتاز (GR)می باشد. سیستمغیرآنزیمیشاملآسکوربیکاسید(ASA)، آلفاتوکوفرول)ویتامین(E ،گلوتاتیون(GS)، کاروتنوئیدهاو ترکیبات فنلی میباشد.[Yordanova, 2003 ] 1-4-اهمیت آنتی اکسیدان های گیاهیمواداکسیدکنندهورادیکالهابهعنوانعواملواسطهبیماری ها در انسان شناختهشده انداماعموماً توسطآنتیاکسیدانها دراشخاصسالم،خنثیمیشوند[Pekkarinen et al., 2004]. آنتیاکسیدانها ازلحاظبیولوژیکیترکیباتی فعال محسوبمیشوند و ازدیدگاهسلامتشغلی نیزدارای اهمیتهستند چون بدن رادربرابرآسیب های ناشیازگونههایفعالاکسیژن(ROS)،گونه-هایفعالنیتروژن (RNS)وگونههایفعالکلر(RCS) کهمنجربه بروزبیماریهامی شوندمحافظتمینمایند[Pekkarinen et al., 2004; Shahidi & [Naczk, 2004; Zaveri, 2006. علیرغموجودآنتیاکسیدانهایمختلفدرپلاسما،سیستمدفاعیبدنبهتنهاییقادربهازبینبردنرادیکال هایآزادایجادشدهدربدننیست[Young & Woodside, 2001 ]. از طرفی مطالعاتاپیدمیولوژیکیحکایتازآن داردکهجذبآنتیاکسیدان هاازمنابعغذاییرژیمیدر پیشگیریو درمانبسیاریازبیماریهامرتبطاست .[ Hamad et al., 2010 ]گزارشات اخیر نیزدلالتبروجودیکارتباطمعکوسبینرژیم های غذاییشاملغذاهایغنیازضداکسایندهوبروز بیماریهایانسانیدارد[Olukemi et al., 2005 ]، به همینجهت بدننیازبه دریافت آنتیاکسیدانها از منابعخارجیداردکهازطریق منابعغذاییتأمینمی شود[Young & [Woodside, 2001. نظربهاینکهگیاهانیکیازمنابعمهمآنتیاکسیدانها میباشند[Lindberg Madsen & [Bertelsen, 1995، امروزهبسیاریازمتخصصینتغذیه برایتأمینآنتیاکسیدانهایموردنیازبدنمصرفگیاهان،میوهجاتوسبزیجاتراتوصیهمی کنند،زیرامعمولاًمصرفآنتی- اکسیدانهایگیاهیعوارضجانبیکمترودرمانبهتری ایجادمی نمایند[Frankel, 1999]. شواهدبسیارزیادیوجودداردکهسمیبودنواثراتسوءتغذیه ایآنتیاکسیدانهایساختگیاضافهشدهبهموادغذاییمانندبوتیلهیدروکسیآنیزول(BHA)،بوتیلهیدروکسیتولوئن (BHT) وترتبتاهیدروکسیکینون (TBHQ)راتأییدمیکند. علاوهبراین آثار سوء، خطرات آسیبکبدیوایجادسرطاندرحیواناتآزمایشگاهی ازمعایب استفادهازآنتی- اکسیدانهایساختگی می باشد[Gao et al., 1999; Williams, 1999 ]. بنابرایننیازبهآنتیاکسیدانهایقویباسمیتکمترواثربخشیبیشتریکضرورتاجتنابناپذیراست[Frankel, 1999 ]. پس گیاهانیکهغنیازترکیبات آنتی اکسیدان بودهمیتوانند باعثحفاظتسلولها ازآسیبهای اکسیداتیو شوند[Kumaran & Karunakaran, 2006 ]،که این درجه فعالیت آنتی-اکسیدانی و میزان افزایش آنتی اکسیدانهای گیاهی به گونه ی گیاه، مرحله ی نموی، شرایط متابولیک، طول مدت و شدت تنش بستگی دارد. 1-5-ویژگی های آنتی اکسیدانی ترکیباتفنلیاین ترکیباتگروهبزرگیازموادطبیعیگیاهیشاملفلاونوئیدها،تاننها، آنتوسیانین هاو غیره میباشند کهمعمولادرمیوهجات،سبزیجات،برگها،دانه،ریشهودر سایرقسمتهایگیاهدیدهمیشوند. اینموادمنافعقابلتوجهیدرزمینه صنایعغذایی،داروسازیوپزشکیباتوجهبهطیفگسترده