DETERMINATION OF CHEMOTAXONOMIC INDICES OF ARTEMISIA SIEBERI BESSER BASED ON ENVIRONMENTAL PARAMETERS IN IRAN

Document Type : Research Paper

Authors

1 Assistant Professor/Natural Resources and Environmental Engineering Department, Payame Noor University, 19395-4697 Tehran, I. R. of Iran

2 Associate Professor/Research Institute of Forests and Rangelands, P. O. Box 13185-116 Tehran

3 Membership of scientific board/Research Institute of Forests and Rangelands, P. O. Box 13185-116 Tehran

4 Professor/ Research Institute of Forests and Rangelands, P. O. Box 13185-116 Tehran

5 Professor/Research Institute of Forests and Rangelands, P. O. Box 13185-116 Tehran

Abstract

Artemisia sieberi Besser is the most common species in Iran. In this research, yield and chemical composition of the essential oil of A. sieberi are studied from 34 populations in Semi-arid, Arid and Hyper-arid climate conditions. Also, plant seeds were collected from nature and planted in homogeneity condition of farm. The essential oils of harvested plants (including natural and farms plants) were isolated. The components of oils were identified by GC and GC-MS. T-student test showed significant difference between average of oil yields in both natural and farm plants. Correlation between yields of essential oil in natural habitats with ecological factors showed that days of precipitation, nitrogen, carbon and phosphor of soil were the most effective parameters in quantity of yields. Among chemical components, camphene, 1, 8-cineole, trans-thujone, camphor, borneol didn’t have significant difference between natural and farm plants. The results showed that chemical components of essential oil in A. sieberi can be valuable for recognizing of the species as chemotaxonomic indices. Also PCA analysis revealed that camphor, cis-thujone and trans-thujone are principal chemical components for separating of A. sieberi climatic groups.

Keywords

Article Title [Persian]

تعیین شاخص‌های کموتاکسونومیک بر پایه پارامترهای محیطی درمنه دشتی در ایران

Authors [Persian]

  • مینا ربیعی 1
  • یونس عصری 2
  • بهنام حمزه حمزه 3
  • عادل جلیلی 4
  • فاطمه سفیدکن 5
1 استادیار/ گروه منابع طبیعی و مهندسی محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران
2 دانشیار/بخش تحقیقات گیاهشناسی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
3 عضو هیئت علمی/ بخش تحقیقات گیاهشناسی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور.
4 استاد پژوهش/بخش تحقیقات گیاهشناسی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور.
5 استاد پژوهش/بخش تحقیقات گیاهان داروئی مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور.
Abstract [Persian]

Artemisia sieberi Besser رایج‌ترین گونه در ایران می‌باشد. در این تحقیق بازده و ترکیب‌های شیمیایی اسانس 34 جمعیت A. sieberi در سه ناحیه اقلیمی نیمه خشک، خشک و فراخشک مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین بذور جمع‌آوری شده از این جمعیت‌ها در شرایط یکنواخت مزرعه مورد کشت قرار گرفت. اسانس گیاهان طبیعی و مزرعه‌ای استخراج گردید و ترکیب‌های اسانس توسط دستگاه‌های GC و GC-MS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. آزمون T-student بین متوسط بازده اسانس در مزرعه و طبیعت تفاوت معنی‌داری را نشان داد. همبستگی بین عوامل محیطی و بازده اسانس بررسی شد که از میان کلیه عوامل مورد بررسی، تعداد روزهای بارندگی، نیتروژن، کربن و فسفر خاک مؤثرترین پارامترها در کمیت اسانس بودند. ترکیب‌های شیمیایی اصلی اسانس مانند camphene، 1, 8-cineole، trans-thujone، camphor و borneol تفاوت معنی‌داری بین مزرعه و طبیعت نشان ندادند. نتایج نشان داد که ترکیب‌های شیمیایی اسانس در Artemisia sieberi می‌توانند به عنوان شاخص‌های کموتاکسونومیک مورد استفاده قرار گیرند. همچنین آنالیز PCA براساس ترکیب‌های شیمیایی در سه گروه اقلیمی مشخص نمود که ترکیب‌های camphor، cis-thujone و trans-thujone ترکیب‌های اصلی تفکیک‌کننده این گروه‌های اقلیمی می‌باشند.

