THE POTENTIAL VALUE OF PHYTOCHEMICAL AND MICROMORPHOLOGICAL CHARACTERS IN TAXONOMIC TREATMENT OF GENUS VITEX L. (LAMIACEAE)

Document Type : Research Paper

Authors

1 Research Institute of Forests & Rangelands, P. O. Box 13185-116, Tehran, Iran

2 Payam Nour University Tehran, P. O. Box 19395-4697, Tehran, Iran.

Abstract

Vitex L. (Lamiaceae) in Iran was reviewed using morphological and phytochemical characters. Verbena officinalis (Verbenaceae) was also studied for comparison. The pollen grains, were examined using SEM and LM Furthermore, the petiolar anatomy, trichome structure and morphology of different plant parts were studied. The essential oils of aerial plant parts were extracted and identified. Pollen grains among the studied species of Vitex are tricolpate, isopolar, circular in the polar view, while in Verbena officinalis they are tricolporate and triangular. The exine ornamentation provides characteristic features useful for delimitation of the species in our group. The SEM micrographs of fruits, leaves and stems show uni- and tetra-cellular glandular and simple multi-cellular trichomes. The petiolar anatomy of the first to the third lower nodes showed different patterns in the shapes and arrangement of the vascular bundles.
     Form phytochemical point of view α-pinene, sabinene and limonene are the characteristic compounds in Vitex spp. and are present in examined species in high concentrations. In most species monoterpenoids are the major constituents of the oil. There are differences in mono- and sesquiterpenoid compounds of the oils among species. Examining the morphological and micro-morphological characters of leaf, stem, corolla and calyx in combination with the phytochemical characters revealed the occurrence of four species in the flora of Iran including V. agnus-castus, V. negundo, V. trifolia and V. pseudo-negundo. Among these species high morphological, anatomical and phytochemical variations were observed in V. pseudo-negundo. Moreover, the affinity of Vitex within Lamiaceae genera issupported.

Keywords

Article Title [Persian]

ارزش بالقوه صفات فیتوشیمیائی و میکرومورفولوژیکی در بررسی تاکزونومیکی جنس Vitex

Authors [Persian]

  • روح انگیز عباس عظیمی 1
  • زیبا جم زاد جم زاد 1
  • فاطمه سفید کن 1
  • غلامرضا بخشی خانیکی 2
1 موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع
2 دانشگاه پیام نور تهران
Abstract [Persian]

در یک بررسی تاکزونومیکی جنس Vitex از خانواده Lamiaceae با استفاده از صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیائی وگونه (Verbena officinalis (Verbenaceae نیز به منظور مقایسه، مورد بررسی قرار گرفت. دانه های گرده، میوه، ساقه ها و برگهای چهار گونه از Vitexو یک گونه از Verbena با استفاده از میکروسکوپ های نوری و SEM مورد بررسی قرار گرفتند. به علاوه آناتومی دمبرگ، ساختمان پوشش های کرکی و ریخت شناسی اندامهای مختلف گیاه مطالعه گردید. دانه‌های‌گرده در گونه‌های Vitex سه‌شیاری، جور‌قطب و در شمای قطبی دایره‌ای شکل هستند. در حالیکه در
Verbena officinalis سه شیاری، منفذدار و در شمای قطبی مثلثی هستند و به علاوه تزئینات سطح خارجی دانه‌گرده در گونه‌های مختلف متفاوت ومشخص کنندة محدودة گونه‌ها می باشند. در تصاویر میکروسکوپ الکترونی میوه‌، برگ, ساقه و کرکهای یک تا چهار سلولی ساده و غده دار مشاهده گردید. در این جنس کرکها و غده ها صفات تاکزونومیکی مفیدی را فراهم می‌سازند. آناتومی دمبرگ مربوط به بر‌‌گهای گره های اول تا سوم تفاوتهائی را در شکل و آرایش دستجات آوندی نشان می‌دهد. اسانس قسمت های هوائی گیاه استخراج و ترکیبات شیمیائی آن شناسائی‌‌گردید. در ترکیب اسانس گونه های Vitex آلفا-پینن، سابینن و لیمونن ترکیبات شاخص می باشند و در همه گونه‌ها با درصد بالا حضور دارند. در اکثر گونه‌ها منو‌ترپنوئیدها ترکیبات غالب اسانس را تشکیل می‌دهند. از نظر نوع ترکیبات منو- وسزکوئی- ترپنوئیدی در گونه‌های مختلف تفاوتهائی وجود دارد و گونه officinalis‌Verbena  دارای ترکیبات شاخص متفاوتی است. بررسی های انجام شده حضور چهار‌‌گونه V.agnus-castus,  V. negundo،  V. trifolia و V. pseudo-negundo  در ایران را نشان می‌دهد. در میان این گونه‌ها تنوع بالائی در ساختار آناتومیکی و مورفو‌لوژیکی گونه V. pseudo-negundo مشاهده‌گردید. بر این اساس ارتباطات خویشاوندی بین گونه‌ها قابل تفسیر می‌باشد. همچنین تعلق جنس Vitex به خانواده Lamiaceae موردتأیید قرار می‏گیرد.


Keywords [Persian]

  • Vitex
  • Anatomy
  • Lamiaceae
  • pollen
  • Phytochemistry
  • Morphology

References

Abu-Asab, M.S. 1990. Phylogenetic implications of pollen morphology in subfamily Lamioideae (Labiatae) and related taxa. Ph.D.Thesis, Ohio University, Athens, Ohio.
Abu-Asab, M.S. 1993. Systematic implications of pollen morphology in Caryopteris (Labiatae). Syst. Bot., 18 (3): 502-515.
Afzal-Rafii, Z. 1983. Les Pollens Du Genre Salvia et Leur Evolution. Pollen and Spores. 25: 351-366.
Ajiwe, V.I.E. & Okeke, C.A. 1998. Charactrization and Applications of Oils Extracted from Canerium Schweinfurttii, Vitex doniana and Xylopia aethiopica Fruits, Seed.
Bentham, G. & Hooker, J.D. 1965.  Genera Plantarum. Vol. 2.  Wheldon & Wesley, LTD and Verlay  J.Cramer,  Stechert-Hafner  service Agency, Inc., New York
Boissier, M.E.D. 1888. Flora Orientalis. Vol. 4, pp: 535.  Asher, A. and Co.B.V. Amsterdam.
Cantino, P.D. 1982. Affinities of the Lamiales: A Cladistic Analysis. Sys. Bot., 7: pp.237-248.
Cantino, P.D. & Sanders, R.W. 1986. Subfamilial Classification of Labiatae. Systematic Botany., 11(1). pp:163-183.
Cantino, P.D. 1992: Evidence for a polyphyletic origin of the Labiatae, Ann. Miss. Bot. Gard., 79: 361-379.
Cantino, P.D., Harley R.M. & Wagstaff, S.J. 1992(a). Genera of Labiatae: Status and classification. In Harley, R.M. and Reynold, T., eds. Advances in Labiatae Science., 511-522. Royal Botanic Garden Kew.
Cantino, P.D. 1992(b): Toward a phylogenetic classification of the Labiatae. Harley, R.M. & Reynolds, T., eds. Advances in Labiatae science., pp: 27-37. Royal Botanic Gardens Kew.
Chalchat, J.C. & Garry, R.P. 1996. Chemical composition of the leaf oil of Verbena officinalis. J. Essent. Oil. Res., 8: 419-420.
Craveiro, A.A., Alencar, J. W., Matos, F. J. A., Andrade, C.H.S & Machado, M.I.L. 1981. Essential oils from Brazilian Verbenaceae. Genus Lippia. J. Nat. Prod., 44: 598-601.
De Assis Brasil e Silva, G.A., Bauer, L., Saraiva de Siqueira, N, C.,  Moreira Bacha, C. T. & Santana, B.M.S. 1979. O őleo Essencial de ial Lippia citriodora Kunth do Rio Grande do Sul Trib. Farm. (Brazil), 47: 96-98.
Fujita, Y. 1965. Cubic system of classification of the genus Lippia (Verbenaceae) by the constituents of essential oils. Reports. Government Industrial Research Institute (Osaka), 306, 21-25.
Harley, M.M., Paton, A., Harley, R.M. & Cade, P.G. 1992. Pollen morphological studies in tribe Ocimeae (Nepetoideae; Labiatae): I. Ocimum L. Grana., 31: 161-176.
Henderson, D.M., Prentice, H. & Hedge, I.C. 1968. Pollen morphology of Salvia and some related genera. Grana Palynologica 8(1): 70-85.
Hossian, M.M., Paul, N., Sohrab, M.H., Rahman, E.
& Rashid, M.A. 2001. Antibacterial activity
of Vitex trifolia L. Fitoterapia. 72: 695-697. [http://www.com/locate/fitote]
Jamzad, Z., M.M. Harley, M. Ingrouille, M. S. J.  Simmonds & A. Jalili. 2000. Pollen exine and nutlet surface morphology of the annual species of Nepeta L. (Lamiaceae) in Iran. 2000. M. M. Harley, C. M. Morton and S. Blackmore (Editors). Pollen and Spore: Morphology and Biology. pp. 385-397. Royal Botanic Gardens, Kew.
