مطالعه تنوع ژنتیکی درون و بین گونه‌های مریم‌گلی (.Salvia sp) با استفاده از نشانگر مولکولی SRAP و کل ترکیبات فنولی

STUDENT

DEGREE

YEAR

Sage ( Salvia sp .) is the most important and largest genus of Lamiaceae family. This genus consists of annual and perennial plants. The genus is herbaceous, woody, sub shrubby and often very fragrant. Medicinal properties, aromatic and antioxidant of Salvia species are well known. In recent years, plant extracts have been appeared on the market as antioxidants for food industry usage. The antioxidant activity of some natural compounds is comparable and sometimes higher than the synthetic antioxidants. Many biological effects of phenolic compounds such as antioxidant activity, anti-tumor and anti-virus in this genus are characterized. High similarity among species in this genus leads to difficult systematic identification. Despite the economic importance of this medicinal plant, limited molecular studies have been done to evaluate genetic diversity among and within Salvia species. In this study, SRAP (sequence ralated amplified polymorphism) markers, targeting ORFs as functional regions in genome, were used to detect the genetic diversity of five Salvia species ( S. virgata , S. nemorosa , S. officinalis , S. cereal and S. sclarea ). Fourteen primer combinations ampilified 265 fragments on 54 genotypes, in which 255 (96%) were polymorphic. Average PIC value was 0.308 over all primer combinations. The genetic distance among specie ranged from 0.1263 ( betwee S. virgata and S. nemorosa ) to 0.5684 (between S. nemorosa and S. sclarea ) . Cluster analysis based on Jaccard’s similarity coefficient and UPGMA algorithm (with cophenetic correlation coefficient of 0.9204) partly separated different species. The results showed high genetic differentiation (Fst = 0.3368) and negligible gene flow (Nm = 0.7505) among species. High genetic variation among and within Salvia species introduce it as a rich source of germplasm for use in breeding programs. In this research, after methanolic extraction of seven species ( S. virgata , S. nemorosa , S. officinalis , S. cereal , S. sclarea , S. reuterana and S. persica ), total phenolic contents was determined by means of spectrophotometry using Folin – Ciocalteu reagent and a wide variation has been observed among species (33.83-114.00 mg Tannic acid / g dry plant). Three in vitro model systems were applied to assess antioxidant activity of sage species, including ?, ? - diphenyl -?– picryl hydrazyl(DPPH), oxidation of beta-carotene/ linoleic acid assay and Ferric-reducing power. In DPPH assays and Ferric-reducing power three species ( S. virgata , S. officinalis , S. sclarea ) had the highest antioxidant activity . This activity was also higher than the synthetic ones. In beta-carotene/ linoleic acid model, S. persica and S. virgata specie had the highest antioxidant activity followed by S. officinalis . Keywords : Sage, Genetic diversity, SRAP marker, Total phenolic content, Antioxidant activity

مریم گلی( Salvia sp .) مهم ترین و یکی از بزرگ ترین جنس های خانواده نعناعیان است. این جنس شامل گیاهان یکساله و چندساله است. گیاهان این جنس پایا، به صورت بوته های علفی، چوبی یا درختچه مانند و غالباً نیز بسیار معطر هستند. خصوصیات دارویی ، آروماتیک و آنتی اکسیدانی بعضی از گونه های مریم گلی به خوبی شناخته شده است. در سال های اخیر، عصاره های گیاهی به عنوان آنتی اکسیدان ها برای استفاده در صنایع غذایی عرضه شدند. ظرفیت آنتی اکسیدانی بعضی از این ترکیبات قابل مقایسه و یا در بعضی موارد بیش از آنتی اکسیدان های مصنوعی است. مشخص شده است که ترکیبات فنولی مریم گلی دارای اثرات بیولوژیک متعددی از جمله فعالیت آنتی اکسیدانی، ضدتومور و ضد ویروس هستند. شباهت بسیار زیاد گونه های این جنس موجب دشواری شناسایی گونه ها متعلق به این جنس شده است. علیرغم اهمیت اقتصادی و دارویی این گیاه مطالعات مولکولی محدودی به منظور بررسی تنوع ژنتیکی و شناسایی گونه های مریم گلی صورت گرفته است. در این تحقیق برای تشخیص تنوع ژنتیکی بین و درون گونه ای پنج گونه مریم گلی ( S. virgata ، S. nemorosa ، S. officinalis ، S. cereal و S. sclarea ) از نشانگر SRAP(sequence-related amplified polymorphism) که نواحی بیان شونده ژنوم را مورد هدف قرار می دهد، استفاده شد. چهارده ترکیب آغازگری مورد استفاده بر روی 54 ژنوتیپ مریم گلی 265 نوار تکثیر کردند که از این میان 255 نوار (96%) چند شکل بود. میانگین محتوی اطلاعات چند شکل برای کل ترکیبات آغازگری 308/0 محاسبه شد. فاصله ژنتیکی بین گونه ها از 1263/0 مربوط به دو گونه S . virgata و S. nemorosa تا 5684/0 مربوط به دو گونه S. nemorosa و S. sclarea متغیر بود. تجزیه خوشه ای با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و الگوریتم UPGMA با ضریب همبستگی کوفنتیک 92074/0 انجام شد که تاحدودی بیانگر تفکیک گونه های مختلف بود. نتایج حاصل بیان کننده تنوع ژنتیکی نسبتاً بالا(3368/0= Fst) و جریان ژنی ناچیز (7505/0=Nm) در بین گونه ها است. مشاهده درصد تنوع زیاد بین جمعیت ها نشان دهنده وجود منبع ژرم پلاسمی غنی جهت استفاده در برنامه های اصلاحی است. به منظور بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی در این تحقیق پس از استخراج عصاره متانولی برگ های هفت گونه مریم گلی ( S. virgata ، S. nemorosa ، S. officinalis ، S. cereal ، S. sclarea ، S. reuterana و S. persica ) ، اندازه گیری کل ترکیبات فنولی توسط اسپکتوفتومتری با روش فولین- سیوکالتو انجام شد و تنوع گسترده ای (83/33-00/114 میلی گرم اسید تانیک بر گرم ماده خشک گیاه) بین گونه ها مشاهده شد. به منظور ارزیابی خاصیت آنتی اکسیدانی این هفت گونه از سه مدل سیستم خارج از محیط زنده ( in vitro ) شامل سنجش پاکسازی رادیکال آزاد آلفا وآلفا- دی فنیل- بتا-پیکریل هیدرازیلDPPH))، سنجش میزان اکسیداسیون بتا کاروتن همراه با لینولئیک اسید و سنجش قدرت احیاکنندگی استفاده گردید. در دو مدل سیستم سنجش پاکسازی رادیکال آزاد DPPH و سنجش قدرت احیا کنندگی سه گونه S. virgata و S . officinalis و S. sclarea به ترتیب دارای بیشترین فعالیت بودند که این میزان فعالیت، حتی از فعالیت آنتی اکسیدان سنتزی نیز شدیدتر بود. در مورد مدل سیستم بی رنگ شدن بتاکاروتن S. persica در کنار S. virgata دارای بیشترین فعالیت بودند و S. officinali s در مرتبه دوم قرار داشت. واژه های کلیدی : مریم گلی، تنوع ژنتیکی، نشانگر SRAP، کل محتوی فنولی، فعالیت آنتی اکسیدانی