Journal of Crop Breeding

fa اثر محلول‌پاشی ساکارز بر برخی خصوصیات فیتوشیمیایی گیاه استویا در شرایط مزرعه Effect of Sucrose Spray on some Phytochemical Characteristics of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) under Field Conditions ساير ساير پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: قندها یکی از اجزای مهم در جیره غذایی انسان‌ها در کنار چربی‌ها و پروتئین‌ها، به&lrm;شمار می‌روند، به‌طوری‌که حدود 70-60 درصد انرژی خود را ابتدا از آن‌ها تأمین می‌کنند. گیاه استویا یکی از مهم‌ترین گیاهان دارویی با خواص بالای آنتی‌اکسیدانی، با خصوصیات قندی بارز و بدون کالری می‌تواند جایگزین قندهای استخراج‌شده از دیگر منابع شود. از ویژگی‌های این شیرین‌کننده اینست که به&lrm;دلیل عدم جذب در سیستم گوارشی برای استفاده افراد دیابتی بسیار مفید است. از طرفی به&lrm;دلیل کالری‌زا نبودن، مناسب رژیم غذایی افراد چاق می‌باشد. شکل قابل انتقال محصولات فتوسنتزی یعنی کربوهیدرات‌ها در گیاهان ساکارز است. محلول‌پاشی ساکارز برای تأمین سریع ترکیبات موردنیاز گیاهان بااهمیت است. این پژوهش به‌منظور بررسی امکان تأثیر ساکارز در غلظت‌های متفاوت به‌عنوان منبع احتمالی کربنی جایگزین، روی برخی از ویژگی‌های فتوسنتزی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی استویا انجام شده است. مواد و روش‌ها: این آزمایش به‌صورت فاکتوریل برپایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال زراعی 94-1393 انجام شد. تیمارهای موردبررسی شامل سطوح مختلف ساکارز با غلظت‌های صفر، 2/5، 5 و 10 درصد انتخاب شدند. لذا ماده مذکور در حلال‌های متانول 15 درصد، اسید بُریک سه در هزار و اسید استیک یک در هزار حل شدند. تیمارها به فواصل هر 10 روز یک‌بار تا قبل از مرحله به گل رفتن بر روی گیاه محلول‌پاشی شدند. با شروع گل‌دهی برخی خصوصیات گیاه نظیر کلروفیل کل، کاروتنوئید، فنل کل، فلاونوئید کل، فعالیت آنتی‌اکسیدانی، میزان استویوزاید و ریبودیوزاید اندازه‌گیری شدند. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد، اثر ساده نوع حلال و غلظت ساکارز بر تمامی صفات موردمطالعه در سطح احتمال 0/01 و اثر متقابل تیمارها بر تمامی صفات به‌جز مقدار ریبودیوزاید در سطح احتمال 0/05 و بر مقدار استویوزاید در سطح احتمال 0/01 معنی‌دار بود. نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که میزان کلروفیل کل در غلظت 10 درصد ساکارز به&lrm;طور معنی‌داری بیشتر از سایر غلظت‌های ساکارز می‌باشد. بین غلظت‌های مختلف ساکارز از نظر میزان کاروتنوئید اختلاف معنی‌داری وجود داشت، به‌طوری‌که بیشترین (10/72 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) و کمترین (9/56 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) میزان آن به&lrm;ترتیب در غلظت‌های پنج و صفر درصد ساکارز ثبت شد. مقدار کاروتنوئید در حلال متانول (11/99 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) به&lrm;طور معنی‌داری بیشتر از سایر حلال‌ها به&lrm;ترتیب اسید بُریک، اسید استیک و آب مقطر (کمترین میزان آن) بود. میزان فلاونوئید بین غلظت‌های مختلف ساکارز و همچنین در حلال‌های متفاوت به‌طور معنی‌داری اختلاف وجود داشت. غلظت پنج درصد ساکارز بیشترین (معادل 10/82 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک) و غلظت صفر درصد ساکارز کمترین (معادل 9/31 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک) مقدار فلاونوئید را به&lrm;خود اختصاص دادند. براساس نتایج داده‌ها، به&lrm;ترتیب در حلا‌ل‌های متانول (معادل 11/51 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک)، اسید بُریک (معادل 10/74 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک)، اسید استیک (9/42 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک) و آب مقطر (8/32 میلی‌گرم کوئرستین در گرم وزن خشک) بیشترین و کمترین میزان فلاونوئید به&lrm;دست آمد. میزان فنل کل در غلظت پنج درصد ساکارز (19/54 میلی‌گرم اسید گالیک بر گرم وزن خشک) به&lrm;طور معنی‌داری بیشتر از سایر غلظت‌ها بود. نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که بین حلال‌های مختلف از نظر مقدار فنل کل اختلاف معنی‌داری وجود داشت، به‌طوری‌که حلال متانول بیشترین (23/07 میلی‌گرم اسید گالیک بر گرم وزن خشک) و حلال آب مقطر کمترین (13/47 میلی‌گرم اسید گالیک بر گرم وزن خشک) میزان فنل کل را به&lrm;خود اختصاص دادند. نتایج به&lrm;دست آمده از این تحقیق نشان داد که بین غلظت‌های مختلف ساکارز ازنظر میزان خاصیت آنتی‌اکسیدانی اختلاف معنی‌داری وجود داشت، به‌طوری‌که بیشترین (85/71 درصد) و کمترین (62/38 درصد) میزان آن به&lrm;ترتیب در غلظت‌های پنج و صفر درصد ساکارز ثبت شد. براساس داده‌های تجزیه واریانس، مقدار ترکیبات آنتی‌اکسیدانی در حلال‌های مختلف به‌طور معنی‌داری تفاوت وجود داشت، بیشترین مقدار آن در حلال متانول (90/59 درصد) و کمترین میزان آن در حلال آب مقطر (69/87 درصد) مشاهده شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده، حلال متانول دارای بیشترین (14/01 درصد) میزان استویوزاید و حلال آب مقطر دارای کمترین (11/27 درصد) میزان بودند. همچنین