Effect of jasmonic acid and salicylic acid on polyphenol and flavenoids in extract of Calendula officinalis L. flower

Document Type: Original article

Authors

1 Department of Medicinal Plants, Shahrekord Branch, Islamic Azad ‎University, Shahrekord, Iran; Medicinal Plants Program, Collage of Natural Science, University of Massachusetts, Amherst, MA, 1003, USA;

2 Department of Medicinal Plants, Shahrekord Branch, Islamic Azad ‎University, Shahrekord, Iran;

3 Department of Chemistry and Plant Breeding, College of Science, Shahrekord Branch, Islamic Azad ‎University, Shahrekord, Iran;

Abstract

Background & Aim: Marigold or Calendula officinalis L. is a annual herb belongs to the Asteraceae family.  Marigold is a valuable medicinal plant which is used in pharmaceutical industry.  In addition, this plant is cultivated as an ornamental plant. Aim of current study was to evaluate the effect of different concentrations of jasmonic acid (JA), and salicylic acid (SA) on phytochemical properties of Calendula officinalis L. flower. Experimental: A pot experiment was conducted in a completely randomized design with six treatments, and seven replications. The treatments, including four concentrations of SA (1, 10, 20, and 40 μmol/L), and JA in three levels (50, 100, and 200 μl/L). The treatments were sprayed before the early flowering stage of growth. Results & discussion: Results of analysis of variance indicated the various concentrations of the foliar application of JA, and SA do have significant impacts on polyphenol, carotenoid and flavenoids contents in the extracts of C. officinalis. In addition, results indicated the correlation between traits by Pearson method that there was a significant and positive relation between polyphenol and carotenoid (0.603**). Industrial and practical recommendations: In metabolic cultivation, for producing a special metabolite, the main agronomic and processing management should be regarded in order to increase the rate of essence and metabolites. Finally, the treatment of solution of JA 100 μl may be suitable because of increased content of carotenoid and polyphenol contents.

Keywords


Article Title [Persian]

اثر اسید جاسمونیک و سالیسیلیک بر میزان ترکیبات فنلی و فلاونوئیدها در عصاره گل همیشه بهار

Authors [Persian]

  • عبدالله قاسمی پیربلوطی 1
  • سید عباس موسوی هریس 2
  • فرهنگ تیرگیر 3
  • بهزاد حامدی 2
1 گروه گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛ بخش تحقیقات گیاهان دارویی، کالج علوم طبیعی، دانشگاه ماساچوست، آمهرست، ماساچوست، 01003، آمریکا؛
2 گروه گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛
3 گروه گیاهان دارویی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف: همیشه بهار (Calendula officinalis L.) گیاهی علفی، یک­ساله و متعلق به خانواده ستاره آسا  می باشد. این گیاه از جمله گیاهان دارویی ارزشمند است که علاوه بر خاصیت دارویی جنبه زینتی نیز دارد. به منظور بررسی اثر مقادیر مختلف سالیسیلیک اسید و جاسمونیک اسید بر خاصیت فیتوشیمیایی گل همیشه بهار تحقیق حاضر انجام شد. روش تحقیق: مطالعه حاضر در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1390 در شرایط مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد انجام گرفت. تیمارهای سالیسیلیک اسید در چهار سطح (1- 10 -20 و 40 میلی مول)، جاسمونیک اسید در سه سطح (50- 100 و 200 میلی لیتر) به همراه شاهد (محلول پاشی آب مقطر) و تیمار محلول استون به عنوان حلال جاسمونیک و سالیسیلیک اسید مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفتند.  میزان فنل کل، کارتنوئیدها و فلاونوئیدها در عصاره گل همیشه بهار تعیین شد. نتایج و بحث: اثرات تیمارهای محلول پاشی اسید جاسمونیک و سالیسیلیک بر میزان کارتنوئید و میزان پلی فنل در عصاره گل همیشه بهار در سطح احتمال 1 درصد و بر میزان فلانوئید کل در سطح 5 درصد معنی داری بودند. توصیه کاربردی/صنعتی: با توجه به نتایج حاصل از تحقیق حاضر مشخص شد که محلول پاشی تنظیم کننده های رشد به ویژه اسید جاسمونیک ممکن است سبب تغییرات ماده موثره  در گل همیشه بهار شود. 

Keywords [Persian]

  • گل همیشه بهار جاسمونیک اسید سالیسیلیک اسید مواد مؤثره
امیدبیگی، ر.، 1376. رهیافت های تولید و فرآوری گیاهان دارویی، انتشارات طراحان نشر، جلد اول.

امیدبیگی، ر.، 1376. رهیافت های تولید و فرآوری گیاهان دارویی، انتشارات طراحان نشر، جلد دوم.

رجحان، ع.، 1360، شفا با گیاهان دارویی، چاپ سوم.

زرگری، ع.، 1369، گیاهان دارویی، چاپ دانشگاه تهران، جلد دوم، 25 صفحه.

زمانی، س.، 1370، گیاهان دارویی، (ترجمه)، انتشارات ققنوس، 131 صفحه.

سلطانی دلربا، ن.، کرمیان, ر. و رنجبر م. 1390. اثر بر هم کنش سالیسیلیک اسید و تنش سرما بر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در گیاه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra L).‎ داروهای گیاهی، 2(1):7-13.

شبانی، ل.، و احسان، پ. ع. ا. 1388. القا آنزیم­های آنتی اکسیدان، ترکیبات فنولیک و فلاونوئید در کشت در شیشه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra) با استفاده از متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید.‎ زیست شناسی ایران، 22(4):691-703.

Balbi, V. and Devoto, A. 2007. Jasmonate signalling network in Arabidopsis thaliana: crucial regulatory nodes and new physiological scenarios. New Phytologist., 177(2): 301-318.

Bernatoniene, J., Masteikova, R., Davalgiene, J., Peciura, R., Gauryliene, R., Bernatoniene, R. and Chalupova, Z. 2011. Topical application of Calendula officinalis (L.): Formulation and evaluation of hydrophilic cream with antioxidant activity. Journal of Medicinal Plants Research., 5(6): 868-877.

Choudhury, S. and Panda, S. K. 2004. Role of salicylic acid in regulating cadmium induced oxidative stress in Oryza sativa L. roots. Bulgarian Journal of Plant Physiology.30(3-4): 95-110.

Creelman, R. A. and Mullet, J. E. 1995. Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. Proceedings of the National Academy of Sciences., 92(10): 4114-4119.

Dellaloggia, R., Beeke, H., Isaac, O. and Tubaro. A.A. 1990. Topical anti-inflammatory activity of Calendula officinalis extraction. Planta Medica., 56: 658.

El-Tayeb, M. A. 2005. Response of barley grains to the interactive e. ect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation., 45(3): 215-224.

Gharib, F.A.L. 2006. Effect of salicylic acid on the growth, metabolic activities and oil content basil and majram. International Journal of Agriculture and Biology., 4: 485-492.

Gundlach, H., Müller, M. J., Kutchan, T. M. and Zenk, M. H. 1992. Jasmonic acid is a signal transducer in elicitor-induced plant cell cultures. Proceedings of the National Academy of Sciences., 89(6): 2389-2393.

Goyal, S.H. and Ramawat, K.G. 2008. Ethrel treatment enhanced isoflavonoids accumulation in cell suspension cultures of Pueraria tuberosa, a woody legume. Acta Physiologiae Plantarum., 30(6): 849 – 853.

Kim, H.J, Chen, F., Wang, X. and Rajapakse, N.C. 2006. Effect of methyl jasmonate on secondary metabolites of sweet basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Agriculture and Food Chemistry., 54(6): 2327-2332.

Ocioszynska, I., Nartowska, J. and Strzelechka, H. (1977). Badania chemizmu kwiatostanow nagietka (Calendula officinalis L.). Herba Polonica23.

Raskin, I. 1992. Role of salicylic acid in plants. Annual Review Of Plant Biology., 43(1), 439-463.

Ren, A., Qin, L., Shi, L., Dong, X., Mu, D. S., Li, Y. X. and Zhao, M. W. 2010. Methyl jasmonate induces ganoderic acid biosynthesis in the basidiomycetous fungus Ganoderma lucidumBioresource Technology.101(17): 6785-6790.

Singleton, V.L. and Rossi, J.A. 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic–phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture., 16: 144–158

Thiem, B. and Krawczyk, A. 2010. Enhanced isoflavones accumulation in methyl jasmonate-treated in vitro cultures of kudzu (Pueraria lobata Ohwi). Herba Polonic., 56: 48-56.

Tyler, E., Brady, R. and Robbers, E. 1988. Pharmacognosy, 9th edition, Lea Febiger, Philadelphia, pp. 480.

Zheng, Z.P., Krumm, T. and Baldwin, I.T. 1997. Structural requirements of jasmonates and mimics for nicotine induction in Nicotiana sylvestris. Journal of Chemical Ecology., 23: 2777–2789.