Jafri, S.M.H. &  Ghafoor, A.B. 1974. Flora West Pakistan. 77:1-40.University Karachi.
Mallavarapu, G.R., Srinivasaiyer, R.A.,Kaul, P.N., Bhattacharya, B.R.R. & Ramesh, S. 1994. Composition of the essential oil of the leave of Vitex negundo. Planta Medica., 60: 6, 583-584; 19 ref.
Metcalfe, C.R. and Chalk, L. 1950. Anatomy of the Dicotyledones. 2nd. Vol. II. 1030-1045. Clarendon  press. Oxford.
Metcalfe, C.R. 1963. Comparative Anatomy as a Modern Botanical Discipline. IN: Adv.Bot. Res. (ad. R.D.preston), Academic Press, London, Vol. I. pp. 101-147.
Metcalfe, C.R. & Chalk, L. 1983: Anatomy of the Dicotyledones. 2nd. Vol. II. Clarendon press. Oxford.
Moldenke, H. N. 1941. Phytologia. 2: 29-30.
Moudachirou, M., Ayedoun, M.A., Sossou, P.V., Garneau, F.X., Gagnon, & Jean, F.I. 1998. Chemical composition of leaf oil of  Vitex agnus-castus L. from Benin, J. Essent . oil.  Res., 10, 343-344.
Nasir, E. & Ali, S.I. 1974: (Verbenaceae by Jafri, M.H.). Flora of West Pakistan. No: 77. pp: 23-27. Herbarium, Department of Botany University of Karachi.
Palmar E. & Pitman, N. 1972: Trees of Southern Africa Covering all Known Indigenous Species in the Republic of South Africa, South-West Africa Botswana, Lesothe and Swaziland. Vol. 3. A.A. Balkema Cape Town.
Parsa, A. 1950: Flora Del Iran. Vol. 5. pp: 432. Tehran Mai.
Phongoudome, C. 2000: A systematic study on Vitex Tourn (Verbenaceae) in Sabah and Sarawak., Malaysia, Field of study of : Forest Botany, University Putra Malaysia. pp:  264.
Raj., B. (1983): A contribution to the pollen morphology of the Verbenaceae. Rev. Palaebot. Palynol. 39: 343-422
Rechinger, K.H. 1967: (Verbenaceae in patzak, A.; Rechinger, K.H.), Flora Iranica. No: 47.
Sefidkon, F. 2002: Essential oil of Lantana camarar L. occurring in Iran. Flavour and Fragnce Journal., 17: 78-80.
Singh, Vi., Dayal, R.A. & Bartley, J.P. 1999. Volatile constituents of Vitex negundo leave, Planta Medica., 59: 580-582.
Terblanché, F. C. & Kornelius G. 1996: Essential Oil Constituents of Genus Lippia (Verbenaceae)- A Literature Review. Essent. Oil. Res., 8: 471-485.
Townsend, C.C. 1980. Flora of  Iraq. Vol. 4, part. two. The Ministry of Agriculture and Agrarian Reform of the Republic of  Iraq.
Velasco-Negueruela A. & Perez-Alonso M. J. 1993: Volatile constitutents of  four Lippia species from Cőrdoba (Argentina). J. Essent. Oil. Res., 5: 513-524.
Wagstaff, S.J., Hickerson, L., Spangelr, R., Reeves P.A. & Olmstead, G. 1998. Phylogeny in Labiatae S.L., inferrd from cp DNA Sequences. Plant Systematic and Evolution., pp: 265-274.
Zeng, X., Fang, Z., WU, Y. & Zhang, H. 1996. Chemical constituents of the fruits of Vitex
trifolia L., (In Chinese), Mar; 21 (3): 167-191. [http://www.ncbi.nlm.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi].
 
 

Files

History

  • Receive Date: 26 October 2015
  • Accept Date: 26 October 2015

Share

How to cite

Statistics