ایازاثراتمطلوبزیستیازجملهخواص آنتیاکسیدانی، دارند[Raghavendra et al., 2010 ]. ترکیباتفنلیباداشتنخاصیتآنتیاکسیدانیوآنتیرادیکالیمیتوانندنقشمهمیدرحفظسلامتیانسان ایفانمایند[Shariatifar, 2011 ]. چون اثراتسلامتیبخشومفیدمصرفموادغذاییگیاهیتاحدودیبهحضورموادفنلینسبتدادهمیشودکهباخطراتناشیازبیماریهایقلبی-عروقی،سرطان،آبمرواریدو بیماریهایمختلف درتقابلهستند. ایناثراتازطریقجلوگیریازاکسیداسیونچربی ها،جهش DNA ودرمراحلبعدیآسیببافتیحاصلمیشوند[Pekkarinenet al., 2004]. ترکیبات فنلی از توانایی جاروب کردن رادیکال های آزاد از قبیل گونه های فعال اکسیژن برخوردارند که این توانایی توسط قابلیت آنها به عنوان عوامل دهنده ی هیدروژن یا الکترون شکل گرفته است.[Fernandez-Pachon et al., 2006 ] بنابراینباتوجهبهشیوعبالایبیماریهایمزمنو فرسایشیمنطقیاستکهبرایتأمینآنتیاکسیدانهایموردنیازبدن ازگیاهاناستفادهشودوبهخصوصگیاهانیکهفنلوفلاونوئیدکلبالایی داشته باشند. درنهایت تثبیت دوباره تعادل بین مواد اکسید کننده و آنتی اکسیدان به
سلول ها اجازه می دهد تا عمل فیزیولوژیک نرمال خود را مجددا بدست
آورند[Schieberet al., 2001 ]. 1-6-مبحث اسانس1-6-1-روغن های اسانسیطبق یک تعریف زیست شناختی روغن های اسانسی مخلوط پیچیده ای از بو ها و ترکیبات فرار با بخار هستند که از اندام های مختلف یک گیاه قابل استخراج می باشند[Atal & Kaupur, [1989. ترکیبات معطر گیاه یکی از پدیده های جالب متابولیسم گیاه است. روغن های اسانسی از دیدگاه شیمیایی مخلوط هایی بسیار پیچیده شامل ترپنها، سزکوئی ترپنها، مشتقات اکسیژنه آنها و ترکیبات دیگر هستند. در روغن های اسانسی، ترپنهای هیدروکربنه و اکسیژنه دار به تعداد زیاد یافت می شوند و به علت اینکه در مجاورت هوا و در حرارت معمولی تبخیر میشوند به آنها روغن های فرار(Volatile Oils)، روغن های اتری(EtherealOils) و یا روغن های اسانسی(EssentialOils) می گویند. روغن های اسانسی می توانند در سنتز های گیاهی شرکت کنند و احتمالا در سنتر ترکیبات اصلی به عنوان واسطه مورد نیاز گیاه وارد عمل می شوند] کوشک آبادی، 1359 [. به طور کلی اسانس ها با آب قابل امتزاج نیستند ولی بویشان در آب ماندگار است. حلال اصلی آنها الکل، اتر و سایر حلال های آلی می باشد[Atal & Kaupur, 1989]. روغن های اسانسی در هنگام استخراج معمولا بیرنگ هستند ولی پس از مدتی در مجاورت هوا اکسید شده و تیره می شوند و یا اینکه بصورت رزین در می آیند. بنابراین برای جلوگیری از تغییر رنگ باید آنها را در محل های تاریک و خشک با درپوش های مطمئن نگاهداری کرد. 1-6-2-مصارف و کاربرد روغن های اسانسیتعداد زیادی از گیاهان معطر به علت داشتن اسانس مورد استفاده قرار می گیرند. مهمترین کاربرد گیاهان معطر و اسانس های حاصل از آنها، معطر ساختن مواد غذایی می باشد. در اکثر مواقع اسانسهای استخراج شده از گیاهان