Journal of Crop Breeding

fa بررسی تأثیر ژنوتیپ، زمان برداشت و روش خشک کردن بر بازده و ترکیب شیمیایی اسانس نعناع‌فلفلی ایران The Effects of the Genotype, Harvest Time, and Drying Method on the Yield and Chemical Composition of Peppermint (Mentha piperita L) Essential Oil in Iran اصلاح نباتات General كاربردي Applicable <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: تنوع ژنتیکی گونه‌های گیاهی و ارتباط آنها با گونه‌های وحشی جهت بهبود عملکرد محصولات بسیار حائز اهمیت است. اولین گام در اصلاح گیاهان دارویی، شناسایی و جمع‌آوری ژنوتیپ‌های بومی است که به دلیل داشتن سازگاری با اقلیم منطقه مورد نظر، اهمیت بسیار زیادی در گزینش ارقام دارند. قسمت هوایی نعناع‌فلفلی حاوی اسانس، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی، اسیدهای چرب، ویتامین‌ها، مواد معدنی و اسید سالیسیلیک است. زمان مناسب برای برداشت گیاه باید با توجه به حداکثر مقدار موثر تعیین شود. ماده و بازده ماده خشک در اکثر روش‌های تولید گیاهان دارویی، دسترسی سریع به تجهیزات استخراج مواد موثره به خصوص در سطوح بالا امکان پذیر نیست و این مستلزم خشک کردن است که بخش بزرگی از گیاهان و استخراج ماده موثره در زمان‌های بعدی با توجه به کیفیت داروی خشک شده گیاهان با محتوای ترکیبات فعال بیولوژیکی آن‌ها تعریف می‌شود. منتول مهمترین ترکیب روغن نعناع است که سنتز می&lrm;شود و در تریکوم‌های غده‌ای روی سطح برگ تجمع می‌یابد. نعناع‌فلفلی با نام علمی. LMentha piperita  با خواص دارویی متعدد یکی از مهمترین گیاهان خانواده نعناعیان است که گروه عمده و متنوعی از متابولیت‌های ثانویه را تولید می‌کنند. گیاهان دارویی دارای خواص ضد اسپاسم، ضد اسهال، آنتی&lrm; اکسیدان، آرام&lrm; بخش و ضد میکروبی هستند. علاوه بر اثرات درمانی، به&lrm; عنوان طعم دهنده در تولید انواع غذاها و فرآورده‌های دارویی استفاده می‌شود. نیاز اساسی برای برنامه‌های اصلاح نباتات، تنوع ژرم &lrm;پلاسم است که امکانات لازم را برای اصلاح گونه‌هایی با ویژگی‌های مطلوب فراهم می‌کند؛ بنابر این، شناسایی دقیق ژنوتیپ‌ها در این روش پیش &lrm;نیاز محسوب می‌شود. مواد و روش‌ها: به &lrm;منظور بررسی تنوع میزان اسانس و ترکیبات شیمیایی آن در زمان‌های مختلف برداشت و خشک کردن، آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در استان اردبیل در اداره ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی شهرستان مشگین‌شهر در سال 1401 اجرا گردید. در این مطالعه، ریزوم‌های شش توده گیاه نعناع‌فلفلی جمع‌آوری شده از شهرهای مختلف ایران (اردبیل، همدان، کردستان، گلستان، مشگین‌شهر و فیروزآباد) خریداری و کشت شدند. بلافاصله بعد از کشت آبیاری انجام شد. عملیات زراعی شامل وجین علف‌های هرز و مبارزه با آفات و بیماری‌ها در طول فصل رشد به &lrm;صورت دستی انجام گرفت. همچنین، تأثیر روش‌های مختلف خشک کردن گیاه (سایه و آون با دمای 40 درجه‌ی سانتی‌گراد) بر میزان عملکرد اسانس بررسی گردید و آنالیز ترکیبات اسانس توده‌های نعناع‌فلفلی در مرحله تمام گلدهی و روش خشک شدن در سایه صورت گرفت. به&lrm;‌منظور استخراج اسانس، اندام‌های هوایی گیاه نعناع‌فلفلی از هر کرت جمع‌آوری شد و در سایه و آون خشک شد. اسانس‌گیری با استفاده از دستگاه کلونجر به &lrm;روش تقطیر با آب در شرایط کاملاً یکسان انجام گرفت. آنالیز اسانس از طریق دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارساز جرمی GC-MS انجام شد و داده‌ها با استفاده از نرم &lrm;افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. یافته‌ها: در مجموع، 25 ترکیب در اسانس جمعیت&lrm; های مورد مطالعه مشاهده گردید که تنوع قابل ملاحظه در میان آن&lrm;ها وجود داشت. بر طبق نتایج، Menthol، Eucalyptol و Caryophyllene ترکیبات غالب اسانس بودند. بیشترین میزان اسانس مربوط به ترکیب Menthol بود که جمعیت کردستان (32/32 درصد) و اردبیل (18/84 درصد) دارای بیشترین مقدار بودند. نتایج تجزیه واریانس میزان اسانس داده‌ها نشان دادند که اثر متقابل سه جانبه‌ی توده‌های مختلف نعناع‌فلفلی در سطح احتمال 5 درصد و اثر متقابل دوجانبه‌ی توده‌ها در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بودند. همچنین، نتایج مقایسه میانگین