مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

پاسخ مورفولوژیک و فیتوشیمیایی شیرتیغک وحشی (.Sonchus arvensis L) به کاربرد برگی سالیسیلیک‌اسید و کیتوپلاس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان
2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
3 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
4 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
10.22034/jrpsm.2026.580192.1113
چکیده
سابقه و هدف: در سال‌های اخیر، گیاهان دارویی به دلیل داشتن ترکیبات زیست‌فعال و نقش مؤثر در ارتقای سلامت انسان، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده‌اند. گیاه شیرتیغک وحشی از جمله گیاهانی است که با برخورداری از اثرات درمانی متنوع، از جمله کاهش فشار خون، خاصیت ضدسرطانی (به‌واسطه وجود ترکیباتی مانند کلروژنیک اسید و اسید شیکوریک) و فعالیت ضدمالاریا، اهمیت ویژه‌ای دارد. بخش قابل‌توجهی از این خواص به حضور ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی نسبت داده می‌شود. به‌کارگیری محرک‌های زیستی طبیعی و تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی، رویکردی مؤثر در بهبود کیفیت فیتوشیمیایی گیاهان دارویی در چارچوب کشاورزی پایدار محسوب می‌شود. این پژوهش با هدف ارزیابی اثر سالیسیلیک اسید و محرک زیستی کیتوپلاس بر ویژگی‌های مورفولوژیک و میزان تجمع متابولیت‌های ثانویه در گیاه شیرتیغک وحشی انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان به‌صورت آزمایش فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. بذرها در بستر ۱:۱ پیت‌ماس و پرلیت کشت و نشاها تا مرحله ۳۴ برگی در شرایط کنترل‌شده (۲۵/۱۸ درجه سانتی‌گراد و رطوبت ۶۰۷۰٪) رشد کردند. سپس به گلدان‌های حاوی ۱۵٪ ماسه، ۱۵٪ کود دامی و ۷۰٪ خاک منتقل شدند. تیمار برگی با اسید سالیسیلیک (۰، 5/0 و ۱ میلی‌مولار) و کیتوپلاس (۰، 5/0 و ۱ درصد) هر ۱۰ روز یک‌بار در سه نوبت اجرا شد. گیاهان شاهد با آب مقطر تیمار شدند. دو هفته پس از آخرین تیمار، صفات مورفولوژیک شامل ارتفاع بوته، تعداد شاخه، فاصله میان‌گره و سطح برگ در گیاهان تیمارشده و شاهد اندازه‌گیری شد. مقدار قندهای محلول با روش فنلاسید سولفوریک تعیین شد و گلوکز به‌عنوان استاندارد جهت تعیین میزان قندهای محلول مورد استفاده قرار گرفت سپس نتایج برحسب میلی‌گرم قندهای محلول در هر گرم وزن خشک بیان شد. با روش اسپکتوفتومتری میزان جذب در طول‌موج 380 ، 220، 325 و ۲۶۰ نانومتر به ترتیب برای اندازه‌گیری میزان کوئرستین، گالیک اسید، کلروژنیک اسید و روتین اندازه گیری شد. برای انالیز داده­های به دست آمده از نرم‌افزار SAS 9.1 استفاده شد.