به عنوان دارو بکار می روند. اسانس ها علاوه بر مصارف دارویی، در صنایع غذایی، بهداشتی و آرایشی بکار می روند. اسانس ها ممکن است دارای خاصیت دورکنندگی حشرات باشند و بدین وسیله از خراب شدن گلها و برگها جلوگیری می کنند و یا ممکن است به عنوان جلب کننده حشرات، عمل گرده افشانی را تسهیل نماید. مشخصشدهاستکهاغلب اسانس هایگیاهیاستخراجشدهازگیاهاندارای خواص حشره کشی،ضدقارچی،ضدانگل،ضد باکتری،ضد ویروس،آنتیاکسیدانیوسیتوتوکسیک می- باشند[Kordali et al., 2005 ]. بنابرایناسانس هایگیاهیدرزمینه های فارماکولوژیکی،داروشناسیگیاهی،میکروبیولوژی پزشکی، کلینیکیوفیتوپاتولوژیشدیداًغربالگری شدهومورداستفادهقرارگرفته-اند[Deferera et al., 2000 ]. 1-6-3-روش های استخراج روغن های اسانسیبه دلیل کاربرد اسانس های اکثر گیاهان معطر در صنایع مختلف، یافتن بهترین روش استخراج برای بهبود کیفیت اسانس ها در راستای رسیدن به مناسب ترین ترکیب شیمیایی مورد نظر ضروری است. عمده ترین روش های تولید روغن های اسانسی بدین ترتیب می باشد: الف) روش تقطیر که شامل تقطیر با آب، تقطیر با بخار آب، تقطیر با آب و بخار آب، تقطیر در خلاء و تقطیرمولکولی می باشد. ب) روش عصاره گیری که شامل فشردن، استفاده از حلال های آلی فرار، استفاده از حلال های غیر فرار در دمای محیط و استفاده از حلال های غیر فرار طی حرارت می باشد. ج) روش کاربرد گاز CO2 1-6-4-روش های جداسازی ترکیبات روغن های اسانسیروغن های اسانسی معمولا مخلوط پیچیده ای از ترکیبات شیمیایی می باشند. بیشتر روغن ها از یک یا چند ترکیب اصلی و در کنار این ترکیب های اصلی، ترکیباتی دیگر با اهمیت کمتر تشکیل شده اند. بدلیل تنوع زیاد در میزان ترکیبات مختلف موجود در روغنها، مشکلات زیادی نیز ممکن است در جداسازی آنها بوجود آید[Barheim svendsen & Scheffer, 1984]. برای جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی از روشهای زیر استفاده می شود: الف) تقطیر جزء به جزء ب) کروماتوگرافی ستون مایع ج) کروماتوگرافی لایه نازک د) کروماتوگرافی گازی ه) کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و) کروماتوگرافی جریان متقاطع قطره ای ز) کروماتوگرافی جریان متقاطع محفظه ای چرخشی 1-6-4-1-روش کروماتوگرافی گازی(GC)[5]کروماتوگرافیگازیکهامروزهکاربردگسترده ایداردروشیبرایجداسازیواندازهگیریاجزایفراریکمخلوط درحداقلزمانبدون تجزیه شدن آنها می باشد. قسمت هایگوناگوندستگاه GC عبارتاستاز: 1-سیلندرگازحامل(Carrier Gas Tank or Cylinder ) (Flow & Pressure Regulators) ادوات تنظیم فشار و جریان2- (Sample Injection Chamber) محلتزریق نمونه3- (Column) ستون4- (Detector) آشکارساز5- (Oven) محفظههای گرمکن6- (Recorder, Data System & Displayer) ثبات، داده پرداز و نمایشگر7- درکروماتوگرافیگازیفازمتحرکیکگاز بی اثر( هلیوم، نیتروژن، آرگون