همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

2 دانشگاه کردستان، گروه مهندسی تولید وژنتیک گیاهی

3 دانشگاه کردستان

4 - دانشیار گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاوری، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

10.22092/ijmapr.2023.363324.3362

چکیده

سابقه و اهداف: گیاهان جنس Papaver از تیره خشخاش، ازجمله گیاهان دارویی مشهور به‌شمار می‌آیند که به‌دلیل تولید آلکالوییدهای مورفینان و آلکالوییدهای ایزوکینولینی با اثرهای ضدمیکروبی همواره مورد توجه صنایع داروسازی و پزشکی قرار گرفته است. در استان کردستان به‌عنوان یکی از مناطق کوهستانی غرب کشور تنوع زیادی از گیاهان جنس Papaver مشاهده می‌شود. در این پژوهش عصاره‌های متانولی تهیه شده از چهار گونه Papaver از لحاظ میزان تولید آلکالوییدهای مورفینان و اثرهای ضدمیکروبی بر رشد میکروارگانیسم‌ها در شرایط آزمایشگاهی بررسی شدند.
مواد و روش‌ها: گونه‌ها‌ی Papaver glaucum،P. fugax ،P. argemone  و P. bracteatum با دو بار تکرار از رویشگاه‌های طبیعی آنها در استان کردستان در فصل بهار جمع‌آوری شده و زیر نظر گیاه‌شناس مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان براساس خصوصیات مورفولوژیکی شناسایی گردیدند. برای استخراج آلکالوییدها، اندام‌های هوایی و ریشه‌ها در سایه خشک و پودر شدند. با استفاده از پودرهای حاصل و حلال‌های متانول و کلروفرم به نسبت 1 به 4، عصاره‌ها تهیه گردیدند. میزان آلکالوییدهای مورفین، کدئین، تبائین و پاپاورین موجود در هر یک از نمونه‌ها به‌صورت مجزا با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) سنجش شد. همچنین اثرهای ضدمیکروبی عصاره‌ها علیه باکتری‌های گرم مثبت Bacillus subtilis، Staphylococcus aureus و Streptococcus pyogenes و باکتری‌های گرم منفی Pseudomonas aeruginosa، Salmonella typhi, و Escherichia coli بیماری‌زا به روش سنجش هاله عدم رشد، تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC)، با استفاده از روش رقّت لوله‌ای ارزیابی گردید.
نتایج: تولید آلکالوییدهای مورفینان در گونه‌های مورد بررسی توسط HPLC تأیید شد. میزان مورفین به‌عنوان آلکالویید غالب در بین چهار گونه مورد بررسی از 4.21 تا 21.33 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین میزان مورفین (21.33 میلی‌گرم بر گرم) در عصاره P. bracteatum و بیشترین میزان تبائین و کدئین (8.67 و 1.8 میلی‌گرم بر گرم) در عصاره P. fugax مشاهده گردید. مشاهده هاله عدم رشد بر علیه باکتری‌های Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus تأییدکننده اثرهای ضدمیکروبی عصاره‌ها‌ی گیاهی مورد بررسی بود. دامنه حداقل غلظت مهارکنندگی عصاره‌ها بر علیه باکتری‌های مورد بررسی بین 25 تا 100 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر متغیر بود و حداقل غلظت کشندگی فقط بر علیه باکتری Escherichia coli مشاهده شد. عصاره گیاه P. bracteatum با حداقل غلظت مهارکنندگی 25 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر و حداقل غلظت کشندگی 50 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بر علیه باکتری E. coli بیشترین اثر مهارکنندگی را نشان داد.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که گونه‌های Papaver مورد بررسی مقادیر و دامنه قابل‌توجهی از آلکالوییدهای مورفینان را تولید می‌کنند که ارزش ژنتیکی و دارویی این گونه‌های طبیعی را برای مطالعات بعدی مشخص می‌کند. به‌علاوه اثرهای ضدمیکروبی عصاره‌های این گیاهان بر علیه سویه‌های مرجع باکتری بیماری‌زای گرم مثبت و گرم منفی استفاده شده در این پژوهش بیانگر جنبه دیگری از اهمیت متابولیت‌های ثانویه این گیاهان می‌باشد. بنابراین پیشنهاد می‌شود که مطالعات بیشتری در زمینه تفکیک، جداسازی و شناسایی متابولیت‌های با ارزش گیاهان تیره خشخاش انجام شود و بررسی اثرهای ضدمیکروبی این ترکیبات می‌تواند گزینه مناسبی برای تولید داروهای ضدمیکروبی مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Ancheeva, E., Daletos, G. and Proksch, P., 2020. Bioactive Secondary Metabolites from Endophytic Fungi. Current Medicinal Chemistry, 27(11): 1836-1854.