نتایج: نتایج این پژوهش نشان داد که کاربرد همزمان غلظت‌های مختلف سالیسیلیک اسید و کیتوپلاس تأثیر معنی‌داری بر الگوی رشد رویشی و تجمع متابولیت‌های ثانویه در گیاه شیرتیغک وحشی داشت. از نظر صفات مورفولوژیکی، افزایش غلظت هر دو تیمار منجر به کاهش تعداد برگ، شاخه و میان‌گره گردید، در حالی که بیشترین ارتفاع بوته در تیمار یک درصد کیتوپلاس مشاهده شد که نشان‌دهنده تحریک رشد طولی و تخصیص مجدد منابع به سمت رشد ساقه به جای رشد جانبی است. در مقابل، سالیسیلیک اسید به‌ویژه در غلظت یک میلی‌مولار باعث افزایش سطح برگ و بهبود ظرفیت فتوسنتزی گیاه گردید که می‌تواند ناشی از افزایش فعالیت روزنه‌ای و بهبود کارایی فتوسنتز باشد. از نظر بیوشیمیایی، تیمار ترکیبی سالیسیلیک اسید با غلظت 5/0 میلی‌مولار و کیتوپلاس با غلظت یک درصد موجب افزایش معنی‌دار میزان قندهای محلول و کل شد که بیانگر بهبود متابولیسم کربوهیدرات و افزایش مواد ذخیره‌ای در گیاه می‌باشد. در خصوص متابولیت‌های ثانویه، نتایج نشان داد که تمامی ترکیبات مورد بررسی شامل کلروژنیک اسید، کوئرستین، گالیک اسید و روتین تحت تأثیر تیمارها به طور معنی‌داری افزایش یافتند. بیشترین میزان کلروژنیک اسید با مقدار 8۰9/0 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک در تیمار سالیسیلیک اسید 5/0 میلی‌مولار مشاهده شد که 39/20 درصد بیشتر از نمونه شاهد بود. بیشترین میزان کوئرستین با مقدار 964/2 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک و همچنین بیشترین میزان روتین در تیمار یک درصد کیتوپلاس به دست آمد، در حالی که بیشترین میزان گالیک اسید در تیمار ترکیبی سالیسیلیک اسید یک میلی‌مولار همراه با کیتوپلاس یک درصد مشاهده گردید. به طور کلی، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که کاربرد سالیسیلیک اسید و کیتوپلاس به عنوان محرک‌های زیستی می‌تواند با ایجاد تغییرات مثبت در صفات مورفولوژیکی و افزایش معنی‌دار متابولیت‌های ثانویه ارزشمند، به عنوان یک راهکار مؤثر در بهبود کیفیت و کمیت تولیدات گیاهی مورد توجه قرار گیرد.
نتیجه ­گیری کلی: یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که کاربرد هدفمند سالیسیلیک اسید و کیتوپلاس می‌تواند از طریق تعدیل رشد رویشی و تحریک سنتز متابولیت‌های ثانویه، ارزش دارویی شیرتیغک وحشی را به‌طور معنی‌داری افزایش دهد. این رویکرد می‌تواند به‌عنوان راهکاری نوین و سازگار با محیط زیست برای ارتقای کیفیت فیتوشیمیایی گیاهان دارویی در سیستم‌های تولید پایدار مورد توجه قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

Aazami, M. A., Maleki, M., Rasouli, F., & Gohari, G. (2023). Protective effects of chitosan based salicylic acid nanocomposite (CS-SA NCs) in grape (Vitis vinifera cv.‘Sultana’) under salinity stress. Scientific reports, 13(1): 883. https://doi.org/10.1038/s41598-023-27618-z.
Abin, A., & Eslami, S. (2009). Influence of maternal environment on salinity and drought tolerance of annual sowthistle (Sonchus oleraceus L.) at germination and emergence stage. Weed Research Journal, 1(2): 1-11. https://sid.ir/paper/230816/en
Aharoni, A., Jongsma, M. A., Kim, T.-Y., Ri, M.-B., Giri, A. P., Verstappen, F. W., Schwab, W., & Bouwmeester, H. J. (2006). Metabolic engineering of terpenoid biosynthesis in plants. Phytochemistry Reviews, 5(1): 49-58. https://doi.org/10.1007/s11101-005-3747-3.
Akif Açıkgöz, M. (2025). Salicylic Acid and Chitosan Elicitors: Pre‐Harvest Foliar Applications Improve Antioxidant Activity by Increasing Phenolic Compounds in Achillea Gypsicola Hub‐Mor. Chemistry & Biodiversity, 22(7): e202402716. https://doi.org/10.1002/cbdv.202402716.
Alrekabi, D. G., & Hamad, M. N. (2018). Phytochemical investigation of Sonchus oleraceus (Family: Asteraceae) cultivated in Iraq, isolation and identification of quercetin and apigenin. Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 10(9): 2242-2248.
Antolínez‐Pérez, M. F., Fernández‐Trujillo, J. P., Sequeda‐Castañeda, L. G., & Pineros‐Castro, Y. (2025). Induction of Bioactive Secondary Metabolites in Annona cherimola Mill.(Chirimoya) Seedlings Using Chitosan and Salicylic Acid as Elicitors. Plant‐Environment Interactions, 6(4): e70075. https://doi.org/10.1002/pei3.70075.
Azizyan, R., & Abdollahi Mandoulakani, B. (2023). The Effect of Drought Stress on Some Morphological, Phytochemical, and Biochemical Characteristics of the Medicinal Plant Field Sowthistle (Sonchus arvensis L.). Journal of Crop Breeding, 15(47): 41-55. http://doi.org/10.61186/jcb.15.47.41.
