همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر

2 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

3 دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

10.22092/ijmapr.2026.370829.3578

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از محرک‌های زیستی و غیر زیستی، یکی از رویکردهای مناسب و مؤثر برای افزایش بیوسنتز و تجمع متابولیت‌های ارزشمند گیاهی می‌باشد. این تحقیق، با هدف بررسی اثر توأم محرک‌های عصاره مخمر، اسید سالیسیلیک، عصاره کشت و هموژنایت سلولی قارچ Serendipita indica بر ترکیب شیمیایی، میزان اسانس و برخی ویژگی‌های فیزیولوژیکی بادرنجبویه
 (Melissa officinalis L.) انجام شد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ملایر در سال 1400 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل محلول‌پاشی با آب مقطر (شاهد)، اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)، عصاره مخمر
 (1 گرم در لیتر)، اثر توام اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)+عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)، اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)+عصاره کشت (½ حجمی/حجمی)، عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)+عصاره کشت (½ حجمی/حجمی)، اسید سالیسیلیک
 (320 میلی‌گرم در لیتر)+هموژنایت سلولی (40 و 80 میلی‌گرم در لیتر)، عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)+هموژنایت سلولی (40 و 80 میلی‌گرم در لیتر)، اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)+عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)+هموژنایت سلولی (40 و 80 میلی‌گرم در لیتر)، اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)+عصاره کشت (½ حجمی/حجمی)+هموژنایت سلولی (40 میلی‌گرم در لیتر)، عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)+عصاره کشت (½ حجمی/حجمی)+هموژنایت سلولی (40 میلی‌گرم در لیتر) و اسید سالیسیلیک (320 میلی‌گرم در لیتر)+عصاره مخمر (1 گرم در لیتر)+عصاره کشت (½ حجمی/حجمی)+هموژنایت سلولی (40 میلی‌گرم در لیتر) بود. محلول‌پاشی محرک‌ها روی اندام هوایی بادرنجبویه در مرحله 40 درصد گلدهی انجام شد. اسانس‌گیری به روش تقطیر با آب و تجزیه اسانس نیز به روش کروماتوگرافی گازی متصل به طیف‌سنج جرمی انجام گردید. صفات میزان و ترکیب شیمیایی اسانس، همچنین برخی صفات فیزیولوژیکی شامل رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئیدها)، پرولین، محتوای مالون‌دی‌آلدهید، قندهای محلول، فنل و فلاونوئید کل اندازه‌گیری شدند. به‌منظور تجزیه‌وتحلیل همبستگی بین شاخص‌های مورد ارزیابی، از روش پیرسون استفاده شد.
نتایج: در مجموع، 38 ترکیب شیمیایی در اسانس ساختار هوایی گیاه بادرنجبویه شناسایی شد. سیترونلال (1.6 تا 13.5 درصد)، ترانس-کاروئول (5 تا 10.6 درصد)، سیترال (3.9 تا 10.1 درصد)، لینالول (4.2 تا 9.3 درصد) و گاما-3-کارن (4.2 تا 9.2 درصد) به‌ترتیب ترکیبات عمده اسانس‌های مورد مطالعه بودند. محلول‌پاشی با 320 میلی‌گرم در لیتر اسید سالیسیلیک+1 گرم در لیتر عصاره مخمر+ ½ عصاره کشت+40 میلی‌گرم در لیتر هموژنایت سلولی، بهترین نتیجه را در افزایش میزان اسانس و اجزای اصلی آن داشت. در این تیمار، میزان اسانس (63 درصد)، سیترونلال (2.20 برابر)، ترانس-کاروئول (2.12 برابر)، سیترال (2.59 برابر) و لینالول
 (2.21 برابر) نسبت به گیاهان شاهد افزایش پیدا کردند. کمترین این صفات در تیمار شاهد بدست آمد. نتایج نشان داد که این محرک‌ها، به‌طور معنی‌داری بر میزان قندهای محلول، محتوای مالون‌دی‌آلدهید، محتوای پرولین و محتوای فلاونوئیدها اثر گذاشته‌اند. نتایج همبستگی بین صفات مختلف نشان داد که میزان اسانس همبستگی مثبت و معنی‌دار در سطح احتمال 1 درصد با ترکیبات عمده اسانس شامل لینالول (**0.971=r)، ترانس-کاروئول (**0.983=r)، سیترونلال (**0.988=r) و سیترال (**0.984=r) و منفی و معنی‌دار با گاما-3-کارن (**0.990-=r) دارد. نتایج نقشه حرارتی برای صفات مورد مطالعه، بین تیمار شاهد و تیمارهای اثر توام محرک‌های زیستی و غیرزیستی، جدایی آشکاری نشان داد.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج، مشخص شد که میزان اسانس و ترکیبات اصلی آن در بادرنجبویه تحت تأثیر محرک‌های اسید سالیسیلیک، عصاره مخمر، عصاره کشت و هموژنایت سلولی قرار داشتند. درمجموع می‌توان گفت که کاربرد توام دو یا چند محرک مذکور می‌توانند به‌طور مؤثر تولید اسانس و اجزای عمده اسانس بادرنجبویه شامل لینالول، ترانس-کاروئول، سیترونلال و سیترال را افزایش دهند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Abdoli, M., Koolivand, N. and Babaei, A., 2021. Establishment of adventitious root culture in Echinacea purpurea and enhanced accumulation of caffeic acid derivatives by biotic and abiotic elicitors. Journal of Plant Molecular Breeding, 9(2): 24-34. https://doi.org/10.22058/jpmb.2022.563277.1265
