مجله بیوتکنولوژی کشاورزی

مجله بیوتکنولوژی کشاورزی

اثر اسید سالیسیلیک بر رشد و تجمع جینجرول در زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) کشت‌شده در شرایط درون‌شیشه‌ای تحت تنش اسمزی القاشده توسط PEG-6000

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
نهله حمودی حسین 1
هبه احمد جواد 2
1 واحد تحقیقات نخل، دانشکده علوم مهندسی کشاورزی، دانشگاه بغداد، بغداد، عراق.
2 دانشکده کشاورزی، دانشگاه دیالی، دیالی، عراق
10.22103/jab.2026.27344.1939
چکیده
هدف: زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) گیاهی علفی و چندساله از خانواده زنجبیلیان (Zingiberaceae) است. این گیاه از اهمیت اقتصادی زیادی برخوردار بوده و به‌طور گسترده به‌عنوان ادویه و گیاه دارویی کشت می‌شود. هدف از این پژوهش، بررسی اثرات اسید سالیسیلیک (SA) بر رشد و تجمع متابولیت‌های ثانویه در گیاهچه‌های زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) تحت تنش اسمزی القاشده توسط پلی‌اتیلن گلیکول-6000 (PEG-6000) در شرایط درون‌شیشه‌ای و با استفاده از تکنیک کشت بافت بود.
مواد و روش‌ها: برای انجام این آزمایش از طرح فاکتوریل 3 × 4 استفاده شد. اسید سالیسیلیک در سه غلظت 0، 5/0 و 1 میلی‌گرم در لیتر و PEG-6000 در چهار غلظت 0، 2، 5 و 10 درصد وزنی/حجمی (w/v) مورد استفاده قرار گرفت. اثرات تیمارها و برهم‌کنش آن‌ها بر اساس رشد رویشی، رشد ریشه، میزان جینجرول و میزان کلروفیل کل در گیاهچه‌های زنجبیل رشد‌یافته در شرایط درون‌شیشه‌ای ارزیابی شد.
نتایج: چندین ویژگی مربوط به رشد و ریشه‌زایی گیاهچه‌های زنجبیل رشد‌یافته در شرایط درون‌شیشه‌ای، تحت تأثیر PEG-6000 به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. این کاهش در بالاترین غلظت (10 درصد وزنی/حجمی) بیشتر بود. به‌طور کلی، با افزایش غلظت PEG-6000، میانگین تعداد برگ‌ها، ارتفاع گیاهچه، تعداد ریشه‌ها و طول ریشه کاهش یافت. بیشترین میزان جینجرول (05/132 میکروگرم بر گرم) در اثر برهم‌کنش 5 درصد وزنی/حجمی PEG-6000 و 5/0 میلی‌گرم در لیتر اسید سالیسیلیک به دست آمد. در مقابل، تیمار 10 درصد PEG-6000 همراه با 1 میلی‌گرم در لیتر اسید سالیسیلیک کمترین میزان جینجرول (32/37 میکروگرم بر گرم) را ایجاد کرد. اسید سالیسیلیک، PEG-6000 یا برهم‌کنش آن‌ها تأثیر معنی‌داری بر میزان کلروفیل نداشتند.
نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که تنش اسمزی القاشده توسط PEG-6000 اثرات منفی بر چندین ویژگی رشد و ریشه‌زایی گیاهچه‌های زنجبیل رشد‌یافته در شرایط درون‌شیشه‌ای دارد. نتایج همچنین نشان داد که اثرات تنش اسمزی بر برخی ویژگی‌ها را می‌توان تا حدی با استفاده از غلظت 5/0 میلی‌گرم در لیتر اسید سالیسیلیک کاهش داد. همچنین، این تیمار موجب افزایش تجمع جینجرول، به‌ویژه در غلظت 5 درصد PEG-6000 شد. در مجموع، یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهند که پاسخ به اسید سالیسیلیک تحت شرایط این پژوهش، به غلظت اسید سالیسیلیک و گونه گیاهی وابسته است.
کلیدواژه‌ها
اسید سالیسیلیک
تنش اسمزی
جینجرول
کشت بافت
PEG-6000

عنوان مقاله English

Effects of salicylic acid on growth and gingerol accumulation in in vitro-cultured ginger (Zingiber officinale Roscoe) under PEG-6000-induced osmotic stress

نویسندگان English

Nahlah Hamoody Hussein 1
Hiba Ahmed Jawad 2
1 Date Palm Research Unit, College of Agricultural Engineering Sciences, University of Baghdad, Baghdad, Iraq
2 College of Agriculture, University of Diyala, Diyala, Iraq
چکیده English

