تأثیر پتاسیم‌هیومات بر صفات رشدی و ترکیبات بیوشیمیایی گیاه دارویی پروانش (Catharanthus roseus (L.) G. DON)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی باغبانی، پردیس دانشگاهی، دانشگاه گیلان، رشت

2 دانشگاه گیلان

3 استادیار دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان

4 استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

سابقه و هدف: گیاه پروانش با نام علمی Catharanthus roseus (L.) G. DON متعلق به خانواده Apocynaceae است. بیش از 400 آلکالوئید از نوع ترپنوئید‌ایندول‌آلکالوئید TIA)) از این گیاه استخراج شده است که از جمله مهم‌ترین مواد مؤثره آن می‌توان به ترکیب‌های وین-کریستین، وین‌بلاستین و آجملاسین اشاره کرد، مقدار محدود آلکالوئید وین‌بلاستین و وین‌کریستین در گیاه پروانش و نیاز جوامع و بیماران مبتلا به سر‌طان از مهم‌‌ترین دلایل توجه پژوهشگران به کشت و تولید این گیاه است. از آنجا که تاثیر کودهای آلی بر کشت این گیاه کمتر مطالعه شده است، این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کود پتاسیم‌هیومات بر خصوصیات رشدی و بیوشیمیایی گیاه پروانش انجام شد.

مواد و روش‌ها: آزمایش مزرعه‌ای در باغ گیاهان دارویی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی شهرستان همدان در دو سال زراعی 1401 و 1402 در سه تکرار اجرا شد. تیمار پتاسیم‌هیومات در پنج سطح 0، 5/2، 3، 5/3 و 4 گرم در متر مربع به‌صورت کود آبیاری اعمال شد. اندام‌های هوایی و ریشه پروانش در زمان گلدهی (پایان مرداد و نیمه شهریور) جمع‌آوری و صفات رشدی شامل وزن تر و خشک برگ، ساقه و ریشه اندازه‌گیری شدند. صفات بیوشیمیایی شامل فعالیت آنزیم‌های ‌اکسیداز و کاتالاز در برگ، ساقه و ریشه و آلکالوئید کل در برگ گیاه نیز اندازه‌گیری شد. داده‌ها به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا و با نرم‌افزار SAS آنالیز شدند.

یافته‌ها: اثر پتاسیم‌هیومات بر وزن تر و خشک برگ، ساقه و ریشه، فعالیت آنزیم پراکسیداز و کاتالاز برگ، ساقه و ریشه و آلکالوئید کل در برگ گیاه معنی‌دار شد (05/0 p <). همچنین اثر سال بر همه این فاکتورها ‌به‌جز وزن تر ریشه، فعالیت آنزیم پراکسیداز ریشه معنی‌دار شد (05/0 p <). اثرمتقابل تیمار × سال بر وزن تر و خشک برگ و ریشه، وزن تر ساقه و فعالیت آنزیم پراکسیداز ساقه معنی‌دار شد (05/0 p <). یافته‌ها نشان داد که تیمار پتاسیم‌هیومات (4 گرم در متر مربع) بیشترین وزن تر و خشک گیاه و فعالیت آنزیم پراکسیداز و کاتالاز و تیمار پتاسیم‌هیومات 5/3 گرم در متر مربع بیشترین تاثیر را بر آلکالوئید کل در برگ داشت و تیمار شاهد کمترین نتایج را نشان داد. در سال دوم، اعمال تیمارها به طور قابل توجهی باعث بهبود ویژگی‌های گیاه پروانش شد. با توجه به نتایج به دست آمده از مقایسه میانگین‌ها ‌تیمار × سال، بیشترین میزان وزن ‌تر‌ برگ (79/203 گرم در متر مربع)، وزن‌ خشک‌ ‌برگ (47/33 گرم در متر مربع ) وزن‌ ترساقه ( 38/88 گرم در متر مربع )، وزن خشک ریشه (23/5 گرم در متر مربع) مربوط به تیمار 4 گرم در متر مربع پتاسیم‌هیومات در سال دوم بود. همچنین بیشترین فعالیت آنزیم پراکسیداز (92/0 جذب در دقیقه در میلی‌گرم پروتئین) در سال دوم و وزن ‌تر‌ ریشه (77/27 گرم در متر مربع) مربوط به تیمار 5/3 گرم در متر مربع پتاسیم‌هیومات در سال اول بود.