Keywords [Persian]

  • Artemisia sieberi
  • Chemotaxonomy
  • Environmental parameters
  • essential oil
  • PCA
  • T-student
  • Iran

References

Adams, R. P. 1989: Identification of essential oils by Ion trap Mass Spectroscopy. -Academic Press, San Diego, CA.
Aggarwal, K. K., Tripathi, A. K., Prajapati, V. & Kumar, S. 2001: Toxicity of 1,8-cineole towards three species of stored product coleopterans. -Insect Sci. Appl. 21: 155-160.
Alvarez – Castellanos, P. P. & Pascual – Villalobos, M. J. 2003: Effect of fertilizer on yield and composition of flower head essential oil of Chrysanthemum coronarium(Asteraceae) cultivated in Spain. -Ind. Crop Prod. 17: 77-81.
Cedarleaf, J. D., Welch, B. L. & Brotherson, J. D. 1983: Seasonal variation of monoterpenoids in big sagebrush (Artemisia tridentate). -J. Range Manag. 36: 492-494.
Cornu, A., Carnat, A. P., Martin, B., Coulon, J. P., Lamaison, J. L. & Berdague J. L. 2001: Solid-phase micro-extraction of volatile components from natural grassland plants. -J. Agric. Food Chem. 49: 203-209.
Davies, N.W. 1990: Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicone and carbowax 20m phases. -J. Chromatogr. 503: 1-24.
Goren, N., Demirci, B. & Baser K. H. C. 2001: Composition of the essential oils of Tanacetum spp. from Turkey. -Flav. Frag. J. 16: 191-194.
Heywood, V. H., Harborne, J. B. and Turner, B. L. 1977: An overture to the Compositae. In: Heywood, V. H., Harborne, J. B. and Turner, B. L., (eds.), the biology and chemistry of the Compositae. -Academic Press, London, vol. I: 1-19.
Jaime A. Teixeira da Silva. 2004: Mining the essential oils of Anthemideae. -African Journal of Biotecnology vol. 3 (12): 706-720.
Keskitalo, M., Pehu, E. & Simson, J. E. 2001: Variation in volatile compounds from Tansy (Tanacetum vulgareL.) related to genetic and morphological differences of genotypes. -Biochem. System. Ecol. 29: 267-285.
Maffei, M., Mucciarelli, M. & Scannerini, S. 1994: Essential oils from Achillea species of different geographic origin. -Biochem. System. Ecol. 22: 679-687.
Mishra, D. K., Naik, S. N., Srivastava, V. K. & Prasad, R. 1999: Effect of drying Matricaria chamomillaflowers on chemical composition of essential oil. -J. Med. Arom. Plant Sci. 21: 1020-1025.
Mozaffarian 2008: Anthemidae and Echinopeae in Assadi et al. Flora of Iran, no 59. –Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran.
Mucciarelli, M. & Maffei, M. 2002: Introduction to the genus Artemisia. In: Wright C. W. (ed.), Artemisia. -Taylor and Francis, pp.1-50.
Nori-Shargh, D., Norouzi-Arasi, H., Mirza, M., Jaimand, K. & Mohammadi S. 1999: Chemical composition of the essential oil of Tanacetum polycephalum subsp. heterophyllum. -Flav. Frag. J. 14: 105-106.
Ravid, V., Putievsky, E. & Ikan, R. 1992: Determination of the enatiomeric composition of terpinen-4-ol in essential oils using a permethylated b-cyclodextrin coated chiral capillary column. -Flav. Frag. J. 7: 49-52.
Scalia, S., Giuffreda, L. & Pallado, P. 1999: Analytical and preparative supercritical fluid extraction of chamomile flowers and its comparison with conventional methods. -J. Pharm. Biomed. Anal. 21: 549-558.
Sefidkon, F., Jalili, A. & Mirhaji, T. 2002: Essential oil composition of three Artemisia spp. from Iran. -Flavour and Fragrance Journal 17: 150-152.
Shibamoto, T. 1987: Retention indices in essential oil analysis, In: Sndra, P. and Bicchi, C. (eds.), Capillary gas chromatography in essential oil analysis. -Huethig Verlag, New York, pp. 259-274.
Tateo, F. & Riva, G. 1991: Influence of the drying process on the quality of essential oils in Artemisia absinthium. -Mitt. Geb. Leven. Hyg. 82: 607-614.
Tutin, T. G. & Presson K. 1976: Artemisia L. in Tutin, T. G., Burges, N. A., Moore, D. M., Valentine, D. H., Walters, S. M., Webb, D. A. & Heywood, V. H. (eds.), Flora Europaea, vol 4: 178-186. -Cambridge University Press, Cambridge.
Weyerstahl, P., Schneider, S. & Marschall, H. 1993: The essential oil of Artemisiasieberi Bess. -Flav. Frag. J. 8: 139-145.
 
 

Files

History

  • Receive Date: 10 October 2011
  • Revise Date: 28 December 2011
  • Accept Date: 21 February 2012

Share

How to cite

Statistics