یا دی اکسید کربن) می باشدکهمعمولاًگازحامل (Carrier Gas) نامیدهمیشود و درسیلندرهایگازذخیرهمیگردد. گاز حامل برای ورود بهدستگاه GC بایدفشاروسرعتجریان (Flow) ثابتیکهتوسطکنترلکننده هایفشاردائماًتنظیممیگردند،داشتهباشد. نمونههایموردآنالیزتوسط سیستمتزریق(Injector) بهدرونستونواردمیگردند. عملجداسازیاجزاءتوسطستونانجاممی گیردوسپسایناجزاءشستهشده(elute) وتوسط آشکارساز (Detector)تشخیصدادهمی شوند .خروجی آشکارسازتوسطیکآمپلیفایرتقویتشدهوسپسبهیکسیستمثباتفرستادهمی شود. علایمخروجیاز آشکارساز کهبهصورت میلی ولتبر حسبزمانترسیممیشودیککروماتوگرام (Chromatogram)نامیدهمیگردد .امروزهسیستم-هایثباتبهصورتکامپیوتریوبا نرم افزارهایمجهز نظیر Galaxy،Stare ،Azur و Maitre امکانتجزیهوتحلیلکروماتوگرامرادرحالت هایمختلففراهمنمودهاست. یک کروماتوگرام، شاملیکسریازپیکهاستکهبااجزاء موجوددرنمونهمطابقتدارندودریکجهتروییکخطپایه(Base. Line) قرارمیگیرند. شناسایی پیک هایاآنالیزکیفی (Qualitative Analysis) بر اساسزمانبازدارییعنیزمانیکهطولمیکشدتاترکیبازمحلتزریقشستهشودودرنهایتازستونخارجشود،استواراستوآنالیزکمیبراساساندازهیاسطحزیر پیک (area) بهدستمی آید. 1-6-5-بررسی تکنیککروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی(GC/MS) [6]این تکنیک یکی از مؤثرترین تکنیک ها برای جداسازی، آشکارسازی و تعیین ساختار ترکیبهای مخلوط های آلی پیچیده می باشد. در این دستگاه مولکولهای گازی باردار بر اساس جرم آنها دسته‌بندی می شوند. دستگاهGC/MSاز دو قسمتGC (گاز کروماتوگرافی) وMass(طیف سنجی جرمی) تشکیل شده است. این دستگاهمشابه دستگاهGCاست، تنها تفاوت آن با GCمعمولی این است که در این دستگاه آشکارساز مربوطه، آشکارسازMassاست. در این دستگاهGCوMassاز هم جدا نمیباشند و وارد کردن نمونه به دستگاهMass از طریقGCمیباشد. در این روش، اجزاء مختلف اسانس یا نمونههای فرار با نقطهی جوش پایین جداسازی میشوند. طیفسنجی جرمی به عنوان آشکارساز امکان شناسایی پیکهای کروماتوگرام گازی را میسر میسازد. از مقایسه ی الگوهای شکست پیوندها و طیف جرمی اسانس با طیف جرمی موجود در کتابخانهی دستگاه، ساختار ترکیب مجهول را میتوان تعیین نمود. 1-7-مبحث آللوپاتی علفهایهرزگیاهانخودروییهستندکهدرمحلهای نامناسبروییدهورقیبیبرایگیاهانکشتشدهمیباشند وازلحاظقدرتزندگیومقاومتدرشرایطنامساعدبر گیاهاناصلاحشدهزراعیبرتریدارند] سپاسگذاریان، 1357 [. علفهایهرزاز طریق راه هایمختلف، رشدگیاهاناصلیکشت راتحتتأثیرقرار میدهندوبهطورکلیازتمامعواملیکهدررشدومقدار محصولگیاهان زراعیمؤثراستاستفادهکردهوعرصهرا برایرشدونمووتولیدمحصولات گیاهانزراعیتنگ میکنند ] عصاره و همکاران، 1386[. استفادهازعلفکشهاییکهمنشأبیولوژیک دارندبهدلیل نداشتناثراتآلودهکننده برایمحیطزیست ازاهمیتخاصیبرخوردارند. امروزهپژوهش های گسترده