بررسی ژنوتیپ های مختلف ریز سبزی گشنیز تحت شرایط کنترل شده و نور LED

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

3 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

10.22069/jopp.2026.24566.3333

چکیده

سابقه و هدف: ریزسبزی‌های گشنیز (Coriandrum sativum L.) به دلیل تراکم بالای ترکیبات زیست‌فعال و ارزش تغذیه‌ای قابل توجه، به‌عنوان غذاهای فراسودمند مورد توجه فزاینده قرار گرفته‌اند و کشت آن‌ها در سامانه‌های کشاورزی در محیط کنترل‌شده (CEA) امکان تولید یکنواخت و باکیفیت را فراهم می‌سازد. با توجه به نقش تنوع ژنتیکی در تعیین عملکرد، رشد رویشی و انباشت متابولیت‌های ثانویه، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر ژنوتیپ بر صفات مورفولوژیک، عملکرد، رنگیزه‌های فتوسنتزی، ترکیبات آنتی‌اکسیدانی و شاخص پتانسیل آنتی‌اکسیدانی مرکب (APCI) در ریزسبزی‌های گشنیز کشت‌شده در شرایط هیدروپونیک و محیط کنترل‌شده انجام شد و شناسایی ژنوتیپ‌های برتر از نظر عملکرد و کیفیت تغذیه‌ای مدنظر قرار گرفت. علاوه بر این، تلاش شد ژنوتیپ‌های دارای پتانسیل همزمان عملکرد بالا و کیفیت بیوشیمیایی مطلوب جهت تولید تجاری در سیستم‌های متراکم کشت شهری معرفی شوند.

مواد و روش‎ها: این آزمایش در دی‌ماه ۱۴۰۳ در اتاقک رشد گروه باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز با استفاده از سامانه هیدروپونیک شناور اجرا شد. چهارده ژنوتیپ گشنیز شامل سیزده ژنوتیپ ایرانی و یک ژنوتیپ مجارستانی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. گیاهان تحت نور LED قرمز و آبی با نسبت ۱:۱، شدت نوری ۱۵±۳۰۰ میکرومول بر مترمربع بر ثانیه و دوره نوری ۱۲ ساعت رشد یافتند. صفات اندازه‌گیری‌شده شامل ویژگی‌های رشد و عملکرد، رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل و کاروتنوئید)، ویتامین C، ترکیبات فنولی کل، فلاونوئیدها، فعالیت آنتی‌اکسیدانی و شاخص پتانسیل ترکیبات آنتی اکسیدانی(APCI) بود. همچنین به‌منظور بررسی روابط بین صفات و طبقه‌بندی ژنوتیپ‌ها از تحلیل همبستگی پیرسون، خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) استفاده شد تا ساختار تغییرات ژنتیکی به‌صورت جامع تبیین گردد.

یافته‏ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ تأثیر معنی‌داری بر تمامی صفات مورفولوژیک، بیوشیمیایی، آنتی‌اکسیدانی و عملکرد داشت. ژنوتیپ‌های مجارستانی و بوشهر 2 بیشترین عملکرد و رشد رویشی برتر را نشان دادند. ژنوتیپ خوزستان 1 از نظر میزان کلروفیل، کاروتنوئید و ویتامین C در بالاترین سطح قرار گرفت، در حالی‌که ژنوتیپ هرمزگان بیشترین مقدار فلاونوئید و شاخص APCI را به خود اختصاص داد. بیشترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی نیز در ژنوتیپ آذربایجان غربی مشاهده شد. نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی بیانگر آن بود که سه مؤلفه نخست بیش از ۸۰ درصد تغییرات کل را توجیه کردند و ژنوتیپ‌ها را بر اساس صفات مرتبط با عملکرد، ویژگی‌های بیوشیمیایی و رنگیزه–آنتی‌اکسیدانی از یکدیگر تفکیک نمودند. همبستگی مثبت و قوی میان صفات رشد و عملکرد مشاهده شد، در حالی‌که متابولیت‌های ثانویه همبستگی منفی با صفات مرتبط با عملکرد نشان دادند که بیانگر وجود نوعی موازنه بین تولید زیست‌توده و سنتز ترکیبات ثانویه است. این نتایج نشان می‌دهد انتخاب ژنوتیپ برتر باید با توجه همزمان به اهداف تولیدی و کیفیت تغذیه‌ای صورت گیرد.