- Alizadeh Salteh, S., Najjarzadeh, S., Panahandeh, J. and Eghlima, G.H., 2024. The effect of foliar application of salicylic acid and putrescine on essential oil yield and composition of peppermint (Mentha piperita L.). Plant Productions, 47(1): 147-160. https://doi.org/10.22055/ppd.2024.45206.2129
- Ahlawat, S., Saxena, P., Alam, P., Wajid, S. and Abdin, M.Z., 2014. Modulation of artemisinin biosynthesis by elicitors, inhibitor, and precursor in hairy root cultures of Artemisia annua L. Journal of Plant Interactions, 9: 811-824. https://doi.org/10.1080/17429145.2014.949885
- Ahmadi, S., Yadegari, M. and Hamedi, B., 2018. Foliar application effects of salicylic acid and indole acetic acid on the essential oil composition of Mentha piperita L. and Melissa officinalis L. Plant Process and Function, 7(26): 251-262. http://jispp.iut.ac.ir/article-1-798-fa.html
- Ahmadi, T., Shabani, L. and Sabzalian, M.R., 2021. Led light sources improved the essential oil components and antioxidant activity of two genotypes of lemon balm (Melissa officinalis L.). Botanical Studies, 62(1): 9. https://doi.org/10.1186/s40529-021-00316-7
- Albayrak, G., Ozturk, I., Tekintas, Y., Kurkcuoglu, M., Erguc, A. and Baykan, S., 2024. Chemical composition, antimicrobial and antibiofilm activities of essential oil from Turkish endemic Prangos hulusii fruits. Journal of Essential Oil Research, 36(5): 481-492. https://doi.org/10.1080/10412905.2024.2392188
- Ali, B., 2021. Salicylic acid: An efficient elicitor of secondary metabolite production in plants. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 31: 101884. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101884
- Attia, E.Z., El-Baky, R.M.A., Desoukey, S.Y., Mohamed, M.A.E.H., Bishr, M.M. and Kamel, M.S., 2018. Chemical composition and antimicrobial activities of essential oils of Ruta graveolens plants treated with salicylic acid under
drought stress conditions. Future Journal of Pharmaceutical Sciences, 4: 254-264. https://doi.org/10.1016/j.fjps.2018.09.001
- Bagde, U.S., Prasad, R. and Varma, A., 2010. Interaction of mycobiont: Piriformospora indica with medicinal plants and plants of economic importance. African Journal of Biotechnology, 9(54): 9214-9226. https://doi.org/10.5897/AJB2010.000-3348
- Baser, K.H. and Bonello, J.M., 2025. Global trade of essential oils. Journal of Essential Oil Research, 37(2): 208-214. https://doi.org/10.1080/10412905.2025.2470791
- Bates, L.S., Waldren, R.P. and Teare, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39: 205-207. https://doi.org/10.1007/BF00018060
- Baenas, N., García-Viguera, C. and Moreno, D.A., 2014. Elicitation: A tool for enriching the bioactive composition of foods. Molecules, 19: 13541-13563. https://doi.org/10.3390/molecules190913541
- Chang, C., Yang, M., Wen, H. and Chern, J., 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10(3): 178-182. https://doi.org/10.38212/2224-6614.2748
- Davies, N.W., 1990. Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes
 on methylsilicon and carbowax 20M phases.  Journal of Chromatography, 503: 1-24. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)81487-4
- De Sousa, D.P., Damasceno, R.O.S., Amorati, R., Elshabrawy, H.A., de Castro, R.D., Bezerra, D.P., Nunes, V.R.V., Gomes, R.C. and Lima, T.C., 2023. Essential oils: Chemistry and pharmacological activities. Biomolecules, 13(7): 1144. https://doi.org/10.3390/biom13071144
