دوره 16، شماره 4 - ( زمستان 1403 )                   جلد 16 شماره 4 صفحات 111-99 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Akbarpour V, Aruei H, Mashayekhi K, Azizi Arani M, Bahmanyar M A. (2024). Effect of Sucrose Spray on some Phytochemical Characteristics of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) under Field Conditions. J Crop Breed. 16(4), 99-111. doi:10.61186/jcb.16.4.99
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1551-fa.html
اکبرپور وحید، آرویی حسین، مشایخی کامبیز، عزیزی آرانی مجید، بهمینار محمدعلی. اثر محلول‌پاشی ساکارز بر برخی خصوصیات فیتوشیمیایی گیاه استویا در شرایط مزرعه پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1403; 16 (4) :111-99 10.61186/jcb.16.4.99

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1551-fa.html


1- گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
2- گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3- گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
4- گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
چکیده:   (361 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: قندها یکی از اجزای مهم در جیره غذایی انسان‌ها در کنار چربی‌ها و پروتئین‌ها، بهشمار 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 بهدلیل عدم جذب در سیستم گوارشی برای استفاده افراد دیابتی بسیار مفید است. از طرفی بهدلیل 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 بهطور 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 بهترتیب در غلظت‌های پنج و صفر درصد ساکارز ثبت شد. مقدار کاروتنوئید در حلال متانول (11/99 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) بهطور معنی‌داری بیشتر از سایر حلال‌ها بهترتیب 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 بهخود اختصاص دادند. براساس نتایج داده‌ها، بهترتیب 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 بهدست آمد. میزان فنل کل در غلظت پنج درصد ساکارز (19/54 میلی‌گرم اسید گالیک بر گرم وزن خشک) بهطور 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 بهخود اختصاص دادند. نتایج بهدست 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 بهترتیب 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 آنرا بهخود 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 بهترتیب 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 درصد ساکارز بود و سایر غلظت‌ها در رده‌های بعدی قرار گرفتند. همچنین، بیشترین و کمترین میزان ویژگی‌های مطلوب موردبررسی بهترتیب در حلال‌های متانول 15 درصد، اسید بُریک سه در هزار، اسید استیک یک در هزار و آب مقطر به‌عنوان تیمار شاهد بهدست 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.

 
متن کامل [PDF 888 kb]   (158 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: ساير
دریافت: 1403/2/10 | پذیرش: 1403/7/1

فهرست منابع
1. Ahmad, N., Fazal, H., Zamir, R., Khalil, S. A., & Abbasi, B. H. (2011). Callogenesis and shoot organogenesis from flowers of Stevia rebaudiana. Sugar Technology, 13, 174-177. [DOI:10.1007/s12355-011-0083-3]
2. Akbarpour, V., Aruei, H., Mashaiekhi, K., Azizi-Arani, M., & Bahmanyr, M. A. (2016). Investigation the response of some photosynthetic attributes of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) to different active coal concentrations with several solvents. Journal of Plant Production Research, 23(2), 23-49. [In Persian]
3. Ali, M., Abbasi, B. H., Ahmad, N., Ali, S. S., & Ali, G. S., (2016), Sucrose-enhanced biosynthesis of medicinally important antioxidant secondary metabolites in cell suspension cultures of Artemisia absinthium L. Bioprocess and Biosystems Engineering, 39(12), 1945-1954. [DOI:10.1007/s00449-016-1668-8]
4. Alizadeh, A., Khoshkhui, M., Javidnia, K., Firuzi, O. R., Tafazoli, E., & Khalighi, A. (2010). Effects of fertilizer on yield, essential oil composition, total phenolic content and antioxidant activity in Satureja hortensis L. (Lamiaceae) cultivated in Iran. Journal of Medicinal Plants Research, 4(1), 33-40.
