Journal of Crop Breeding

fa آنالیز فیتوشیمیایی گیاه دارویی ارکیده خاکزی (Orchis simia) در مرحله گلدهی Phytochemical Analysis of the Medicinal Plant Terrestrial Orchid (Orchis Simia) in the Flowering Stage ساير ساير پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: Orchis simia یکی از گیاهان دارویی خانواده Orchidaceae است که غده‌های آن در سراسر جهان تجارت می‌شود. بخش‌های غیرقابل فروش این گیاهان معمولاً دور ریخته می‌شوند (مثلاً گل‌آذین، برگ‌ و ساقه‌) و مقدار زیادی زیست&lrm;توده استفاده نشده تولید می‌کنند. اثرات دارویی گیاهان معمولاً از ترکیب متابولیت‌های ثانویه موجود در آن‌ها حاصل می‌شود. شناسایی و کمی&lrm;سازی متابولیت‌های ثانویه نقش مهمی در بهره‌برداری از پتانسیل دارویی گیاه خواهد داشت. ارکیده‌ها در محیط‌ها و زیستگاه&lrm;های مختلفی رشد می‌کنند که عمدتاً به&lrm;دلیل وجود مجموعه‌ای از متابولیت‌های ثانویه منحصربه‌فرد است که به این گیاهان کمک می‌کند تا شرایط استرس‌زا را تحمل کنند. بنابراین، این گیاهان به&lrm;دنبال رویکردهای سنتی به‌عنوان منبع مهمی برای اکتشاف زیستی مطرح شده‌اند‌. تعدادی از ترکیبات به&lrm;دست آمده از قسمت‌های مختلف ارکیده حاکی از فعالیت بیولوژیکی است. آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، فنانترن‌ها، ترپنوئیدها، مشتقات بی‌بنزیل و سایر ترکیبات فعال بیولوژیکی در ارکیده‌ها گزارش شده است. بررسی حاضر به شناسایی مواد فیتوشیمیایی موجود در ارکیده Orchis simia می‌پردازد. مواد و روش‌ها: برای بررسی فیتوشیمیایی اندام‌های گل‌آذین، برگ و ساقه ارکیده سیمیا به‌طور جداگانه، پس از جمع‌آوری نمونه‌ها از طبیعت و جدا‌سازی اندام‌های برگ، ساقه و گل‌آذین و سپس شستشوی اولیه با آب و خشک کردن در سایه، هر یک از اندام‌ها به‌طور مجزا پودر شده و عصاره متانولی با روش اولتراسونیک و سانتریفیوژ استخراج شد و ارزیابی فنل کل (TPC) با روش فولین سیکالچو و تعیین ظرفیت آنتی‌اکسیدان کل (TAC) با روش  FRAPو برآورد کمی و کیفی ترکیبات اصلی با روش HPLC و  LC-MSانجام شد. یافته‌ها: تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و کروماتوگرافی مایع- طیف‌سنجی جرمی (LC-MS) نمونه‌های O. simia منجر به جداسازی 28 متابولیت ثانویه (4 ترکیب مشتقات بی‌بنزیل، 8 ترکیب فنولیک و فلاونوئید و 16 ترکیب آلکالوئید) شد. ترکیبات فنولیک و فلاونوئید شناسایی شده در ارکیده سیمیا شامل بنزوئیک اسید، کافئیک اسید، ام-کوماریک اسید، روتین، لوتئولین، کامفرول، کوئرسیترین و کوئرستین بود. به موازات آن، مقادیر فنل کل و ظرفیت آنتی‌اکسیدان کل عصاره‌ها نیز اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌های به&lrm;دست آمده نشان داد که نمونه‌های برگ، ساقه و گل‌آذین تفاوت معنی‌داری در سطح 1 درصد با یکدیگر از نظر میزان فنل کل و ظرفیت آنتی‌اکسیدان کل دارند. در بین اندام‌های مورد مطالعه، عصاره گل‌آذین از نظر 28 متابولیت ثانویه و همچنین فنل کل و ظرفیت آنتی‌اکسیدان کل، برتر از سایر بافت‌های مورد مطالعه بود. همچنین، نتایج مقایسه میانگین نشان داد که مقـدار ترکیبـات فنل و ظرفیت آنتی‌اکسیدان کل در انــدام‌های مختلــف گیــاه Orchis simia یکســان نیســت و در 3 گروه مختلف قرار گرفتند. بیشترین میزان فنل کل (138/65 میلی‌گرم معادل اسید گالیک بر گرم وزن خشک) در گل‌آذین ارکیده مشاهده شد. همچنین بالاترین و کمترین میزان ظرفیت آنتی‌اکسیدان به&lrm;ترتیب مربوط به نمونه‌های گل‌آذین (77/58 میکرومول بر گرم وزن خشک) و ساقه (53/24 میکرومول بر گرم وزن خشک) به&lrm;دست آمد. از بین نمونه‌های برگ، ساقه و گل‌آذین O. simia، ساقه آن دارای بالاترین میزان مشتقات بی‌بنزیل بود. بیشترین میزان ترکیبات فرار شناسایی شده در عصاره‌ها از نوع کریزوتوکسین (Chrysotoxin) به&lrm;میزان (2/286 میکرو‌گرم بر میلی‌لیتر) بود که در ساقه رؤیت شد. درحالی‌که سایر ترکیبات فرار مانند ترکیبات گیگانتول (Gigantol) و موسکاتیلین (Moscatilin) به&lrm;میزان کمتری به&lrm;دست آمد و کریپیداتین (Crepidatin) در ساقه بسیار ناچیز (0/213 میکرو&lrm;گرم بر میلی‌لیتر) و در برگ و گل‌آذین شناسایی نشد. بیشترین میزان ترکیبات آلکالوئید شامل تتراندرین (47/20 نانو‌گرم بر میلی‌لیتر) و در گل‌آذین به&lrm;دست آمد. کوکسولین (Cocsuline)، ترکیب آلکالوئید مشترک در تمامی اندام‌های مورد مطالعه بود و بیشترین مقدار این ترکیب در گل‌آذین (30/54 نانو‌گرم بر میلی‌لیتر) و سپس در ساقه (28/81 نانو‌گرم بر میلی‌لیتر) شناسایی شد. 5 ترکیب آلکالوئید شامل (Isotetrandrine، (+)-thalmirabine ، Dimethyltubocurarine،Pheanthine  وThalidasine ) فقط در برگ و 4 ترکیب شامل (Gyroamericine، Racemosidine C، Chondrofoline و Thalfoetidine) در ساقه و 5 ترکیب شامل (+)-angchibangkine)، (+)-12-O-methyltricordatine، Baluchistine، (+)-Tubocurarine chloride  و Penduline) در گل‌آذین ارکیده O. simia شناسایی شدند که از بین آن‌ها، ترکیبات موجود در گل‌آذین ارکیده، بیشترین مقدار را به&lrm;خود اختصاص دادند. نتیجه‌گیری: آگاهی مناسب از ترکیب شیمیایی گیاه منجر به درک بهتر ارزش دارویی احتمالی آن می‌شود. بنابراین در این پژوهش، مقدار ترکیبات بیوشیمیایی و ظرفیت آنتی‌اکسیدان عصاره‌ها در اندام‌های برگ، ساقه و گل‌آذین ارکیده سیمیا مطالعه شد. طبق  نتایج این پژوهش، گل‌آذین O. simia منبع بالقوه ظرفیت آنتی‌اکسیدان، فنل و آلکالوئید است که نقش دارویی مهمی خواهند داشت. متابولیت‌های ثانویه به‌دست‌آمده از این گیاه برای اولین بار گزارش می‌شوند و برای پیشرفت‌ها و کاربردهای دارویی جدید در آینده مفید خواهند بود. همچنین، این مطالعه به کاهش ضایعات ارکیده مورد مطالعه در تولید صنعتی کمک خواهد کرد، زیرا اندام‌های هوایی آن می‌تواند برای اهداف دارویی مورد بهره‌برداری قرار گیرد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: As one of the medicinal plants from the Orchidaceae family, Orchis simia tubers are traded all over the world. The unmarketable parts are usually discarded (e.g., inflorescence, leaves, and stems) and produce a large amount of unused biomass. Medicinal effects of plants usually result from the composition of their secondary metabolites. Identification and quantification of secondary metabolites will play an important role in exploiting the medicinal potential of the plant. Orchids grow in different environments and habitats, mainly due to the presence of a unique set of secondary metabolites that help these plants tolerate stressful conditions. Therefore, following traditional approaches, these plants have been proposed as an important source for biological exploration. A number of compounds obtained from different parts of the orchid indicate biological activity. Alkaloids, flavonoids, phenanthrenes, terpenoids, bibenzyl derivatives, and other biologically active compounds have been reported in orchids. The present study identifies the phytochemical substances in Orchis simia orchid. Methods: To investigate the phytochemistry of the inflorescence, leaf, and stem of Simia orchid separately, the samples were collected from nature, washed with water, and dried in the shade. Each of the organs was then powdered separately, and methanolic extract was extracted by ultrasonic and centrifugation methods. Total phenol was evaluated by the Folin-Ciocalteau method. Antioxidant capacity was determined by the FRAP method. The main compounds were estimated quantitatively and qualitatively by high-performance liquid chromatography (HPLC) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) methods. Results: HPLC and LC-MS analyses of O. simia samples