- El-Beltagi, H.S., Mohamed, H.I., Aldaej, M.I., Al-Khayri, J.M., Rezk, A.A., Al-Mssallem, M.Q., Sattar, M.N. and Ramadan, K.M., 2022. Production and antioxidant activity of secondary metabolites in Hassawi rice (Oryza sativa L.) cell suspension under salicylic acid, yeast extract, and pectin elicitation. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 58(4): 615-629. https://doi.org/10.1007/s11627-022-10264-x
- -Farahani, F., Shahhoseini, R. and Hatami, M., 2025. Phytochemical, physiological and morphological response of industrial-medicinal plant Melissa officinalis L. to drought stress, nanosilicon and superabsorbent polymer application. BMC Plant Biology, 25: 989. https://doi.org/10.1186/s12870-025-07038-z
- Ghabooli, M., Khatabi, B., Ahmadi, F.S., Sepehri, M., Mirzaei, M., Amirkhani, A., Jorrín-Novo, J.V. and Salekdeh, G.H., 2013. Proteomics study reveals the molecular mechanisms underlying water
stress tolerance induced by Piriformospora indica in barley. Journal of Proteomics, 94: 289-301. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2013.09.017
- Ghasemi Pirbalouti, A., Nekoei, M., Rahimmalek, M. and Malekpoor, F., 2019. Chemical composition and yield of essential oil from lemon balm (Melissa officinalis L.) under foliar applications of
jasmonic and salicylic acids. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 19: 101144. https://doi:10.1016/j.bcab.2019.101144
- Gorni, P.H., Pacheco, A.C., Moro, A.L., Silva, J.F.A., Moreli, R.R., de Miranda, G.R. and da Silva, R.M.G., 2020. Salicylic acid foliar application increases biomass, nutrient assimilation, primary metabolites and essential oil content in Achillea millefolium L. Scientia Horticulturae, 270: 109436. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109436
- Haghighat, F., Ghabooli, M., Movahedi, Z. and Abdoli, M., 2024. Effects of endophytic fungi, Serendipita indica and Colletotrichum tofieldiae on the growth and morphophysiological traits of tomato plants at different phosphate concentrations in a  hydroponic system. Journal of Plant Biological Sciences, 16(2): 19-38. https://doi.org/10.22108/IJPB.2025.143232.1374
- Hatami, M., Khanizadeh, P., Bovand, F. and Aghaee, A., 2021. Silicon nanoparticle-mediated seed priming and Pseudomonas spp. inoculation augment growth, physiology and antioxidant metabolic
status in Melissa officinalis L. plants. Industrial Crops and Products, 162: 113238. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113238
- He, X., Wang, S., Shi, J., Sun, Z., Lei, Z., Yin, Z., Qian, Z., Tang, H. and Xie, H., 2018. Genotypic and environmental effects on the volatile chemotype of Valeriana jatamansi Jones. Frontiers in Plant Science, 9: 1-10. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01003
- Heath, R.L. and Packer, L., 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry
 of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125: 189-198. https://doi.org/10.1016/0003-9861(68)90654-1
- Hedayati, A. and Abdoli, M., 2021. Foliar applications of yeast extract and salicylic acid affect chemical composition and content of lemon balm (Melissa officinalis L.) essential oil. Journal of Plant Molecular Breeding, 9(1): 12-24. https://doi:10.22058/JPMB.2022.544981.1248
- Hill, T.W. and Käfer, E., 2001. Improved protocols for Aspergillus minimal medium: Trace element and minimal medium salt stock solutions. Fungal Genetics Reports, 48(1): 20-21. https://doi:10.4148/1941-4765.1173
- Irigoyen, J., Einerich, D. and Sánchez‐Díaz, M., 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum, 84(1): 55-60. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1992.tb08764.x
- Isah, T., Umar S., Mujib A., Sharma, M.P., Rajasekharan, P.E., Zafar, N. and Frukh, A., 2018. Secondary metabolism of pharmaceuticals in the plant in vitro cultures: Strategies, approaches, and limitations to achieving higher yield. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 132: 239-265. https://doi.org/10.1007/s11240-017-1332-2