نشان دادند که گیاهان توده اردبیل در مرحله گلدهی کامل که در سایه خشک شده بودند، بیشترین میزان اسانس را داشتند. نتایج همبستگی نیز نشان دادند که بیشترین میزان همبستگی بین صفات ایزوآرومادندرین و سیکلو بنزن 0/98= r مشاهده شد و کمترین همبستگی بین صفات پولیگون و منتیل استات 0/01=r به &lrm;دست آمد. در این تحقیق، 25 ترکیب مهم شناسایی شدند که بیشترین درصد مربوط به ترکیبات منتول (32/32 درصد)، کالیپتول (28/21 درصد)، پولیگون (12/50 درصد) و کاریوفیلین (8/12 درصد) بود. نتیجه‌گیری: حفظ تنوع زیستی گیاهی برای ایجاد تنوع ساختاری و ترکیبات اصلی در آینده برای توسعه پایدار تمدن بشری مهم است. گیاهان دارویی یکی از منابع غنی ترکیبات مهم از قدیم تا به امروز هستند که جایگاه ویژه‌ای در درمان بسیاری از بیماری‌ها پیدا کرده&lrm;اند و دلیل مهمی برای بسیاری از مطالعات روی گیاهان دارویی شده &lrm;اند. نتایج نشان می&lrm; دهند که تنوع ژنتیکی قابل&lrm; توجهی در میان توده‌های نعناع‌فلفلی در ایران وجود دارد که نشان‌دهنده وجود پتانسیل‌های ژنتیکی قابل مقایسه برای توسعه رقم است. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان دادند که گیاهان نعناع‌فلفلی در مرحله رسیدن به گلدهی کامل و روش خشک شدن با سایه در توده اردبیل بیشترین میزان اسانس و تعداد ترکیبات را داشتند و همچنین بیشترین مقدار ترکیبات مربوط به ترکیب منتول (32/32 درصد) در توده کردستان مشاهده گردید که می‌توان از نتایج آن، صفات برتر در توده‌های مورد نظر را شناسایی و در برنامه‌های اصلاحی از آن‌ها استفاده کرد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The study of wild plant species is highly significant to enhance the performance of crops. The first step in the improvement of medicinal plants is the identification and collection of native genotypes due to their adaptation to the climate of the target region. The aerial parts of peppermint (Mentha piperita L.), which contain essential oils, phenolic compounds, flavonoids, fatty acids, vitamins, minerals, and salicylic acid, play a crucial role in selecting cultivars. The appropriate harvesting time for the plant should be determined to maximize effective compounds and dry matter yield. In most medicinal plant production methods, quick access to equipment for extracting active ingredients, particularly on a large scale, is not feasible without drying, which constitutes a significant portion of post-harvest operations. The quality of the dried medicinal plant depends on its active compound content, allowing for later extraction of effective materials. Menthol, the primary component of peppermint oil, is synthesized in trichomes on the leaf surface and accumulates there. Peppermint, as one of the most important medicinal plants in the Lamiaceae family, produces a diverse group of secondary metabolites. Medicinal plants are known for their spasmolytic, anti-diarrheal, antioxidant, sedative, and antimicrobial properties. In addition to their therapeutic effects, they are used as flavoring agents in food production and pharmaceutical products. The fundamental need for plant breeding programs is the diversity of germplasm, which facilitates the selection of desirable traits for improvement. The accurate identification of genotypes is essential for success in such methods. Methods: The study was conducted to examine the diversity of essential oil content and chemical composition under different drying methods. Using a randomized complete block design with three replications, the research was performed at the Agricultural and Natural Resources Research Station in Meshgin Shahr, Ardabil Province, Iran, in 2022. Six peppermint accessions were cultivated from various regions of Iran (Ardabil, Hamadan, Kurdistan, Golestan, Meshgin, and Firoozabad). After sowing, irrigation was done immediately. Agricultural operations, including hand-weeding and pest and disease control, were performed during the growing season. The effect of two drying methods (shade drying and oven drying at 40 °C) was investigated on essential oil yield. Peppermint plants were harvested at full flowering, and the aerial parts were dried either in the shade or in an oven for essential oil extraction. Essential oils were extracted using the Clevenger apparatus via hydro-distillation under uniform conditions. Gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) was used for chemical analysis, and statistical data analysis was performed using SPSS software. Results: In total, 25 compounds were observed in the essential oils of the studied accessions, and there was considerable diversity among them. According to the results, Menthol, Eucalyptol, and Caryophyllene were the dominant components of the essential oil. The highest essential oil percentage belonged to Menthol, and Kurdistan (32.32%) and Ardabil (18.84%) showed the highest amount. Variance analysis results showed significant differences in essential oil yield among peppermint accessions at 1% and 5% probability levels and in three-way interactions. Additionally, mean comparison results indicated that plants from the Ardabil accession, dried in the shade at full flowering, produced the highest essential oil yield. Correlation results revealed the strongest relationship between Cyclobenzene and Isoaromadendrene (r = 0.98). Menthol (32.32%) was identified as the most abundant compound, followed by Pulegone (28.21%), Calyptol (12.50%), and Caryophyllene (8.12%). Conclusion: Preserving plant biodiversity is crucial for creating structural diversity and primary compounds for sustainable development in the future. Medicinal plants have been a rich source of essential compounds for treating various diseases since ancient times and hold a special place in research. The findings of this study indicate significant genetic diversity among peppermint accessions in Iran, providing potential for genetic comparison and cultivar development. Plants from the Ardabil accession at full flowering, dried in the shade, demonstrated the highest essential oil yield and the number of compounds, with menthol being the predominant compound (32.32%). The Kurdistan accession showed the second-highest menthol content. These results suggest the possibility of selecting desirable accessions and identifying superior traits for future breeding programs.  </div> اسانس, آون, زمان برداشت, گیاهان دارویی, منتول, نعناع فلفلی Essential oil, Harvesting time, Medicinal plants, Menthol, Oven drying, Peppermint 59 68 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-704-12&slc_lang=fa&sid=1 Zahra Bashirzade زهرا بشیرزاده z.bashirzadeh@student.uma.ac.ir 100319475328460027073 100319475328460027073 No Department of Horticultural science, Faculty of Agriculture and Natural resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده‌ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Mehdi Mohebodini مهدی محب الدینی mohebodini@uma.ac.ir 100319475328460027074 100319475328460027074 Yes Department of Horticultural science, Faculty of Agriculture and Natural resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده‌ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Roghayeh Fathi رقیه فتحی fathi.r@uma.ac.ir 100319475328460027075 100319475328460027075 No Department of Horticultural science, Faculty of Agriculture and Natural resources, University of Lorestan, Khorramabad, Lorestan, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده‌ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم ‎آباد، لرستان، ایران