Babel, S., & Kurniawan, T. A. (2003). Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review. J Hazard Mater, 97(1-3): 219-243. https://doi.org/10.1016/s0304-3894(02)00263-7
Chen, L., Teng, H., Xie, Z., Cao, H., Cheang, W. S., Skalicka-Woniak, K., Georgiev, M. I., & Xiao, J. (2018). Modifications of dietary flavonoids towards improved bioactivity: An update on structure-activity relationship. Crit Rev Food Sci Nutr, 58(4): 513-527. https://doi.org/10.1080/10408398.2016.1196334
Cheng, X.-Y., Zhou, H.-Y., Cui, X., Ni, W., & Liu, C.-Z. (2006). Improvement of phenylethanoid glycosides biosynthesis in Cistanche deserticola cell suspension cultures by chitosan elicitor. Journal of biotechnology, 121(2): 253-260. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2005.07.012.
El-Tayeb, M. (2005). Response of barley grains to the interactive e. ect of salinity and salicylic acid. Plant growth regulation, 45(3): 215-224. https://doi.org/10.1007/s10725-005-4928-1.
Elbouzidi, A., Taibi, M., Baraich, A., Haddou, M., Mothana, R. A., Alsufyani, S. A., Darwish, H. W., Molinié, R., Fontaine, J.-X., & Fliniaux, O. (2025). Elicitor-driven enhancement of phenolic compounds in geranium callus cultures: Phytochemical profiling via LC-MS/MS and biological activities. Frontiers in Chemistry, 13: 1537877. https://doi.org/10.3389/fchem.2025.1537877.
Faizan, M., Faraz, A., & Hayat, S. (2020). Effective use of zinc oxide nanoparticles through root dipping on the performance of growth, quality, photosynthesis and antioxidant system in tomato. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 29(3): 553-567. https://doi.org/10.1007/s13562-019-00525-z.
Farouk, S., Mohsen, A. E., & Amany, R. (2011). Improving growth and yield of cowpea plant by foliar application of chitosan under water stress. Journal of Plant Production, 2(10): 1341-1358. https://doi.org/10.21608/jpp.2011.85662.
Giglou, M. T., Giglou, R. H., Esmaeilpour, B., Azarmi, R., Padash, A., Falakian, M., Śliwka, J., Gohari, G., & Lajayer, H. M. (2022). A new method in mitigation of drought stress by chitosan-coated iron oxide nanoparticles and growth stimulant in peppermint. Industrial Crops and Products, 187: 115286. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115286.
Gorni, P. H. (2016). Growth promotion and elicitor activity of salicylic acid in Achillea millefolium L. African Journal of Biotechnology, 15(16): 657-665. https://doi.org/10.5897/AJB2016.15320.
Gupta, B., & Huang, B. (2014). Mechanism of salinity tolerance in plants: physiological, biochemical, and molecular characterization. International journal of genomics, 2014(1): 701596. https://doi.org/10.1155/2014/701596.
Hammad, S. A., & Ali, O. A. (2014). Physiological and biochemical studies on drought tolerance of wheat plants by application of amino acids and yeast extract. Annals of Agricultural Sciences, 59(1): 133-145. https://doi.org/10.1016/j.aoas.2014.06.018.
Heydarnajad Giglou, R., Torabi Giglou, M., Hatami, M., & Ghorbanpour, M. (2024). Potential of natural stimulants and spirulina algae extracts on Cape gooseberry plant: A study on functional properties and enzymatic activity. Food Science & Nutrition, 12(11): 9056-9068. https://doi.org/10.1002/fsn3.4342.
Irigoyen, J., Einerich, D., & Sánchez‐Díaz, M. (1992). Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia plantarum, 84(1): 55-60. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1992.tb08764.x
Jakabová, S., Vincze, L., Farkas, A., Kilár, F., Boros, B., & Felinger, A. (2012). Determination of tropane alkaloids atropine and scopolamine by liquid chromatography-mass spectrometry in plant organs of Datura species. J Chromatogr A, 1232: 295-301. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2012.02.036.
Khan, M. I. R., Fatma, M., Per, T. S., Anjum, N. A., & Khan, N. A. (2015). Salicylic acid-induced abiotic stress tolerance and underlying mechanisms in plants. Frontiers in plant science, 6: 135066. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00462.
Khatooni, M., Karimmojeni, H., Zali, A. G., & Tseng, T.-M. (2022). Salicylic acid enhances tolerance of Valeriana officinalis L. to bentazon herbicide. Industrial Crops and Products, 177: 114495. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114495.
Khattab, S., Yap, Y.-K., & El Sherif, F. (2022). Salicylic acid foliar spray enhanced Silybum marianum growth and yield, as well as its chemical constituents and chalcone synthase gene activity. Horticulturae, 8(6): 556. https://doi.org/10.3390/horticulturae8060556.   
Li, X.-M., & Yang, P.-L. (2018). Research progress of Sonchus species. International journal of food properties, 21(1): 147-157. https://doi.org/10.1080/10942912.2017.1415931.
Mahmoodi, Y., Soleimanizadeh, M., & Yavari, A. (2025). Influence of plant growth regulators and chitosan elicitation oncallus induction and improvement of morphophysiological, metabolic andantioxidant traits in Chrysanthemum indicum L. Journal of Horticultural Sciences, 20(2). https://doi.org/10.24154/jhs.v20i2.4515.
Mandal, S. (2010). Induction of phenolics, lignin and key defense enzymes in eggplant (Solanum melongena L.) roots in response to elicitors. African Journal of Biotechnology, 9(47): 8038-8047. https://doi.org/10.5897/AJB10.984
Nabizadeh, E., & Haghshenas, M. (2026). Kitoplus® and Melatonin Mitigate Drought Stress Effects and Enhance Stevioside and Rebaudioside-A Production in Stevia. International Journal of Horticultural Science and Technology, 13(2): 197-210. https://doi.org/10.22059/ijhst.2025.374562.815
Nadeem, M., Ahmad, W., Zahir, A., Hano, C., & Abbasi, B. H. (2019). Salicylic acid-enhanced biosynthesis of pharmacologically important lignans and neo lignans in cell suspension culture of Linum ussitatsimum L. Eng Life Sci, 19(3): 168-174. https://doi.org/10.1002/elsc.201800095.
Park, C. H., Yeo, H. J., Park, Y. E., Chun, S. W., Chung, Y. S., Lee, S. Y., & Park, S. U. (2019). Influence of chitosan, salicylic acid and jasmonic acid on phenylpropanoid accumulation in germinated buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Foods, 8(5): 153. https://doi.org/10.3390/foods8050153.
Prakash, V., Singh, V. P., Tripathi, D. K., Sharma, S., & Corpas, F. J. (2021). Nitric oxide (NO) and salicylic acid (SA): A framework for their relationship in plant development under abiotic stress. Plant Biol (Stuttg), 23 Suppl 1: 39-49. https://doi.org/10.1111/plb.13246
Rahman, M., Mukta, J. A., Sabir, A. A., Gupta, D. R., Mohi-Ud-Din, M., Hasanuzzaman, M., Miah, M. G., Rahman, M., & Islam, M. T. (2018). Chitosan biopolymer promotes yield and stimulates accumulation of antioxidants in strawberry fruit. PloS one, 13(9): e0203769. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203769.
Raskin, I. (1992). Role of salicylic acid in plants. Annual review of plant biology, 43(1): 439-463. http:// doi.org/10.1146/annurev.pp.43.060192.002255.
Tajik, N., Tajik, M., Mack, I., & Enck, P. (2017). The potential effects of chlorogenic acid, the main phenolic components in coffee, on health: a comprehensive review of the literature. European journal of nutrition, 56(7): 2215-2244. https://doi.org/10.1007/s00394-017-1379-1.
Torabi Giglou, M., Heydarnajad Giglou, R., Azarmi, R., Salimi, G., Maleki Lajayer, H., Mokhtari, A. M., & Bagherian, M. (2023). Effects of Kitoplus® and Chitosan coated Iron Nano-oxide on morpho-physiological properties of peppermint under drought stress. Journal of Vegetables Sciences, 6(12): 135-146.
Wang, F. P., & Gale, J. F. (2009). Screening criteria for shale-gas systems.
Zong, H., Liu, S., Xing, R., Chen, X., & Li, P. (2017). Protective effect of chitosan on photosynthesis and antioxidative defense system in edible rape (Brassica rapa L.) in the presence of cadmium. Ecotoxicology and environmental safety, 138: 271-278. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.01.009.