نتیجه‏گیری: به‌طور کلی، تنوع ژنتیکی قابل‌توجهی میان ژنوتیپ‌های گشنیز برای تولید ریزسبزی در شرایط محیط کنترل‌شده وجود دارد. ژنوتیپ‌های شناسایی‌شده برتر (بوشهر، هرمزگان، خوزستان 1 و مجارستان) می‌توانند در برنامه‌های اصلاحی، انتخاب ژنوتیپ و بهینه‌سازی پروتکل‌های تولید در سامانه‌های هیدروپونیک مورد استفاده قرار گیرند تا ضمن افزایش عملکرد، کیفیت فراسودمند ریزسبزی‌های گشنیز نیز ارتقا یابد. همچنین نتایج این پژوهش می‌تواند مبنایی برای توسعه راهبردهای مدیریتی جهت دستیابی به تعادل مطلوب بین کمیت و کیفیت محصول در سامانه‌های کشاورزی پیشرفته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of different coriander microgreen genotypes under controlled environmental conditions and LED lights

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sarraf 1
  • Nasser Alamzadeh Ansari 2
  • Edris Shabani 1
  • Mohammad Reza Fayezizadeh 1
  • Mostafa Khodadadi 3
1 Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Associate Professor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran
3 Seed and plant improvement institute, agricultural research, education and extension organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Coriander microgreens (Coriandrum sativum L.) have attracted increasing attention as functional foods due to their high concentration of bioactive compounds and considerable nutritional value. Their cultivation in controlled environment agriculture (CEA) systems enables uniform and high-quality production. Considering the important role of genetic diversity in determining yield, vegetative growth, and the accumulation of secondary metabolites, the present study was conducted to evaluate the effect of genotype on morphological traits, yield, photosynthetic pigments, antioxidant compounds, and the antioxidant potential composite index (APCI) in coriander microgreens grown under hydroponic and controlled environmental conditions. The identification of superior genotypes in terms of both yield and nutritional quality was also targeted. In addition, this study aimed to identify genotypes with simultaneous potential for high productivity and desirable biochemical quality for commercial production in intensive urban cultivation systems.



Materials and Methods: This experiment was conducted in January 2025 in the growth chamber of the Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, using a floating hydroponic system. Fourteen coriander genotypes, including thirteen Iranian genotypes and one Hungarian genotype, were evaluated in a completely randomized design with three replications. Plants were grown under red and blue LED light with a 1:1 ratio, a light intensity of 300 ± 15 µmol m⁻² s⁻¹, and a 12-hour photoperiod. Measured traits included growth and yield characteristics, photosynthetic pigments (chlorophyll and carotenoids), vitamin C, total phenolic compounds, flavonoids, antioxidant activity, and antioxidant potential composite index (APCI). Furthermore, Pearson correlation analysis, hierarchical cluster analysis, and principal component analysis (PCA) were used to investigate relationships among traits and classify genotypes, providing a comprehensive interpretation of the genetic variation structure.

Results: The results demonstrated that genotype had a significant effect on all morphological, biochemical, antioxidant, and yield-related traits. The Hungarian and Bushehr 2 genotypes exhibited the highest yield and superior vegetative growth. Khuzestan 1 showed the highest levels of chlorophyll, carotenoids, and vitamin C, whereas the Hormozgan genotype possessed the highest flavonoid content and APCI value. The greatest antioxidant activity was observed in the West Azerbaijan genotype. Principal component analysis indicated that the first three principal components explained more than 80% of the total variation and clearly differentiated the genotypes based on yield-related traits, biochemical characteristics, and pigment–antioxidant attributes. Strong positive correlations were observed among growth and yield traits, while secondary metabolites showed negative correlations with yield-related traits, indicating a trade-off between biomass production and secondary metabolite synthesis. These findings suggest that the selection of superior genotypes should simultaneously consider both production objectives and nutritional quality.

Conclusion: Overall, considerable genetic diversity exists among coriander genotypes for microgreen production under controlled environmental conditions. The superior genotypes identified in this study (Bushehr, Hormozgan, Khuzestan 1, and Hungarian) can be utilized in breeding programs, genotype selection, and optimization of production protocols in hydroponic systems to enhance both yield and functional quality of coriander microgreens. Moreover, the findings of this research may provide a basis for developing management strategies aimed at achieving an optimal balance between product quantity and quality in advanced agricultural systems

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant capacity
  • Coriander
  • yield
  • Control Environment Agriculture
  • coriander microgreen