led to the isolation of 28 secondary metabolites (four compounds of bibenzyl derivatives, eight phenolic and flavonoid compounds, and 16 alkaloid compounds). Phenolic and flavonoid compounds identified in Simia orchid included benzoic acid, caffeic acid, m-coumaric acid, rutin, luteolin, kaempferol, quercitrin, and quercetin. In parallel, the total phenol content and total antioxidant capacity of the extracts were also measured in the extract. The results of variance analysis of the obtained data showed that the leaf, stem, and inflorescence samples were significantly different from each other at the 1% level in terms of total phenol content and total antioxidant capacity. Among the studied organs, inflorescence extract was superior to the other studied tissues in terms of 28 secondary metabolites as well as total phenol and antioxidant capacity. The average comparison results showed that the total phenolic compounds and antioxidant capacity in different organs of the O.s simia plant were not the same, and they were placed in three different groups. The highest total phenol content (138.65 mg GAE/g dry weight) was observed in orchid inflorescences. The highest and lowest levels of antioxidant activity were obtained from inflorescence (77.58 μmol/g) and stem (53.24 μmol/g) samples, respectively. Conclusion: A proper knowledge of the chemical composition of a plant leads to a better understanding of its potential medicinal value. In this research, therefore, the changes in biochemical compounds and antioxidant capacity of the extracts were studied in leaf, stem, and inflorescence organs. According to the results of this research, the inflorescence of O. simia is a potential source of antioxidant capacity, phenol, and alkaloids, which will have an important medicinal role. The secondary metabolites obtained from this plant are reported for the first time and will be useful for new medicinal developments and applications in the future. Moreover, this study will help reduce the waste of this orchid in industrial production because its aerial organs can be exploited for medicinal purposes.  </div> ظرفیت آنتی‌اکسیدان, عصاره, فنل کل, گیاه ارکیده, متابولیت‌های ثانویه, HPLC Antioxidant capacity, Extract, HPLC, Orchid plant, Secondary metabolites, Total phenol 53 66 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1245-1&slc_lang=fa&sid=1 Zeinab Masoudi Jozchal زینب مسعودی جوزچال zeinab.masoodi3271@gmail.com 100319475328460023963 0009-0009-3462-0172 No Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاوزی و منابع طبیعی، ساری، ایران NadAli Bagheri نادعلی باقری bagherinadali@yahoo.com 100319475328460023964 100319475328460023964 No Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاوزی و منابع طبیعی، ساری، ایران NadAli Babaeian Jelodar نادعلی باباییان جلودار n.babaeiyan@umz.ac.ir 100319475328460023965 100319475328460023965 Yes Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاوزی و منابع طبیعی، ساری، ایران GholamAli Ranjbar غلامعلی رنجبر ali.ranjbar@gmail.com 100319475328460023966 100319475328460023966 No Genetics and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاوزی و منابع طبیعی، ساری، ایران Jamshid Farmani جمشید فرمانی jamshid_farmani@yahoo.com 100319475328460023967 100319475328460023967 No Food Industry, Faculty of Agricultural Engineering, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاوزی و منابع طبیعی، ساری، ایران