- Jangir, P., Shekhawat, P.K., Bishnoi, A., Ram, H. and Soni, P., 2021. Role of Serendipita indica in enhancing drought tolerance in crops. Physiological and Molecular Plant Pathology, 116: 101691. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2021.101691
- Jeyasri, R., Muthuramalingam, P., Karthick, K., Shin, H., Choi, S.H. and Ramesh, M., 2023. Methyl jasmonate and salicylic acid as powerful elicitors for enhancing the production of secondary metabolites in medicinal plants: An updated review. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 153(3): 447-458. https://doi.org/10.1007/s11240-023-02485-8
- Khalid, A.Kh. and Cai, W., 2011. The effects of mannitol and salinity stresses on growth and biochemical accumulations in lemon balm. Acta Ecologica Sinica, 31(2): 112-120. https://doi.org/10.1016/j.chnaes.2011.01.001
- Khanlari, N.V., Kiarostami, K., Namin, M.H., Abdoli, M. and Karamian, R., 2025. Rosmarinic acid content and antioxidant capacity in Dracocephalum moldavica hairy roots affected by iron and copper nanoparticles. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 161: 81. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-5016434/v1
- Kiani, M., Abdoli, M. and Ghabooli, M., 2024. Effect of culture filtrate and Serendipita indica cell homogenate on content and chemical composition of essential oil and some physiological traits of lemon balm (Melissa officinalis L.). Journal of Plant Biological Sciences, 16(3): 95-120. https://doi.org/10.22108/IJPB.2025.145810.1413
- Kochan, E., Szymczyk, P., Kuźma, Ł., Lipert, A. and Szymańska, G., 2017. Yeast extract stimulates ginsenoside production in hairy root cultures of American ginseng cultivated in shake flasks and nutrient sprinkle bioreactors. Molecules, 22(6): 880. https://doi.org/10.3390/molecules22060880
- Kumar, V., Rajauria, G., Sahai, V. and Bisaria, V., 2012. Culture filtrate of root endophytic fungus Piriformospora indica promotes the growth and lignan production of Linum album hairy root cultures. Process Biochemistry, 47: 901-907. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2011.06.012
- Kumari, N., Varghese, B.A., Khan, M.A., Jangra, S. and Kumar, A., 2020. Abiotic elicitation: A tool for producing bioactive compounds. Plant Archives, 20: 2683-2689. http://www.plantarchives.org/
- Li, X.M., Tian, S.L., Pang, Z.C., Shi, J.Y., Feng, Z.S. and Zhang, Y.M., 2009. Extraction of Cuminum cyminum essential oil by combination technology of organic solvent with low boiling point and system distillation. Food Chemistry, 115: 1114-1119. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.12.091
- Lichtenthaler, H.K., 1987. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic membranes: 397-407. In: Colowick, S.P. and Kaplan, N.O. (Eds.). Methods in Enzymology. Academic Press, San Diego, 598p. https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1
- Mehrpooya, Zh., Abdoli, M. and Talebian, M.A., 2021. Effect of salicylic acid and yeast extract on caffeic acid derivatives production in Echinacea purpurea L. Journal of Medicinal Plants, 20(78): 36-47. https://doi:10.52547/jmp.20.78.36
- Metwally, A., Finkemeier, I., Georgi, M. and Dietz, K.J., 2003. Salicylic acid alleviated the cadmium toxicity in barley seedling. Plant Physiology, 132(1): 272-281. https://doi.org/10.1104/pp.102.018457
- Motiee, M. and Abdoli, M., 2021. Changes in essential oil composition of peppermint (Mentha x piperita L.) affected by yeast extract and salicylic acid foliar application. Journal of Medicinal Plants, 20(79): 47-58. https://doi:10.52547/jmp.20.79.47
- Petrisor, G., Motelica, L., Craciun, L.N., Oprea, O.C., Ficai, D. and Ficai, A., 2022. Melissa officinalis: Composition, pharmacological effects and derived release systems – A review. International Journal of Molecular Sciences, 23: 3591. https://doi:10.3390/ijms23073591