- Barry, A.L., Coyle, M.B., Thornsberry, C., Gerlach, E.H. and Hawkinson, R.W., 1979. Methods of Measuring Zones of Inhibition with the Bauer-Kirby Disk Susceptibility Test. Journal of Clinical Microbiology, 10(6): 885-889.
- Bernáth, J., Dános, B., Veres, T., Szantó, J. and Tétényi, P., 1988. Variation in Alkaloid Production in Poppy Ecotypes: Responses to Different Environments. Biochemical Systematics and Ecology, 16(2): 171-178.
- Butnariu, M., Quispe, C., Herrera-Bravo, J., Pentea, M., Sarac, I., Küşümler, A.S., Özçelik, B., Painuli, S., Semwal, P., Imran, M., Gondal, T.A., Emamzadeh-Yazdi, S., Lapava, N., Yousaf, Z., Kumar, M., Eid, A.H., Al-Dhaheri, Y., Suleria, H.A.R., del Mar Contreras, M., Sharifi-Rad, J. and Cho, W.C., 2022. Papaver Plants: Current Insights on Phytochemical and Nutritional Composition Along with Biotechnological Applications. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2022, 2041769
- Celiktas, O.Y., Kocabas, E.E.H., Bedir, E., Sukan, F.V., Ozek, T. and Baser, K.H.C., 2007. Antimicrobial Activities of Methanol Extracts and Essential Oils of Rosmarinus officinalis, Depending on Location and Seasonal Variations. Food Chemistry, 100(2): 553-559.
- Chalabian, F., Sharifnia, F. and Katouzian, F., 2010. Study Antimicrobial Effects of Methanolic Extracts of Six Iranian Papaver Spices on Some Bacteria. Journal of Sciences Islamic Azad University (JSIAU), 19(74/1): 41-60.
- Chiocchio, I., Mandrone, M., Tomasi, P., Marincich, L. and Poli, F., 2021. Plant Secondary Metabolites: An Opportunity for Circular Economy. Molecules, 26(2): 495.
- Çoban, İ., Toplan, G.G., Özbek, B., Gürer, Ç.U. and Sarıyar, G., 2017. Variation of Alkaloid Contents and Antimicrobial Activities of Papaver Rhoeas l. Growing in Turkey and Northern Cyprus. Pharmaceutical Biology, 55(1): 1894-1898.
- Deng, A.P., Zhang, Y., Zhou, L., Kang, C.Z., Lv, C.G., Kang, L.P., Nan, T.G., Zhan, Z.L., Guo, L.P. and Huang, L.Q., 2021. Systematic Review of the Alkaloid Constituents in Several Important Medicinal Plants of the Genus Corydalis. Phytochemistry, 183: 112624.
- Desgagné-Penix, I. and Facchini, P.J., 2012. Systematic Silencing of Benzylisoquinoline Alkaloid Biosynthetic Genes Reveals the Major Route to Papaverine in Opium Poppy. Plant Journal, 72(2): 331-344.
- Facchini, P.J. and De Luca, V., 1995. Phloem-Specific Expression of Tyrosine/Dopa Decarboxylase Genes and the Biosynthesis of Isoquinoline Alkaloids in Opium Poppy. Plant Cell, 7(11): 1811-1821.
- Gaber, A., Alsanie, W.F., Kumar, D.N., Refat, M.S. and Saied, E.M., 2020. Novel Papaverine Metal Complexes with Potential Anticancer Activities. Molecules, 25(22): 5447.
- Hashim, M., Ahmad, B., Drouet, S., Hano, C., Abbasi, B.H. and Anjum, S., 2021. Comparative Effects of Different Light Sources on the Production of Key Secondary Metabolites in Plants in Vitro Cultures. Plants, 10(8):.
- Hmamou, A., Eloutassi, N., Alshawwa, S.Z., Al Kamaly, O., Kara, M., Bendaoud, A., El-Assri, E.M., Tlemcani, S., El Khomsi, M. and Lahkimi, A., 2022. Total Phenolic Content and Antioxidant and Antimicrobial Activities of Papaver Rhoeas L. Organ Extracts Growing in Taounate Region, Morocco. Molecules, 27(3): 854.
- Jafaar, H.J., Isbilen, O., Volkan, E. and Sariyar, G., 2021. Alkaloid Profiling and Antimicrobial Activities of Papaver Glaucum and P. Decaisnei. BMC Research Notes, 14(1): 348.
- Jamshidi-Kia, F., Lorigooini, Z. and Amini-Khoei, H., 2018. Medicinal Plants: Past History and Future Perspective. Journal of HerbMed Pharmacology, 7(1): 1-7.
- Karim, M.B., Kanaya, S. and Altaf-Ul-Amin, M., 2022. Antibacterial Activity Prediction of Plant Secondary Metabolites Based on a Combined Approach of Graph Clustering and Deep Neural Network. Molecular Informatics, 41(7): 2100247.