5. Ashraf, M., & Harris, P. J. C. (2004). Potential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science, 166, 3-16. [DOI:10.1016/j.plantsci.2003.10.024]
6. Bovanova, L., Brandsteterova, E., & Baxa, S. (1988). HPLC determination of stevioside in plant material and food samples. Zeitschrift für Lebensmitteluntersuchung und-Forschung A, 207, 352-355. [DOI:10.1007/s002170050344]
7. Brandle, J. E., and Telmer, P. G. (2007). Steviol glycoside biosynthesis. Phytochemistry. 68, 1855-1863. [DOI:10.1016/j.phytochem.2007.02.010]
8. Calvin, M., & Benson, A. A. (1949). The path of carbon in photosynthesis: IV. The identity and sequence of the interme-diates in sucrose synthesis. Science, 109, 140-142. [DOI:10.1126/science.109.2824.140]
9. Cornic, C., & Massacci, A. (1996). Leaf Photosynthesis under Drought Stress in Photosynthesis and Environment. (pp. 347-366). Kluwer Academy Publish. [DOI:10.1007/0-306-48135-9_14]
10. Downie, A., Miyazaki, S., Bohnert, H., John, Ph., Coleman, J., Parrya, M., & Haslam, R. (2004). Expression profiling of the response of Arabidopsis thaliana to methanol stimulation. Phytochemistry, 65, 2305-2316. [DOI:10.1016/j.phytochem.2004.07.006]
11. Ebrahimzadeh, M. A., Hosseinimehr, S. J., Hamidinia, A., & Jafari, M. (2010). Antioxidant and free radical scavenging activity of Feijoa sallowiana fruits peel and leaves. Pharmacologyonline, 1, 7-14.
12. Ebrahimzadeh, M. A., Pourmorad, F., & Bekhradnia, A. R. (2008). Iron chelating activity screening, phenol and flavonoid content of some medicinal plants from Iran. African Journal of Biotechnology, 32, 43-49.
13. Fadaei, M., Akbarpour, V., Mousavizadeh, S.J., & Ghasemi, K. (2023). Evaluation of the effect of ascorbic acid and sucrose foliar application on some quantitative and qualitative characteristics of Cucurbita pepo var. Styriaca. Journal of Horticultural Science, 37(1), 89-104. [In Persian]
14. Fazal, H., Abbasi, B. H., Ahmad, N., Ali, M., & Ali, S. (2015). Sucrose induced osmotic stress and photoperiod regimes enhanced the biomass and production of antioxidant secondary metabolites in shake-flask suspension cultures of Prunella vulgaris L. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 124, 573-581. [DOI:10.1007/s11240-015-0915-z]
15. Gerami, M., Akbarpour, V., & Mohammadian, A., (2019). The effect of putrescine and salicylic acid on physiological characteristics and antioxidant in Stevia rebaudiana B. under salinity stress. Journal of Crop Breeding, 11(29), 40-54.‌ [In Persian] [DOI:10.29252/jcb.11.29.40]
16. Gibson, S. I. (2000). Plant sugar-response pathways: part of a complex regulatory web. Plant Physiology, 124, 1532-1539. [DOI:10.1104/pp.124.4.1532]
17. Goldbach, H. E., & Wimmer, M. A. (2007). Boron in plants and animals: is there a role beyond cell‐wall structure? Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 170(1), 39-48.‌ [DOI:10.1002/jpln.200625161]
18. Guo, R. F., Yuan, G. F., & Wang, Q. M. (2011). Effect of sucrose and mannitol on the accumulation of health-promoting compounds and the activity of metabolic enzymes in broccoli sprouts. Scientia Horticulture, 128, 159-165. [DOI:10.1016/j.scienta.2011.01.014]
19. Gussin, E. J., & Lynch, J. M. (1982). Effect of local concentrations of acetic acid around barley roots on seedling growth. New Phytology, 92, 345-34. [DOI:10.1111/j.1469-8137.1982.tb03392.x]
20. Hmood, A., & Salim, H. A. (2017). Effect of different concentrations of sucrose on Alkaloids and Steroids production in vitro from Withania somnifera L. Dunal (Ashwagandha). Emergent Life Science Research, 3(2), 23-36.