- Pourianezhad, F., Rahnama, H., Mousavi, A., Khosrowshahi, M. and Mafakheri, S., 2019. Parthenolide production in cell suspension culture of feverfew. Bioresources and Bioprocessing, 6: 23. https://doi.org/10.1186/s40643-019-0258-4
- Ronald, S.F. and Laima, S.K., 1999. Phenolics and cold tolerance of Brassica napus. Plant Agriculture, 1: 1-5. https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.05.020
- Shahbazi, A.H., Mousavizadeh, S.J., Mashayekhi, K. and Ghorbani Dehkordi, A., 2025. Optimization of greenhouse cucumber growth and fruit yield in response to foliar application of salicylic acid and boric acid. Plant Productions, 48(1): 69-85. https://doi.org/10.22055/ppd.2024.47687.2193
- Shakeri, A., Sahebkar, A. and Javadi, B., 2016. Melissa officinalis L. – A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology. Journal of Ethnopharmacology, 188: 204-228. https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.05.010
- Silva, T.C., Bertolucci, S.K.V., Carvalho, A.A., Tostes, W.N., Alvarenga, I.C.A., Pacheco, F.V., Assis, R.M.A., Honorato, A.C. and Pinto, J.E.B.P., 2021. Macroelement omission in hydroponic systems changes plant growth and chemical composition of Melissa officinalis L. essential oil. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 24(12): 100297. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2021.100297
- Szabó, K., Malekzadeh, M., Radácsi, P., Ladányi, M., Rajhárt, P., Inotai, K., Tavaszi-Sárosi, Sz. and Németh, É., 2016. Could the variety influence the quantitative and qualitative outcome of lemon balm production? Industrial Crops and Products, 83: 710-716. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.12.027
- Taherpour, A., Maroof, H., Rafe, Z. and Larijani, K., 2012. Chemical composition analysis of the essential oil of Melissa offcinalis L. from Kurdistan, Iran by HS/ SPME method and calculation of the biophysicochemical coefcients of the components. Natural Product Research, 26(2): 152-160. https://doi:10.1080/14786419.2010.534733
- Tao, Z., Yuan, H., Liu, M., Liu, Q., Zhang, S., Liu, H., Jiang, Y., Huang, D. and Wang, T., 2023. Yeast extract: Characteristics, production, applications and future perspectives. Journal of Microbiology and Biotechnology, 33(2): 151-166. https://doi.org/10.4014/jmb.2207.07057
- Twaij, B.M. and Hasan, M.N., 2022. Bioactive secondary metabolites from plant sources: Types, synthesis, and their therapeutic uses. International Journal of Plant Biology and Research, 13(1): 4-14. https://doi.org/10.3390/ijpb13010003
- Varasteh Khanlari, N., Kiarostami, K., Hosseinzadeh Namin, M. and Abdoli, M., 2024. Effects of iron and copper nanoparticles on stress factors and rosmarinic acid synthesis in Moldavian balm (Dracocephalum moldavica L.). Plant Process and Function, 13(60): 429-448. https://doi:10.22034/13.60.429
- Vasefpour, Z., Taghizadeh, M. and Moazzami Farida, S.H., 2025. The dose-dependent effect of yeast extract on the content of some phenolics in the cell suspension culture of Dracocephalum polychaetum Bornm. Journal of Plant Biological Sciences, 16(1): 21-38.
- Weinder, C., Wowro, S.J., Freiwald, A., Kodelja, V., Abdel-Aziz, H., Kelber, O. and Sauer, S.,
2014. Lemon balm extract causes potent antihyperglycemic and antihyperlipidemic effects in insulin-resistant obese mice. Molecular Nutrition & Food Research, 58: 903-907. https://doi.org/10.1002/mnfr.201300477
- Yadegari, M., 2016. Effect of micronutrient foliar application and biofertilizers on essential
oils of lemon balm. Journal of Soil Science  and Plant Nutrition, 16(3): 702-715. https://doi.org/10.4067/S0718-95162016005000051
- Zouari, N., 2013. Essential oils chemotypes: A less known side. Medicinal and Aromatic Plants, 1: e145. https://doi.org/10.4172/2167-0412.1000e145