- Keita, K., Darkoh, C. and Okafor, F., 2022. Secondary Plant Metabolites as Potent Drug Candidates against Antimicrobial-Resistant Pathogens. SN Applied Sciences, 4(8): 209.
- Langlois, A., Mulholland, D.A., Crouch, N.R. and Grace, O.M., 2004. Aporphine Alkaloid from Papaver Aculeatum (Sect. Horrida; Papaveraceae) of Southern Africa. Biochemical Systematics and Ecology, 32(11): 1087-1090.
- Muthukumaran, P., Kumaravel, S. and Nimia, N., 2019. Phytochemical, GC-MS and FT-IR Analysis of Papaver Somniferum L. Journal of Pharmaceutical and Biological Sciences, 7(1): 1-8.
- Oh, J., Shin, Y., Ha, I.J., Lee, M.Y., Lee, S.G., Kang, B.C., Kyeong, D. and Kim, D., 2018. Transcriptome Profiling of Two Ornamental and Medicinal Papaver Herbs. International Journal of Molecular Sciences, 19(10): 3192.
- Omidi, M., Koohzadi, F., Solouki, M., Taghizad Farid, R. and Alizadeh, H., 2012. Comparison of Morphinan Alkaloids during Different Stages of Growth in the Medicinal Plant Opium Poppy (Papaver Somniferum L.). Journal of Medicinal Plants, 11(44): 140-148.
- Pei, L., Wang, B., Ye, J., Hu, X., Fu, L., Li, K., Ni, Z., Wang, Z., Wei, Y., Shi, L., Zhang, Y., Bai, X., Jiang, M., Wang, S., Ma, C., Li, S., Liu, K., Li, W. and Cong, B., 2021. Genome and Transcriptome of Papaver Somniferum Chinese Landrace CHM Indicates That Massive Genome Expansion Contributes to High Benzylisoquinoline Alkaloid Biosynthesis. Horticulture Research, 8(5): 1-13.
- Petrovska, B.B., 2012. Historical Review of Medicinal Plants’ Usage. Pharmacognosy Reviews, 6(11): 1-5.
- Raji, P., Samrot, A.V., Keerthana, D. and Karishma, S., 2019. Antibacterial Activity of Alkaloids, Flavonoids, Saponins and Tannins Mediated Green Synthesised Silver Nanoparticles Against Pseudomonas Aeruginosa and Bacillus Subtilis. Journal of Cluster Science, 30: 881-895.
- Riaz, U., Iqbal, S., Sohail, M.I., Samreen, T., Ashraf, M., Akmal, F., Siddiqui, A., Ahmad, I., Naveed, M., Khan, N.I. and Akhter, R.M., 2021. A Comprehensive Review on Emerging Importance and Economical Potential of Medicinal and Aromatic Plants (MAPs) in Current Scenario. Pakistan Journal of Agricultural Research, 34(2): 381-392.
- Salehi, P., Sonboli, A., Zavareh, A.F., Sefidkon, F., Dayeni, M. and Cheraghi, B., 2007. Narcotic Alkaloids of Four Papaver Species from Iran. Zeitschrift Fur Naturforschung- Section C Journal of Biosciences, 62(1-2): 16-18.
- Shaghaghi, A., Alirezalu, A., Nazarianpour, E., Sonboli, A. and Nejad-Ebrahimi, S., 2019. Opioid Alkaloids Profiling and Antioxidant Capacity of Papaver Species from Iran. Industrial Crops and Products, 142: 111870.
- Singh, A., Menéndez-Perdomo, I.M. and Facchini, P.J., 2019. Benzylisoquinoline Alkaloid Biosynthesis in Opium Poppy: An Update. Phytochemistry Reviews, 18: 1457-1482.
- Sokmen, A., Jones, B.M. and Erturk, M., 1999. The in Vitro Antibacterial Activity of Turkish Medicinal Plants. Journal of Ethnopharmacology, 67(1): 79-86.
- Stranska, I., Skalicky, M., Novak, J., Matyasova, E. and Hejnak, V., 2013. Analysis of Selected Poppy (Papaver Somniferum L.) Cultivars: Pharmaceutically Important Alkaloids. Industrial Crops and Products, 41(1): 120-126.
- Wang, J., Chu, L., Wojnárovits, L. and Takács, E., 2020. Occurrence and Fate of Antibiotics, Antibiotic Resistant Genes (ARGs) and Antibiotic Resistant Bacteria (ARB) in Municipal Wastewater Treatment Plant: An Overview. Science of the Total Environment, 744.
- Zahra, W., Rai, S.N., Birla, H., Singh, S., Rathore, A.S., Dilnashin, H., Keswani, C. and Singh, S.P., 2019. Economic Importance of Medicinal Plants in Asian Countries. 359-377, In: Keswani, C.,  (ed.), Bioeconomy for Sustainable Development, Springer Nature Singapore , 388p.