21. Houborga, R., McCabea, M. F., Cescatti, A., & Gitelson, A. A. (2015). Leaf chlorophyll constraint on model simulated gross primary productivity in agricultural systems. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 43, 160-176. [DOI:10.1016/j.jag.2015.03.016]
22. Jaswant, S., Sharma, K. K., Mann, S. S., Singh, R., & Grewal, G. P. S. (1994). Effect of different chemicals on yield and fruit quality of «LeConte» pear. Acta Horticulture, 367, 210-212. [DOI:10.17660/ActaHortic.1994.367.27]
23. Javanmardi, J., Stushnoff, C., Locke, E., & Vivanco, J. M. (2003). Antioxidant activity and total phenolic content of Iranian Ocimum accessions. Food Chemistry, 83, 547-550. [DOI:10.1016/S0308-8146(03)00151-1]
24. Majidian, P., Gerami, M., Ghorbanpour, A., & Alipour, Z. (2020). Study of some morphological responses of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) to chitosan elicitor under salt stress.‌ Journal of Crop Breeding, 12(33), 150-161. [In Persian] [DOI:10.29252/jcb.12.33.150]
25. Majnoun-Hosseini, N., & Davazdah-Emami, S. (2007). Farming and Production of Some Medicinal Plants and Spices. Tehran, Iran, University of Tehran Press. [In Persian]
26. Mashayekhi, K., & Atashi, S. (2012). Effect of foliar application of boron and sucrose on biochemical parameters of Camarosa strawberry. Journal of Plant Production, 19(4), 157-172. [In Persian]
27. McDonald, S., Prenzler, P. D., Antolovich, M., & Robards, K. (2001). Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food Chemistry, 73, 73-84. [DOI:10.1016/S0308-8146(00)00288-0]
28. Nematian, A. (2011). Stevia herbal gold. Agricultural and Sustainable Development, 36, 15-19. [In Persian] [DOI:10.1002/sd.416]
29. Nishikawa, N., Kato, M., Hyodo, H., Ikoma, Y., Sugiura, M., & Yano, M. (2005). Effect of sucrose on ascorbate level and expression of genes involved in the ascorbate biosynthesis and recycling pathway in harvested broccoli florets. Experimental Botany, 56, 65-72. [DOI:10.1093/jxb/eri007]
30. Nonomura, A. M., & Benson, A. A. (1992). The path of carbon in photosynthesis: methanol and light. Research in Photosynthesis, 3, 911-914. [DOI:10.1007/978-94-009-0383-8_198]
31. Popova, L., Ananieva, E., Hristova, V., Christov, K., Georgieva, K., Alexieva, V., & Stoinova, Z. H. (2003). Salicylic acid-and methyl jasmonate-induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 29(3-4), 133-152.‌
32. Porra, R. J. (2002). The chequered history of the development and use of simultaneous equations for the accurate determination of chlorophylls a and b. Photosynthesis Research, 73, 149-156. [DOI:10.1023/A:1020470224740]
33. Puri, M., Sharma, D., & Tiwari, A. K. (2011) Downstream processing of stevioside and its potential applications. Biotechnology Advances, 29, 781-791. [DOI:10.1016/j.biotechadv.2011.06.006]
34. Rahimian, H., Kouchaki, A., & Zand, A. (1998). Evolution, Adaptability and Yield of Crops. Tehran, Iran, Agricultural Education Press. [In Persian]
35. Ramberg, H. A., Bradley, J. S. C., Olson, J. S. C., Nishio, J. N., Markwell, J., & Osterman, J. C. (2002) The role of methanol in promoting plant growth: An update. Review of Plant Biochemistry and Biotechnology, 1, 113-126.