ایدررابطهبااستفادهازموادشیمیاییمختلفسنتزشده توسطگیاهان، جهتکنترل علفهایهرزدرجریاناست. درسال1998جامعهآللوپاتیکهرگونهفرآیندیکهازطریقتولید متابولیتهایثانویهتولیدشدهتوسطگیاه،جلبک،باکتریو ویروسبررشدونموسیستم هایبیولوژیکوکشاورزی تأثیربگذارد را دگرآسیبی (آللوپاتی) خواند. درنتیجهاینتعریف مکانیسم هایدربرگیرندهگیاه-گیاه،گیاه-میکروارگانیزم، گیاه-ویروس،گیاه-حشرهوبر هم کنشگیاه-خاک-گیاهرانیزشامل می شود[Gniazowska, 2005]. اگرچهتعریفدگرآسیبیهم جنبههایمثبتوهممنفیعملترکیباتشیمیاییرادر بر می گیردامابیشترمشاهداتجنبه منفیاینترکیباترا تأییدمیکند[Gniazowska, [2005. ترکیبات آللوشیمیایی تقریبا در تمامی قسمت های گیاه از جمله برگ ها، گل، میوه، ساقه، ریزوم و دانه وجود دارد[Dulce, 1985 ]. تحقیقاتنشاندادهاستکهاسانسهایروغنیوعصاره هایاستخراجشدهازاندامهایمختلف گیاهاندارایاثرآللوپاتیکمیباشند[Duke, 1985 ]. موادآللوشیمیاییمیتوانندبهروشهایمختلفینظیرتراوشازریشه،نشتکردنو تجزیهبقایایگیاهازبافتهایگیاهیآزادشوند.[Duke, 1985 ] همچنین مواد شیمیایی متنوعی می تواند از بخش های هوایی گیاه به وسیله باران یا قطرات شبنم نشت کنند[Cook, 1921]. از میان این ترکیبات می توان اسیدهای آلی، قندها، اسیدهای آمینه، ترکیبات پکتیک، اسیدجیبرلیک، ترپنوئیدها و ترکیبات فنلی را نام برد[Dulce, 1985 ]. طیف وسیعی از مواد آللوشیمیایی قادرند با تغییر در مقدار کلروفیل در فرایند فتوسنتز گیاهان تحت تیمار، اثر بگذارند[Juboory & Ahmad, 1994 ]. کاهش در مقدار کلروفیل می تواند در اثر افزایش فرایندهای متابولیسمی مربوط به سنتز رنگدانه های فتوسنتزی جدید باشد. علاوه بر این، علت کاهش کلروفیل ممکن است مربوط به آسیب هایی باشد که به سیستم های فتوسنتزی وارد آمده است[Babu & Kandasamy, 1997 ]. در بیشتر گزارش های مربوط به دگر آسیبی، مهار رشد با کاهش کلروفیل همراه است که ممکن است نسبت به خسارت های دیگر سلولی یک اثر ثانویه ناشی از عملکرد مواد آللوشیمیایی ویژه-ای باشد[Juboory & Ahmad, 1994 ]. یکیازتوضیحاتپیشنهادیدرموردتوقفرشدونمو دانهرستهاطیتنشآللوپاتیکتغییرنرختنفس میتوکندریاییاستکهباعثکاهشتولیدATP میشود. دیدهشدهاستکهکوماریلموجوددرعصارهاکالیپتوس نرختنفسمیتوکندریاییرادرپیازکاهشدادهاست .[Bernat et al.,2004 ] کاهشتولید ATP میتواندباعثتغییردرسایرفرآیندهایسلولیازجملهجذبیونهاورشد کهمراحل پرمصرفیازنظرانرژیهستند، شود.کاهشرشدگیاهدر حضورترکیباتآللوپاتیکباتوقفشدیدمیتوزدر سلولهایمریستمیریشهچهوساقهچههمراهمیشودو درنتیجهطولریشه چه وساقهچه کاهشمییابد[Bertin et al., 2003 ]. طبقگزارش Pandy وهمکارانشافزایشغلظتعصارهاکالیپتوسنرختنفس،فعالیتآنزیم های کاتالازو آمیلازراکاهشمیدهد. آنهانتیجهگرفتندکهاینامر باعثتغییردرماکرومولکولها، پروتئینهاونوکلئیک ها اسیدمیشود[Singh & Ranjana, 2003 ]. افزایش محتوای