بررسي برخي صفات مورفولوژيك و ميزان آلكالوئيدهاي وين‌بلاستين، وين‌كريستين و آجمالايسين در اندام-هاي ارقام مختلف گياه پروانش كبير (Catharanthus roseus (L.) G. DON)

Evaluation of Some Morphological Traits and Amount of Vinblastine, Vincristine and Ajmalicine Alkaloids in Different Organs of Prewinkle Cultivars (Catharanthus roseus (L.) G. DON)

سابقه و هدف: پروانش گياهي است كه به دليل دارا بودن تركيبات آلكالوئيدي، در صنايع دارويي ارزش بسيار زيادي دارد. از ميان 130 نوع آلكالوئيد شناخته شده در پروانش، آلكالوئيدهاي وين‌بلاستين و وين‌كريستين به دليل خاصيت آنيوپلازي (ضد توموري) از اهميت ويژه‌اي برخوردارند. از آن‌جا كه پروانش تنها منبع توليد اين تركيبات است، جايگاه خاصي در ميان گياهان دارويي دارد. با توجه به مقدار پائين آلكالوئيدهاي ايندول ترپنوئيدي در گياه پروانش و اهميت اين تركيبات در صنايع دارويي، همچنين ارزش بسيار بالاي اقتصادي برخي متابوليت‌هاي ثانويه آن، در اين آزمايش شش رقم مختلف پروانش از نظر صفات مورفولوژي و بيوشيميايي مورد بررسي قرار گرفتند. مواد و روش‌ها: اين پژوهش بصورت يك آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در سه تكرار در مزرعه و آزمايشگاه دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان انجام شد. تيمار‌ها شامل 6 رقم (Icy Pink، Lilac، Polka Dot، Apricot، Purple، Red Bright) و دو اندام (برگ و ريشه) بودند. فاكتورهاي اندازه‌گيري شده شامل وزن تر و خشك ريشه و برگ، تعداد شاخه‌هاي فرعي، تعداد ريشه‌هاي فرعي، طول ريشه، طول ساقه، قطر ساقه، قطر ريشه و ميزان آلكالوئيدهاي وين‌بلاستين، وين‌كريستين و آجمالايسين بودند. بررسي ميزان آلكالوئيدها با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا صورت پذيرفت. يافته‌ها: براساس نتايج، بين ارقام از نظرخصوصيات مورفولوژي و فيتوشيميايي در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معني‌داري وجود داشت. به‌طوري‌كه بيش‌ترين ميزان قطر ساقه (0/533 سانتي‌متر)، قطر ريشه (0/610 سانتي‌متر) و طول ساقه (45/99 سانتي‌متر) در رقم Purple مشاهده شد. بيش‌ترين ميزان وين‌بلاستين در برگ رقم Purple (1/7 ميلي‌گرم در صد گرم وزن خشك) و كمترين ميزان آن در ريشه رقم Icy Pink (0/02 ميلي‌گرم در صد گرم وزن خشك) مشاهده شد. همچنين بيشترين ميزان آجمالايسين و وين‌كريستين نيز در برگ رقم Apricot (به ترتيب به ميزان /89 و 3/61 ميلي‌گرم در صد گرم وزن خشك) اندازه‌گيري شد. در صورتي كه در ريشه ارقام Apricot و Red Bright و همچنين در برگ رقم Lilac آلكالوئيد آجمالايسين وجود نداشت. نتيجه‌گيري: ارقام مختلف گياه پروانش از لحاظ ميزان آلكالوئيدهاي ايندول ترپنوئيدي داراي تفاوت قابل توجهي هستند. اگرچه ارقام مختلف يك گياه زير مجموعه يك گونه محسوب مي‌شوند ولي مشاهده تفاوت‌هاي ايجاد شده در ارقام مختلف قابل بحث مي‌باشد. با توجه به اين مطلب كه تركيبات ثانويه از تركيبات اوليه در گياه ايجاد مي‌گردند، مشاهده مي‌شود كه ارقام مختلف يك گياه، مقادير متفاوتي از يك آلكالوئيد را در شرايط يكسان توليد نموده‌اند. اين مسئله علاوه بر قابليت تعميم به مواد موثر ديگر، به خصوص با توجه به ارزش اقتصادي برخي آلكالوئيدهاي اين گياه مي‌تواند اهميت بسيار بالايي داشته باشد. با توصيه كشت رقم برتر در زمينه توليد آلكالوئيدهاي ايندول ترپنوئيدي، مي‌توان كمك زيادي به افزايش راندمان توليد آن‌ها نمود.

Background and objective: Periwinkle is a plant that is highly valued in the pharmaceutical industry because of its alkaloids. Among the 130 known alkaloids in the genus, Vinblastine and Vincristine alkaloids have particular importance due to their anti-tumor properties. Since Periwinkle is the only source of these compounds, it has a special place among medicinal plants. Due to the low content of indole terpenoids alkaloids in Periwinkle and the importance of these compounds in the pharmaceutical industry, as well as the high economic value of some of its secondary metabolites, six different Prewinkle cultivars were studied for morphological and biochemical traits. Material and methods: This study was conducted in factorial design based on completely randomized with three replications in field and laboratory of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Treatments included six cultivars (Icy Pink, Lilac, Polka Dot, Apricot, Purple, Red Bright) and two organs (leaf and root). The measured factors included fresh and dry weight of roots and leaves, number of lateral stem and root, root length, stem length and amount of Vinblastine, Vincristine and Ajmalicine alkaloids. Alkaloids content were determined by High Performance Liquid Chromatography. Results: The results showed that the measured parameters had significant effect on morphological and phytochemical properties at 1% probabality level. The highest stem diameter (0.533 cm), root diameter (0.610 cm) and stem length (45.99 cm) were observed in Purple cultivar. The highest amount of Vinblastine was observed in the leaves of Purple (1.7 mg/100g DW) and the lowest level (0.02 mg/100g DW) was measured in the root of Icy Pink. Also the highest amount of Ajmalicine and Vincristine were measured in leaves of Apricot cultivar (1.89 and 3.61 mg/100gDW respectively). However, there were no Ajmalicine alkaloid in the root of Apricot and Red Bright cultivars as well as the leaves of Lilac cultivar. Conclusion: Different cultivars of Periwinkle have significant differences in the amount of indole terpenoids alkaloids. Although different cultivars of a plant are a subset of the same species, however, the observed differences in different cultivars are controversial. Due to secondary metabolites originate from the primary metabolites of the plant, it is observed that different cultivars of a plant produce different amounts of an alkaloid under the same conditions. This issue can be great importance especially considering the economic value of some alkaloids of this plant. By recommending superior cultivar cultivation in the production of indole terpenoids alkaloids can greatly enhance their production efficiency.