بر اساس مقایسه میانگین داده‌ها، غلظت 10 درصد ساکارز کمترین (5/77 درصد) میزان استویوزاید و غلظت پنج درصد ساکارز بیشترین (13/01 درصد) میزان آن&lrm;را به&lrm;خود اختصاص دادند. با توجه به نتایج حاصل از مقایسه میانگین غلظت‌های مختلف ساکارز بر روی میزان ریبودیوزاید، غلظت صفر درصد ساکارز دارای کمترین و غلظت پنج درصد ساکارز دارای بیشترین میزان ریبودیوزاید می‌باشند. همچنین با توجه به اثر حلال، بیشترین و کمترین میزان ریبودیوزاید به&lrm;ترتیب مربوط به حلال‌های متانول و آب مقطر می‌باشد. با توجه به مقایسه میانگین داده‌ها، مطلوب‌ترین میزان صفات فتوسنتزی و فیتوشیمیایی محاسبه‌شده مربوط به غلظت پنج&lrm; درصد ساکارز بود و سایر غلظت‌ها در رده‌های بعدی قرار گرفتند. همچنین، بیشترین و کمترین میزان ویژگی‌های مطلوب موردبررسی به&lrm;ترتیب در حلال‌های متانول 15 درصد، اسید بُریک سه در هزار، اسید استیک یک در هزار و آب مقطر به‌عنوان تیمار شاهد به&lrm;دست آمد. نتیجه‌گیری: ساکارز موردمطالعه بر بسیاری از صفات موردبررسی به‌طور معنی‌داری اثر داشته است. افزایش غلظت کربوهیدرات‌های آسیمیلات جذب شده در نتیجه کاربرد ساکارز با غلظت پنج درصد با حلال متانول ممکن است باعث افزایش قابلیت دسترسی به مواد حد واسط تنفسی را فراهم آورد، که در نتیجه آن کاهش هدررفت انرژی غیرفتوشیمیایی اتفاق می‌افتد. بروز این پدیده‌های بیوشیمایی ناشی از مصرف مواد حدواسط، درنهایت کارایی فتوسنتزی را افزایش داده و تجمع مواد فتوسنتزی و همچنین سنتز متابولیت‌های ثانویه را بهبود می‌بخشد. درنهایت می‌توان عنوان نمود که استفاده از ساکارز همراه با حلال مناسب آن (متانول) می‌تواند نیاز مطلق به منبع کربنی موجود در هوا را کاهش داده یا جایگزین آن گردد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Sugars are one of the important components in the human diet, along with fats and proteins, which provide about 60-70% of their energy. Stevia is one of the most important medicinal plants with high antioxidant properties, obvious sugar characteristics, and without calories, which can replace sugars extracted from other sources. One of the features of this sweetener is that it is very useful for diabetics due to its lack of absorption in the digestive system. On the other hand, it is suitable for the diet of obese people due to its non-caloric nature. Sucrose is the transportable form of photosynthetic products, i.e. carbohydrates, in plants. Sucrose foliar spraying is important for the quick supply of compounds needed by plants. Methods: This factorial experiment was carried out based on a randomized complete block design (RCBD) with four replications at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University from 2014 to 2015. Evaluated treatments consisted of different concentrations of a sucrose solution (0, 2.5, 5, and 10%). Thus, the mentioned material was diluted in solvents such as methanol 15%, boric acid (3 ppm), and acetic acid (1 ppm). Treatments were sprayed on plants at 10-day intervals until plants started the flowering stage. Some parameters, such as total chlorophyll, carotenoids, total phenol, total flavonoid, antioxidant activity, steviozide, and ribodiozide contents were measured at the beginning of flowering. Results: The results of the analysis of variance showed that the simple effect of the solvent type and sucrose concentration on all studied traits at the probability level of 0.01 and the interaction effect of the treatments on all traits, except for the amount of ribodiozide, were significant at the probability level of 0.05 and on the amount of steviozide at the probability level of 0.01. The average data comparison results showed that the amount of total chlorophyll in 10% sucrose concentration was significantly higher than the other sucrose concentrations. There was a significant difference between different concentrations of sucrose in terms of carotenoid content so that the highest (10.72 mg/g fresh weight) and the lowest (9.56 mg/g fresh weight) levels were recorded at concentrations of 5% and 0% sucrose, respectively. The amount of carotenoid in the methanol solvent (11.99 mg/g fresh weight) was significantly higher than in the other solvents, namely boric acid, acetic acid, and distilled water (its lowest amount). The amount of flavonoid was significantly different between different concentrations of sucrose and also in different solvents. Five percent sucrose concentration (10.82 mg of quercetin per gram of dry weight) and zero percent sucrose concentration produced the lowest (9.31 mg of quercetin per gram of dry weight) flavonoids. Based on the results of the data, the highest and lowest flavonoid contents were