رنگدانه های کاروتنوئیدی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان می تواند از واکنشهای گیاه برای غلبه بر تنش های آللوپاتیکی باشد[Patel et al., 2002 ]. در نهایت می توان نتیجه گرفت که متابولیت های ثانویه گیاهی به عنوان آللوکمیکال ها، فقط بر یک عمل فیزیولوژیکی مؤثر نبوده و بر اعمال متعددی از جمله جوانه زنی دانه، تقسیم سلولی، طویل شدن سلولی، نفوذپذیری غشاء، جذب یون و فعالیت سیستم های آنتی اکسیدان اثرگذار می باشند[Mutlu & Atici, 2009 ]. 1-8-خصوصیات کلی تیره برگ بوگیاهان این تیرهبهصورمختلفدرختیادرختچهای(به ندرتعلفی) همیشه سبز و ناخزان می باشند. گیاهانتیره برگ بودارایسلولهایاسانسدار (غدههایتکسلولی)، پراکندهدر بخشهایمختلفوسلولهایموسیلاژدار،مخصوصاً در ناحیهپوستمیباشند. از مشخصات آنها این است که عموما برگهایی متناوب یا متقابل، ساده، بدون استیپول و غالباً چرمی دارند. همچنین گلهایی منظم و مجتمع بصورت خوشه یا گرزن متراکم دارند. پوشش گل آنها شامل دو ردیف 3تایی و نافه گل آنها مرکب از 4ردیف 3 تایی از پرچم هاست. داخلی ترین ردیف پرچم-ها نیز حالت غیر زایا (استامینود) دارد. مادگی گلهای آنها مرکب از یک برچه و میوه آنها شفت و محتوی دانه بدون آلبومین ولی با جنین حجیم و لپه های روغن دار است]زرگری، 1369[. 1-9-خصوصیات گیاه شناسی گیاه برگ بوبرگ بو با نام علمی Laurus nobilis و نام های عمومی انگلیسیlaurel tree, sweet bay گیاهی از تیرهLauraceae است. اینتیرهدارای1000نوعگیاهاستکهدرمتجاوزاز40جنسجایدارند. ازجنسهایمهمآن Cinnamomum (دارای 100گونه)، Nectandra (100 گونه)، Persea (10 گونه) و Laurus (2 گونه) می باشد]زرگری، 1369[. این درختِ دو پایه یا پلی گام، برگهای معطر، منفرد، کامل ولی با کناره موجدار، دندانه دار، نوک تیز، بطول 8 تا 14 و به عرض 5/2 تا 5/4 سانتیمتر، به رنگ سبز تیره، شفاف در سطح فوقانی پهنک ولی کمرنگتر در سطح تحتانی، بی کرک و چرمی دارد. بوی معطر برگهای آن نیز بر اثر مالش دادن، قوی تر می شود. طعم آنها کمی تلخ ولی بسیار معطر است. برگ بو، گلهایی به صورت دستجات چهارتایی، محصور در یک انولوکر دارد. میوه اش بصورت سته، بیضوی، به رنگ مایل به آبی و محتوی یک دانه با لپه های گوشت دار و روغنی است. سطح خارجی میوه آن پس از رسیدن به رنگ بنفش در می آید و پس از خشک شدن نیز ظاهر چین دار پیدا می کند. در اینحالت، میوه ها به سهولت به صورت گَرد در می آید. از گَرد میوه های خشک شده آن، تحت اثر بخار آب و فشارهای متوالی، روغنی به رنگ سبز و بسیار معطر تهیه میگردد که به Huile de Laurier موسوم می باشد. قسمت مورد استفاده این درخت، برگ و میوه آنست. برگایندرختدارایتانن،یکمادهتلخ، موادرزینی،پکتینیواسانسی با رنگزردمایلبهسبز با بوی مطبوعی می باشد]زرگری، 1369[. 1-10-خصوصیات اکولوژیکی گیاه برگ بوگیاهان این تیره مخصوصنواحیحارهکرهزمین میباشند. گیاه برگ بو، بومی نواحی مختلف اروپای جنوبی و منطقه مدیترانه است. به علت برگ های بادوام و ظاهر زیبایی که دارد، پرورش آن در ایران معمول گشته بطوری که امروزه در منطقه وسیعی از نواحی شمالی ایران و اماکن دیگر یافت می شود ]زرگری، 1369[. 1-11-خواص درمانی گیاه برگ بواسانس سلولهای این تیره نیز با توجه به گونه مورد نظر دارای بوی معطر و یا نامطبوع می باشد. از نظردرمانی، خواصعدهایازاین گیاهانمربوطبهوجود همیناسانسهادربخشهایمختلف گیاهمیباشد. بطور مثال اسانس برگِ گیاه برگ بو در پیچ خوردگی مفاصل، بواسیر و دردهای روماتیسمی، به صورت مالش دادن بر روی عضو استفاده می شود. از برگ و میوه برگ بو سابقاً نوعی پماد به نام روغن لوریه(P.de Laurier) تهیه می کردند که برای دامپزشکی کاربرد دارد]زرگری، 1369[. از روغن میوه برگ بو برای انواع ناراحتی های مفاصل، اعصاب، معده، شکم، رحم، انواعی از تشنجهای عضلانی، گرفتگی عضلات یا سیخ شدن عضلات، انواع دردها، بی حسی در هر نقطه از بدن به صورت سنتی استفاده می شده است ]میر حیدر، 1372؛ [ Martindale, 1996. از اسانس برگ بو برای درمان بیماری سرخک نیز استفاده می شود[Kovacevic et al., [2007. آثار ضد میکروب، ضد قارچ[Akgul et al., 1989 ]، ضد شوره سر[Leung et al., [1996، در اسانس برگ بو تأیید شده است. روغن فرار گیاه سبب کاهش ضربان قلب و فشار خونمیشود[Leung et al., 1996 ]. برگبوجزءگیاهانمعطروداروییمیباشدواسانس موجوددربرگهایآندارایخواص ضدمیکروبی و ضدباکتریاییمیباشد Kivcak et al., 2001 ] ؛[Syed et al., 1991. ازپودربرگبو به عنواندارویضدنفخ،درمانرگبهرگشدگیوکبودشدگی،رماتیسموبهعنواندافع حشرات استفاده میشود[Simic et al., 2003 ]. له شده تازه برگبوبرایدرمانبواسیر[Tuzlaci & Erol, 1999 ] و زخممعدهاستفادهمیشود [Tuzlaci & Tolon, [2000. درتحقیقیاثرهایضددردوضدسوزشترکیبهای اسانسبرگگیاهبرگبوموردبررسیقرارگرفتهو مشخصشدهکهایناثرهابا داروهایضددردوضد سوزشهورمونیهمچونمورفینوپیروکسیکامقابلمقایسهمیباشد[Syed et al., 1991 ]. 1-12-سایرکاربردهای گیاه برگ بوچوب بعضی از گونه های این تیره در صنعت اهمیت فراوان دارد و در نجاری و منبت کاری مورد توجه قرار می گیرد]زرگری، 1369[. از اسانس برگِ گیاه برگ بو در صنایع غذایی، ادویه، چاشنی، صنایع آرایشی و عطر استفاده می-شود[Sekeroglu et al., 2007 ]. ازبرگبودرقدیمبهعنوانچاشنیغذاومادهمعطر استفادهمیشدولیدرحالحاضردرصنعتداروسازیو فرمولاسیوندارومورد استفادهقرارمیگیرد[ Santos et al., 2004 ]. برگبودرصنعتصابون سازیبرایمعطرکردنصابونها وخواصضدشورهسروضدجوش-هایپوستیاستفاده میشود[ Hafizoglu & Reunanen, 1993 ].
[1]- Superoxide radical [2]- Hydroxyl radical [3]-Single oxygen [4]- Hydrogen Peroxide 5- Gas Chromatography [6]- Gas Chromatography-Mass |
