عنوان پایان‌نامه
مطالعات کموتاکسونومیک (شیمی آرایه شناسی) و فیتوشیمیایی در گونه های انتخابی از سرده بنگ دانه (بادنجانیان) بر اساس برخی تروپان آلکالوئیدها، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی
- رشته تحصیلی
- زیست شناسی- علوم گیاهی - اکولوژی سیستماتیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5240;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61015
- تاریخ دفاع
- ۱۵ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- بهمن صادقی
- استاد راهنما
- غلامحسین ریاضی, شاهین زارع مبارکه
- چکیده
- بررسی شواهد شیمیایی که مجموعه ای از نتایج حاصل از مطالعات بر روی محتوای متابولیت های ثانویه عصاره یا اسانس به دست آمده از نمونه های گیاهی با استفاده از روش ها و ابزارهای مورد استفاده در علم شیمی تجزیه و آلی جهت شناسایی اجزا و ترکیبات مختلف عصاره و اسانس است، راه را برای مطالعات بین رشته ای هم چون فیتوشیمی در کنار بررسی جایگاه سازگان شناختی و خویشاوندی گونه ها هموار ساخت. در این پژوهش سعی بر آن است تا با استفاده از روش های دقیق سنجش و تجزیه شیمیایی و شناسایی مواد موثر و ترکیبات شاخص موجود در پنج گونه انتخابی از گیاهان سرده بنگ دانه یا بذرالبنج (Hyoscyamus spp.) هم به بررسی جوانب فیتوشیمیایی این گیاهان پرداخته شود و هم رابطه این نتایج با ویژگی های جغرافیایی، خاک شناختی و موقعیت سازگان شناختی این گونه ها و احتمال تایید یا وجود خویشاوندی یک یا چند گونه نسبت به سایر گونه ها با توجه به شباهت در محتوای برخی از این ترکیبات شیمیایی مورد مطالعه قرار گیرد. گونه های انتخابی از سرده بنگ دانه جهت مطالعات فیتوشیمیایی و شیمی آرایه شناسی عبارتند از: H. niger L.، H. reticulatus L.، H. kurdicus L.، H. pusillus L. و H. senecionis L.. که به لحاظ زیست بوم شناسی، جهان وطن بوده و در فلات ایران معمولا از عناصر مناطق خزری و ایران و تورانی می باشند. مطالعات فیتوشیمیایی در کنار بررسی های شیمی آرایه شناسی به نحو ذیل انجام گرفت: روش های سنجش و اندازه گیری محتویات عصاره هایی که از برگ این پنج نمونه و به روش التراسونیک حاصل شدند به کمک دستگاه HPLC تجزیه ای در کنار استخراج اسانس برگ به روش تقطیر با آب و با استفاده از دستگاه شیشه ای کلونجر و نیز شناسایی محتویات و ترکیبات موجود در اسانس حاصل از برگ سه گونه از این سرده با پراکنش و کاربرد بیش تر از جمله ترپنوئیدها با استفاده از دستگاه GC-MS انجام گرفت. میزان دو تروپان آلکالوئید اسکوپولامین و ال هیوسیامین (و مخلوط راسمیک آن یعنی آتروپین) به کمک روش HPLC مورد سنجش قرار گرفتند. اندازه گیری میزان فنل و پلی فنل های تام با استفاده از معرف فولین سیکالتو و سنجش مقادیر فلاونوئید تام به کمک روش کالریمتریک کلرید آلومنیوم صورت پذیرفت؛ و هر دو آزمون با روش اسپکتروفتومتری UV/Vis انجام گرفت. خواصی مانند آنتی کولینرژیکی، آنتی موسکارینی در این آلکالوئیدها ویژگی هایی از جمله ضد تهوع و ضد اسپاسم بودن آن ها در این گیاهان را ناشی می شود؛ این مهم در کنار خواص دارویی فنل ها، فلاونوئیدها و ترپنوئیدها بسیار قابل توجه است. علاوه بر استخراج اسانس برای اولین بار از این گونه ها، نتایج حاصل نشان دادند که میان مقادیر تروپان آلکالوئیدهای مذکور و عوامل جغرافیایی از جمله ارتفاع، دما و فشار هوای رویشگاه ارتباط وجود دارد. تروپان آلکالوئید غالب در همه گونه های مورد بررسی به جز H. niger، ال - هیوسیامین می باشد که میزان آن در نمونه های H.senecionis به طور معنی داری بیش تر از بقیه نمونه ها است. به علاوه نتایج دال بر این است که هر چه میانگین دما و رطوبت سالیانه به ویژه دمای فصل جمع آوری پایین تر و ارتفاع رویشگاه از سطح دریا بیش تر باشد، مقادیر فلاونوئید و فنل تام در این گونه ها افزایش معنی داری پیدا می کند. از طرفی محتوای ترپنوئیدی، فنلی و فلاونوئیدی تام در دو گونه H.reticulatus و H.kurdicus در مقایسه با سایر گونه ها بسیار مشابه بوده و می توان به نحوی پیدایش این ترکیبات به ویژه ترپنوئیدها را در روند تکاملی این سرده نوعی سیناپومورفی تلقی نمود که در نیای مشترک اخیر آن ها برای اولین بار پدید آمده است. این نتیجه می تواند اثباتی بر نقش شواهد شیمیایی در تعیین خویشاوندی گروه ها باشد. در ادامه، رابطه معنی داری میان ویژگی های خاک شناختی، میزان برخی عناصر ماکرو از جمله پتاسیم و فسفر در خاک رویشگاه ها و مقادیر اسکوپولامین و ال هیوسیامین در این گونه ها مشاهده گردید. واژه های کلیدی: بادنجانیان، بنگ دانه، متابولیت های ثانویه، فیتوشیمی، شیمی آرایه شناسی، تروپان آلکالوئیدها، ترپنوئیدها، فلاونوئیدها، ترکیبات فنلی و پلی فنل ها، عصاره، اسانس، خویشاوندی، اسکوپولامین، ال هیوسیامین، آتروپین، اسپکتروفتومتری (طیف سنجی)GC-MS ، HPLC , عناصر خاک
- Abstract