obtained in methanol (11.51 mg quercetin per gram of dry weight), boric acid (10.74 mg quercetin per gram of dry weight), acetic acid (9.42 mg quercetin per gram of dry weight) ), and distilled water (8.32 mg of quercetin per gram of dry weight) solutions, respectively. The amount of total phenol in the 5% sucrose concentration (19.54 mg of gallic acid per gram of dry weight) was significantly higher than in other concentrations. The results of comparing the average data showed a significant difference between different solvents in terms of the amount of total phenol so that the methanol solvent (23.07 mg of gallic acid per gram of dry weight) and the distilled water solvent (13.47 mg of gallic acid per gram of dry weight) contained the highest the lowest total phenol contents, respectively. The results obtained from this research showed a significant difference between different concentrations of sucrose in terms of the amount of antioxidants so that the highest (85.71%) and lowest (62.38%) amounts were found in five and zero percent concentrations, respectively. Based on variance analysis data, there was a significant difference in the amount of antioxidants in different solvents, and the highest and the lowest amounts were observed in methanol (90.59%) and distilled water (69.87%) solvents, respectively. Based on the obtained results, the methanol solvent had the highest (14.01%) and the distilled water solvent produced the lowest (11.27%) amounts of steviozide. Based on the comparison of average data, the lowest (5.77%) and the highest (13.01%) amounts of steviozide were measured at concentrations of 10% and 5% sucrose, respectively. According to the results of comparing the average concentrations of different sucrose levels on the amount of ribodiozide, the concentrations of 0% and 5% sucrose led to the lowest and the highest amounts of ribodiozide, respectively. According to the effect of the solvent, the highest and lowest amounts of ribodiozide belonged to methanol and distilled water solvents, respectively. Based on the mean comparison analysis, the most optimum amount of photosynthetic and phytochemical parameters were related to the concentration of 5% sucrose while the other concentrations were in the next orders. Moreover, the highest and the lowest optimum amounts were recorded in the methanol (15%), boric acid (3 ppm), acetic (1 ppm), and distilled water (control) solvents, respectively. Conclusion: The studied carbon sources had a significant effect on many investigated traits. An increase in the concentration of assimilated carbohydrates as a result of sucrose application at a concentration of 5% with the methanol solvent may increase the availability of respiratory intermediates, which results in the reduction of non-photochemical energy loss. The occurrence of these biochemical phenomena caused by the consumption of intermediate substances ultimately increases the photosynthetic efficiency and improves the accumulation of photosynthetic substances, as well as the synthesis of secondary metabolites. Finally, it can be concluded that the application of sucrose with its appropriate solvent (methanol) could decrease or replace the absolute requirement for carbon source in the environment.  </div> استویا, استویوزاید, ساکارز, فعالیت آنتی‌اکسیدانی, متانول Antioxidant Activity, Methanol, Stevia, Stevioside, Sucrose 99 111 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-628-4&slc_lang=fa&sid=1 Vahid Akbarpour وحید اکبرپور v_akbarpour60@yahoo.com 100319475328460025090 100319475328460025090 Yes Department of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Hossein Aruei حسین آرویی aroiee@um.ac.ir 100319475328460025091 100319475328460025091 No Department of Horticultural Sciences and Landscape, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Kambiz Mashayekhi کامبیز مشایخی kambizm@yahoo.com 100319475328460025092 100319475328460025092 No Department of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources University, Gorgan, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران Majid Azizi Arani مجید عزیزی آرانی azizi_majjid@yahoo.com 100319475328460025093 100319475328460025093 No Department of Horticultural Sciences and Landscape, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Mohammad Ali Bahmanyar محمدعلی بهمینار mali.bahmanyar@gmail.com 100319475328460025094 100319475328460025094 No Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران