نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سپیده قطب زاده کرمانی ¹
• قاسم محمدی نژاد ¹
• مهدیه سالارپور ²

¹ هیات علمی

² پژوهشگر پسا دکترا

چکیده

سابقه و هدف: زیره سبز (Cuminum cyminum L.) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین گیاهان دارویی و ادویه‌ای، دارای تنوع ژنتیکی گسترده‌ای در ایران است که از نظر ویژگی‌های فیزیولوژیک، متابولیتی و عملکردی می‌تواند به‌عنوان منبعی ارزشمند در اصلاح گیاهان دارویی و معطر مورد استفاده قرار گیرد. شناخت ژنوتیپ‌های برتر با ترکیب مطلوب عملکرد و کیفیت، گامی اساسی در بهبود بهره‌برداری زراعی و دارویی از این گیاه است. هدف از این پژوهش، مقایسه ده اکوتیپ بومی زیره سبز ایران از نظر صفات آنتی‌اکسیدانی، ترکیبات ثانویه و ویژگی‌های عملکردی و شناسایی ژنوتیپ‌های برتر برای برنامه‌های اصلاحی و بهره‌برداری هدفمند بود.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال زراعی 1402-1403 در مزرعه پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی‌پور دانشگاه شهید باهنر کرمان اجرا شد. طرح آزمایشی به‌صورت بلوک کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. ده اکوتیپ بومی زیره سبز (اسفراین، بردسکن، خوانسار، اردستان، سپیدان، سیوند، سیرجان، ماهان، بردسیر و رفسنجان) از استان-های مختلف ایران (خراسان شمالی، خراسان رضوی، اصفهان، فارس و کرمان) جمع‌آوری و تحت شرایط زراعی یکسان شامل آماده‌سازی زمین، کاشت، آبیاری، کنترل علف‌های هرز و برداشت مدیریت شدند. در طول دوره رشد، نمونه‌برداری و اندازه‌گیری صفات به‌صورت استاندارد انجام شد. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد دانه در هکتار، درصد اسانس، عملکرد اسانس (حاصل‌ضرب عملکرد دانه و درصد اسانس)، درصد کومین‌آلدهید، محتوای پروتئین کل، فنول کل و آنتوسیانین کل بودند. فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شامل سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و آسکوربات پراکسیداز (APX) نیز با روش‌های آنزیمی متداول سنجیده شد. برای تحلیل داده‌ها از تجزیه واریانس جهت بررسی اثر اکوتیپ و همچنین برای سنجش اختلاف معنی‌دار بین اکوتیپ‌ها، مقایسه میانگین (LSD) به کار رفت.همبستگی پیرسون برای تعیین روابط بین صفات، رگرسیون مرحله‌ای برای شناسایی صفات مؤثر بر عملکرد دانه و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) برای تعیین الگوهای تغییرات صفات و تفکیک ژنوتیپ‌ها استفاده گردید.
نتایج: تجزیه واریانس نشان داد تفاوت معنی‌داری بین اکوتیپ‌ها در تمام صفات مورد مطالعه وجود دارد که نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی قابل توجه زیره سبز بومی ایران است. اکوتیپ اسفراین بالاترین عملکرد دانه را داشت که ۱۱۱ درصد بیشتر از کم‌بازده‌ترین ژنوتیپ یعنی سیرجان بود. اما اسفراین کمترین مقدار فنول کل و پروتئین را دارا بود. اکوتیپ ماهان با دارا بودن بالاترین درصد و عملکرد اسانس در میان تمامی ژنوتیپ‌ها از برتری قابل‌توجهی برخوردار بود. در مقابل، اکوتیپ بردسیر بیشترین محتوای آنتوسیانین را نشان داد. اکوتیپ رفسنجان نیز با داشتن بیشترین میزان فنول کل و بالاترین فعالیت GPX و آسکوربات پراکسیداز (APX) متمایز شد، هرچند فعالیت CAT و SOD در آن در مقایسه با سایر ژنوتیپ‌ها در کمترین سطح مشاهده گردید. برعکس، سپیدان بیشترین فعالیت کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز را نشان داد. همبستگی‌ها حاکی از رابطه منفی معنی‌دار میان محتوای پروتئین و فعالیت‌های CAT و SOD بود. همچنین درصد اسانس و آنتوسیانین و کومین‌آلدهید و پروتئین کل همبستگی منفی داشتند که نشان‌دهنده تعارض مسیرهای متابولیکی در تولید ترکیبات مختلف است. رگرسیون مرحله‌ای چهار صفت درصد اسانس (۱۷ درصد)، درصد کومین‌آلدهید (۱۴ درصد)، فعالیت آسکوربات پراکسیداز (10 درصد) و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (9 درصد) را به عنوان عوامل مهم پیش‌بینی‌کننده عملکرد دانه معرفی کرد که در مجموع ۵0 درصد تغییرات عملکرد را تبیین کردند. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که دو مؤلفه اول 20/61 درصد تغییرات صفات را توضیح داده و اکوتیپ‌های ماهان، اسفراین، سپیدان و رفسنجان را بر اساس ترکیب ویژگی‌های عملکردی و بیوشیمیایی متمایز ساخت.
نتیجه‌گیری کلی: یافته‌ها بیانگر وجود تنوع ژنتیکی و بیوشیمیایی ارزشمند در اکوتیپ‌های زیره سبز ایران است که می‌تواند در اصلاح ژنوتیپ‌های با هدف بهبود عملکرد، کیفیت و مقاومت به تنش‌ها مورد استفاده قرار گیرد. اکوتیپ‌های اسفراین، ماهان، رفسنجان و سپیدان با دارا بودن ترکیب‌های متفاوتی از صفات زراعی و بیوشیمیایی، منابع مطلوبی برای برنامه‌های اصلاحی محسوب می‌شوند. نتایج همچنین نشان داد که بهبود عملکرد اسانس در زیره سبز بیشتر از طریق افزایش عملکرد دانه حاصل می‌شود تا افزایش درصد اسانس و این امر ضرورت رویکردهای اصلاحی چندهدفه را برای دستیابی به تعادل بین عملکرد، ترکیبات دارویی و مقاومت به تنش‌ها تأکید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• تنوع ژنتیکی
• ترکیبات ثانویه
• صفات زراعی
• مسیرهای بیوسنتزی
• به‌نژادی گیاهان دارویی

موضوعات

• به‌زراعی و به‌نژادی