- Nowadays, the study of chemical evidence as markers and key factors in plant samples to investigate the interdisciplinary researches is similar to the finger prints, used to shed light on various scientific problems. The present research is an attempt to use the accurate analytical methods of chemical compounds, the identification of active components and the main constituents of five selected Hyoscyamus species to study the phytochemical aspects and properties of these plants. Moreover, the correlation or connection between the results and geographical, edaphological and pedological features of the habitats along with the systematic position of the selected species and the likelihood of approval or existence of any probable relationship among one or more species in comparison with the others due to the similarity in the content of some chemicals were studied. The selected species of the genus Hyoscyamus in order to the phytochemical and chemotaxonomic studies include: H. niger L., H. reticulatus L., H. kurdicus L., H. pusillus L. and H. senecionis L. which in terms of ecology, are cosmopolitan and generally are one of the Irano-Turanian flora elements. Phytochemical investigations, along with the chemotaxonomic studies were carried out as follows: The accurate methods of quantitative and qualitative determination and analyses of the extract content which was acquired from the sample leaves of five different species by sonication and injected in the analytical HPLC device were performed to assess the levels of two tropane alkaloids, Scopolamine (Hyoscine) and L-Hyoscyamine (and its racemic mixture, Atropine) in these five species. Furthermore, the process of the essential oil extraction were done, using the hydro-distillation method which is made with the Clevenger type (all-glass) apparatus as well as the identification of essential oil components such as terpenoids by GC-MS from the leaves of three of the species of the genus Hyoscyamus which are more abundant than the other species and widely used. The comparative assessment of total phenolic and polyphenols content as well as the determination of total flavonoid levels were done by spectrophotometry. The levels of polyphenols and flavonoids in leaves of the specimens were evaluated respectively by using Folin–Ciocalteu reagent (FCR) and aluminum chloride colorimetric assay. Some particular properties of the two mentioned alkaloids such as: anticholinergic, antimuscarinic properties, give the plants which contain them the antiemetic and antispasmodic properties. This fact, along with the medicinal properties of phenols, flavonoids and terpenoids is quite remarkable. In addition to essential oil extraction of the mentioned species for the first time; the results showed a significant relationship between the tropane alkaloids content and the geographical or environmental factors such as altitude, temperature and atmospheric pressure of the plant habitats. The main tropane alkaloid in all the studied species except H. niger is L-Hyoscyamine, which is significantly higher than the other samples in H. senecionis. Besides, the results imply that the less average temperature and annual humidity, along with the higher altitude of the habitats from the sea level will cause a significant increase in total phenolics and flavonoids content. Equally important, terpenoids, total phenolics and flavonoids content of H. reticulatus and H. kurdicus samples are the closest in comparison to the other studied species samples. Consequently, the appearance of the studied compounds especially terpenoids could be considered as an example of synapomorphy among Solanales. This conclusion would be a confirmation to the role of the chemical evidence in determination or establishment of the relationship among groups. Meanwhile, there is a significant relationship between the macroelements (potassium, phosphorus, etc.) content of the habitat soil and the levels of scopolamine, L-Hyoscyamine in the studied species. Keywords: Solanaceae, Hyoscyamus, Henbane, secondary metabolites, phytochemistry, chemotaxonomy, tropane alkaloids, terpenoids, flavonoids, phenolics and polyphenols, extract, essential oil, relationship, Scopolamine, L-Hyoscyamine, Atropine, spectrophotometry and spectrometry, HPLC, GC-MS, geographical features, soil elements.