نتیجه‌گیری: تغذیه گیاه با کود پتاسیم‌هیومات در سطح 4 گرم در مترمربع، بیشترین تاثیر را بر بهبود مولفه‌های رشدی شامل وزن تر و خشک برگ و ساقه و ریشه گیاه پروانش داشت. همچنین استفاده از این کود در سطح 4 گرم در متر مربع بیشترین تاثیر را بر فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز داشت. استفاده از این کود در سطح 5/3 گرم در متر مربع بیشترین تاثیر را بر مقدار آلکالوئید کل در برگ داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of potassium humate on the growth traits and biochemical composition of periwinkle (Catharanthus roseus (L.) G. DON) medicinal plant

نویسندگان [English]

  • Maryam kaviani 1
  • Davood Bakhshi 2
  • Mohammad Bagher Farhangi, 3
  • Mehrdad chaichi 4
1 Ph.D. Student, Department of Horticultural Science, Faculty of Agricultureal Sciences, University campus 2 University of Guilan
2 Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
3 Associate professor, Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
4 Associate professor, Department of Seed and Plant Improvement Research, Agriculture and Natural Resources Center, , Agriculture Research, Education and Extension Organization
چکیده [English]

Background and Objective: The plant Catharanthus roseus (L.) G. DON, belonging to the family Apocynaceae, is renowned for its abundant terpenoid indole alkaloids (TIA), with over 400 distinct alkaloids. Among the most significant active compounds are vincristine, vinblastine, and ajmalicine. The limited availability of vinblastine and vincristine, coupled with the increasing demand from communities and patients suffering from cancer, underscores the importance of cultivating the plant. As the effects of organic fertilizers on the cultivation of Catharanthus roseus have not been thoroughly studied, this research aims to investigate the influence of potassium humate on the growth and biochemical characteristics of the plant.

Materials and Methods: A field experiment was conducted at the Medicinal Plants Research and Education Center in Hamadan County over two agricultural season, 2022 and 2023, with three replications. The potassium humate treatments were applied at five levels: 0, 2.5, 3, 3.5, and 4 g m-2 through fertigation. The aerial and root organs were collected at flowering time (late August and mid-September), and growth traits, including fresh and dry weights of leaves, stems and roots were measured. Biochemical traits, such as the activity of oxidase and catalase in leaves, stems, and roots, as well as the total alkaloids in the leaves were also assessed. Data were analysed in factorial arrangement in a completely randomized block design using SAS software.

Results: The effect of potassium humate on the fresh and dry weights of leaves, stems, and roots, as well as the activity of peroxidase and catalase in leaves, stems, and roots, and the total alkaloids in the leaves of the plant were significant (p < 0.05). Additionally, the effect of the year on all these factors, except for the fresh weight of the roots and the activity of peroxidase in the roots, was significant (p < 0.05). The interaction effect of treatment × year was significant for the fresh and dry weights of leaves and roots, the fresh weight of stems, and the activity of peroxidase in stems (p < 0.05). The results indicated that the potassium humate treatment of 4 g m-2 resulted in the highest fresh and dry weight of the plant, as well as the highest activities of peroxidase and catalase, while the control treatment displayed the lowest amount. Based on the results from the means comparison of treatment × year, the highest fresh leaf weight (203.79 g m-2), dry leaf weight (33.47 g m-2), fresh stem weight (88.38 g m-2), and dry root weight (5.23 g m-2) were associated with the 4 g m-2 potassium humate treatment in the second year. Furthermore, the highest peroxidase enzyme activity (0.92 ΔOD min-1 mg-1 protein) in the second year and the highest fresh root weight (27.77 g m-2) were noted for the 3.5 g m-2 potassium humate treatment in the first year.

Conclusion: Application of potassium humate at a level of 4 g m-2 had the most significant impact on improving the growth indices, including the fresh and dry weights of the leaves, stems, and roots of Catharanthus roseus. Furthermore, the application of this fertilizer at 4 g m-2 had the greatest effect on the activities of the catalase and peroxidase enzymes. However, using this fertilizer at a level of 3.5 g m-2 had the greatest impact on the total alkaloid content in the leaves.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase
  • Growth indices
  • Organic fertilizer
  • Peroxidase
  • Total alkaloids