36. Ramirez, I., Dorta, F., Espinoza, V., Jimenez, E., Mercado, A., & A-Cortes, H. (2006). Effects of foliar and root applications of methanol on the growth of Arabidopsis, tobacco and tomato plants. Journal of Plant Growth Regulation, 25, 30-44. [DOI:10.1007/s00344-005-0027-9]
37. Ratti, N., Kumar, S., Verma, H. N., & Gautam, S. P. (2001). Improvement in bioavailability of tricalcium phosphate to Cymbopogon martinii var. motia by rhizobacteria, AMF and Azospirillum inoculation. Microbiological Research, 156(2), 145-149.‌ [DOI:10.1078/0944-5013-00095]
38. Rolland, F., Baena-Gonzalez, E., & Sheen, J. (2006). Sugar sensing and signaling in plants: conserved and novel mechanisms. Annual Review of Plant Physiology, 57, 675-709. [DOI:10.1146/annurev.arplant.57.032905.105441]
39. Salehi Malek Abadi, R., Nezam Doust Darestani, D., & Ghasemi, K. (2021). The effect of foliar spray of sucrose and certain mineral nutrients on carbohydrates partitioning in radish (Rhaphunus sativus var. sativus). Horticultural Plants Nutrition, 4(1), 79-96.‌ [In Persian]
40. Sheen, J. (2001). Signal transduction in Arabidopsis and Maize mesophyll protoplasts. Plant Physiology, 127, 1466-1475. [DOI:10.1104/pp.010820]
41. Shukla, S., Mehta, A., & Bajpai, V. K. (2009). In vitro antioxidant activity and total phenolic content of ethanolic leaf extract of Stevia rebaudiana. Food and Chemical Toxicology, 47(9), 2338-2343. [DOI:10.1016/j.fct.2009.06.024]
42. Sharma, A. K. (2019). Hand book biofertilizers for sustainable agriculture, Green Indian publication, page 407.
43. Smeekens, G. S. M. (2000) Sugar-induced signal transduction in plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 51, 49-81. [DOI:10.1146/annurev.arplant.51.1.49]
44. Smith, K. M., & Zinc, M. (1951). Methuen's monographs on biological subjects. Third Edition, 221, 150-153.
45. Tadhani, M. B., Patel, V. H., & Subash, R. (2007). In vitro antioxidant actives of Stevia rebaudiana and callus. Journal of Food Composition and Analysis, 20, 323-329. [DOI:10.1016/j.jfca.2006.08.004]
46. Tanaka, M., & Fujiwara, T. (2008). Physiological roles and transport mechanisms of boron: perspectives from plants. European Journal of Physiology, 456, 671-677. [DOI:10.1007/s00424-007-0370-8]
47. Uemura, M., & Steponkus, P. L. (2003). Modification of the intracellular sugar content alters the incidence of freeze-induced membrane lesions of protoplasts isolated from Arabidopsis thaliana leaves. Plant, Cell and Environment, 26, 1083-1096. [DOI:10.1046/j.1365-3040.2003.01033.x]
48. Yamori, W., Nagai, T., & Makino, A. (2011). The rate limiting step for CO2 assimilation at different temperatures is influenced by the leaf nitrogen content in several C3 crop species. Plant, Cell and Environment, 34, 764-777. [DOI:10.1111/j.1365-3040.2011.02280.x]
49. Yonekura, M., Aoki, N., Hirose, T., Onai, K., Ishiura, M., Okamura, M., Ohsugi, R., & Ohto, C. (2013). The promoter activities of sucrose phosphate synthase genes in rice, OsSPS1 and OsSPS11, are controlled by light and circadian clock, but not by sucrose. Frontiers in Plant Science, 4, 31-36. [DOI:10.3389/fpls.2013.00031]
50. Yue-jin, Z., Yue-qin, Y., Shan-shan, L., & Xian-feng, Y. (2008). Effect of methanol on photosynthesis and chlorophyll fluorescence of flag leaves of winter wheat. Agricultural Sciences in China, 714, 432-437. [DOI:10.1016/S1671-2927(08)60086-3]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb