Effect of jasmonic (JA) and salicylic acid (SA) on phytochemical properties of Salvia officinalis L.

Document Type: Original article

Authors

1 Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan 84156 83111, Iran;

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

3 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;

Abstract

Background & aim: Sage (Salvia officinalis L.) is a perennial medicinal herb which belongs to Lamiales order and Lamiaceae family. This plant has economical value for four years. Nowadays the use of plant growth regulators (PGR) has an important role for increasing the secondary metabolites in plants. Among PGRs Jasmonic (JA) and salicylic acid (SA) have many applications in medicinal plants.
Experimental: This study was carried out to survey the effect of spraying of various concentrations JA and SA on S. officinalis L. in field experiment of Hormozgan, South Iran at 2010-2011. A pot experiment was conducted in a CRD with ten treatments with three replicates. The treatments including I: distilled water (control), II: distilled water and solution (acetone), III-VI: SA in different concentrations (1, 10, 20 and 40 mol/l, VII-X: JA in various concentrations including 50, 100, 200 and 400 µM. The leaves were harvested at before flowering and, the essential oil extracted by Clevenger approach then the compounds were characterized using Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS).
Results & Discussion: Results showed that various concentrations of foliar application of JA and SA lead to decrease or increasing of some secondary metabolites in essential oil of S. officinalis L. Compounds such as a-pinene, camphene, b-pinene, 1,8-cineole, cis-thujane, trans-thujane, borneol, bornyl acetate and camphor were affected from JA and SA treatments.
Industrial and practical recommendations: According to the results of present study it suggests to increase the major compounds of essential oil of Salvia officinalis L.using SA and JA.

Keywords


Article Title [Persian]

اثرات جاسمونیک و سالیسیلیک اسید بر خاصیت فیتوشیمیایی برگ مریم گلی (Salvia officinalis L)

Authors [Persian]

  • مهدی رحیم ملک 1
  • شکوفه آزاد 2
  • مهراب یادگاری 2
  • عبدالله قاسمی پیربلوطی 3
1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران؛
2 گروه گیاهان دارویی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛
3 گروه گیاهان دارویی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛ گروه علوم گیاهی، کالج علوم طبیعی، دانشگاه ماساچوست، آمهرست، آمریکا؛
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف: مریم گلی (officinalis L. Salvia) گیاهی است چند ساله و علفی، این گیاه از تیره نعنائیان است. هم­چنین این گیاه تا چهار سال بازدهی اقتصادی دارد. امروزه استفاده از تنظیم کننده های رشد گیاهی نقش مهمی در افزایش ترکیبات ثانویه گیاهان به خصوص اسانس ها دارد از مهمترین تنظیم کننده های رشد گیاهی که کاربرد وسیعی در گیاهان دارویی دارند می توان به اسید جاسمونیک و سالیسیلیک اشاره نمود.
روش تحقیق: به منظور بررسی اثرات مقادیر مختلف سالیسیلیک اسید و جاسمونیک اسید بر خاصیت فیتوشیمیایی برگ مریم گلی آزمایشی در شرایط گلدانی در مزرعه­ی تحقیقاتی دانشگاه هرمزگان انجام شد.  این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 10 تیمار و در 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای سالیسیلیک اسید در چهار سطح (1، 10، 20 و 40 مول بر لیتر) و جاسمونیک اسید در چهار سطح (50، 100، 200 و 400 میکرولیتر) بر روی گیاه مریم گلی محلول­پاشی شد. نمونه های اندام هوایی با استفاده از دستگاه کلونجر اسانس گیری گردید سپس جهت شناسایی ترکیبات به دستگاه کروماتوگرافی جرمی (GC-MS) تزریق شد.
نتایج و بحث: بر اساس نتایج به­دست آمده نشان داد اسید جاسمونیک و اسید سالیسیلیک  در افزایش میزان آلفا-پینن، کامفن، بتا-پینن، 1،8-سینئول، سیس- توژان، ترانس- توژان، بورنئول، بورنئول-استات و کامفور  تأثیر داشته؛ به طوری که با اعمال تیمار اسید جاسمونیک  50 میکرولیتر باعث افزایش بتا-پنین و تیمول شد.
توصیه کاربردی/صنعتی: با توجه به نتایج حاصل از تحقیق حاضر توصیه می­شود مطالعات بیشتری در خصوص اثرات تنظیم کننده های رشد جدید مانند اسید جاسمونیک و سالیسیلیک در غلظت های مختلف از این آزمایش بر ماده موثره گیاهان دارویی انجام شود.

Keywords [Persian]

  • مریم گلی اسید جاسمونیک اسید سالیسیلیک اسانس
احمدی، ل. 1378 . تحقیقات گیاهان دارویی و معطر (4) .وزارت جهاد سازندگی معاونت آموزش و تحقیقات. موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع.

امید بیگی، ر . 1384. تولید و فرآوری گیاهان دارویی ، انتشارات آستان قدس رضوی، ج3

زرگری،ع.، 1370. گیاهان دارویی، جلد5، انتشارات دانشگاه تهران،532صفحه.

قاسمی، ع. 1389. گیاهان دارویی و معطر (شناخت و  بررسی اثرات آن ها)، انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد.

موسوی، ع.، 1390. اثرات جاسمونیک اسید و سالیسیلیک اسید بر خاصیت فیتوشیمیایی گل همیشه بهار (Calendula officinalis L). پایان نامه کارشناسی ارشد، گیاهان دارویی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد.

Adams, R. 2001. Identification of essential oil components by gas chromatography/ quadrupole mass spectrometry. Carol Stream, Illinois, USA: Allured Publishing Corporation. p. 456.

Ahmadi, L., and Mirza, M. 1999. Volatile oil of Salvia multicalis. Journal of Essential Oil Research., 11: 289-290.

Bari, R and J.D. G. Jones. 2009. Role of plant hormones in plant defense responses. Plant Molecular Biology., 69:473–488.

Carta, C., Moretti, M.D. and Peana, A.T. 1996. Activity of oil Salvia officinalis against Botrytis cinerea. Journal of Essential Oil Research. 8: 399-404.

Eidi, M., Eidi, A. and Zamanizadeh, H. 2005. Effect of Salvia officinalis L. leaves on serum glucose and insulin in healthy and streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of Ethnopharmacology., 100: 310-313.

Goyal, S.H. and Ramawat. 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.

Koo, A.J.K and Howe, G.A. 2009. The wound hormone jasmonate. Phytochemistry., 70: 1571–1580.

Meyer, O., Miersch, C., Btittner, W., Dathe, L and G.  Sembdner. 1984. Occurrence of the plant growth regulator jasmonic acid in plants. Journal Plant Growth Regulation., 3: 1-8.

Odymnimh. P., 1995. Complete medicinal herbal, Dorling Kindersley, p95.

Piccaglha, R., Marithi,  M. and Dellacea , V. 1997. Effect of planting density & harvest date on yield & chemical composition of sag oil. Journal of Essential Oil Research. 9: 187-191.

Rubio, V., Bustos, R., Luisa, M.L.  Irigoyen.,  X. Cardona-Lopez., Rojas-Triana, M and Paz-Ares, J

. 2009. Plant hormones and nutrient signaling. Plant Molecular Biology. 69:361–373

Senaratna, T., Touchell, D., Bunn, E. and Dixon, K. 2000. Acetyl salicylic acid (Asprin) and salicylic acid induce multiple stress tolerance in bean and tomato plants. Plant Growth Regulation., 30: 157-161.

Thiem, B and Krawczyk, A. 2010. Enhanced isoflavones accumulation in methyl jasmonate-treated in vitro cultures of kudzu (Pueraria lobata Ohwi). Herba Polonica., 56(1): 48-56.

Tzakou, O., Pitarokili, D., Chinou, I.B. and Harvala, C. 2001. Composition and antimicrobial activity of the essential oil of Salvia ringens. Planta Medica., 67(1): 81-83.

Uragami, A., Sakai, A., Nagai, A., 1990; Cryopreservation of dried auxiliary buds from plantlet of Asparagus officinalis L. grown in vitro. Plant Cell Report., 9: 328-331

Wagner, H. and Bladt, S. Plant drug analysis. Berlin, Springer, 1996; P166.