Objective
Ginger (Zingiber officinale Roscoe) is a perennial herbaceous plant of the ginger family (Zingiberaceae). It is of great economic importance and is widely cultivated as a spice and medicinal plant. The aim of this research was to study the effects of salicylic acid (SA) on the growth and secondary metabolite accumulation of ginger (Zingiber officinale Roscoe) plantlets caused by polyethylene glycol-6000 (PEG-6000)-induced osmotic stress under in vitro conditions using tissue culture technique.
Materials and methods
A 3 × 4 factorial design was used to conduct this experiment. Salicylic acid had three concentrations of 0, 0.5 and 1.0 mg L⁻¹ and four concentrations of PEG-6000 were 0, 2, 5 and 10%, w/v. The effects of treatments and their interactions were evaluated. This was based on vegetative growth, root growth, gingerol content and total chlorophyll content of ginger seedlings grown in vitro.
Results
Several growth and rooting traits of in vitro-grown ginger seedlings were significantly reduced by PEG-6000. This reduction was greater at the highest concentration (10%, w/v). In general, increasing PEG-6000 concentration decreased the mean number of leaves, seedling height, number of roots, and root length. The highest gingerol content (132.05 μg g⁻¹) was obtained when the interaction between 5% (w/v) PEG-6000 and 0.5 mg L⁻¹ salicylic acid occurred. Whereas, the treatment of 10% PEG-6000 together with 1.0 mg L⁻¹ salicylic acid resulted in the lowest gingerol content (37.32 μg g⁻¹). Salicylic acid, PEG-6000, or their interaction did not significantly affect chlorophyll content.
conclusion
The results of this study indicated that osmotic stress induced by PEG-6000 had negative effects on several growth and rooting traits of ginger seedlings grown in vitro. The results showed that the effects of osmotic stress on some traits could be partially reduced by using a concentration of 0.5 mg L⁻¹ salicylic acid. This also increased gingerol accumulation, especially at a concentration of 5% PEG-6000. Overall, the findings of this study indicate that the response to salicylic acid under the conditions of the present study is concentration- and species-dependent.

کلیدواژه‌ها English

gingerol
osmotic stress
PEG-6000
salicylic acid
tissue culture
Ali, B. (2021). Salicylic acid: An efficient elicitor of secondary metabolite production in plants. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 31, Article 101884. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101884
Bag, B. B. (2018). Ginger processing in India (Zingiber officinale): A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(4), 1639–1651. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.704.185
Ghasemzadeh, A., & Jaafar, H. Z. (2011). Effect of CO₂ enrichment on synthesis of some primary and secondary metabolites in ginger (Zingiber officinale Roscoe). International Journal of Molecular Sciences, 12(2), 1101–1114. https://doi.org/10.3390/ijms12021101
Gupta, J., Sharma, B., Sorout, R., Singh, R. G., Ittishree, & Sharma, M. C. (2025). Ginger (Zingiber officinale) in traditional Chinese medicine: A comprehensive review of its anti-inflammatory properties and clinical applications. Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine, 14, Article 100561. https://doi.org/10.1016/j.prmcm.2024.100561
Hajizadeh, H. S., Rezaei, S., Yari, F., & Okatan, V. (2023). In vitro simulation of drought stress in some Iranian Damascus rose landraces. Horticultural Science (Prague), 50(1), 45–60. https://doi.org/10.17221/107/2021-HORTSCI
Hussein, N. H., Jawad, H. A., & Saleh, F. F. (2021). The effect of putrescine and spermidine on somatic embryogenesis and regeneration of date palm (Phoenix dactylifera L.) cv. Barhee. International Journal of Agricultural and Statistical Sciences, 17(2), 827–830. https://connectjournals.com/03899.2021.17.827
Ibrahim, A. T., & Jawad, H. A. (2023). Effect of the interaction of kinetin with indole butyric acid on the multiplication of steva plant (Spanty) in vitro. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1262(4), Article 042043. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1262/4/042043
Khan, A., Ahmad, M., Sultan, A., Khan, R., Raza, J., Ul Abidin, S. Z., Khan, S., Zafar, M., Uddin, M. N., & Kazi, M. (2024). Herbal spices as food and medicine: Microscopic authentication of commercial herbal spices. Plants, 13(8), Article 1067. https://doi.org/10.3390/plants13081067
Kim, Y. T., Shin, J. S., Ye, S. J., Kim, J. H., Eom, S. H., & Baik, M. Y. (2024). Conversion of gingerols to shogaols in ginger (Zingiber officinale Roscoe) by puffing. Food Chemistry, 452, Article 139425. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139425
Kopittke, P. M., Lombi, E., Wang, P., Schjoerring, J. K., & Husted, S. (2019). Nanomaterials as fertilizers for improving plant mineral nutrition and environmental outcomes. Environmental Science: Nano, 6(12), 3513–3524. https://doi.org/10.1039/c9en00971j
Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3), 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Nair, K. P. (2019). Turmeric (Curcuma longa L.) and ginger (Zingiber officinale Rosc.) – World’s invaluable medicinal spices: The agronomy and economy of turmeric and ginger. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-29189-1
Pandey, H. S., Kumar, M., & Pandirwar, A. P. (2026). Mechanization of ginger cultivation in India: Status, scope and future prospects. Discover Agriculture, 4, Article 55. https://doi.org/10.1007/s44279-026-00515-5
Schwertner, H. A., & Rios, D. C. (2007). High-performance liquid chromatographic analysis of 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, and 6-shogaol in ginger-containing dietary supplements, spices, teas, and beverages. Journal of Chromatography B, 856(1–2), 41–47. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2007.05.011
Senthilkumar, M., Amaresan, N., & Sankaranarayanan, A. (2021). Determination of chlorophyll. In Plant-microbe interactions (Springer Protocols Handbooks). Humana. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1080-0_37
Sharma, S., Shukla, M. K., Sharma, K. C., Tirath, Kumar, L., Anal, J. M. H., Upadhyay, S. K., Bhattacharyya, S., & Kumar, D. (2023). Revisiting the therapeutic potential of gingerols against different pharmacological activities. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology, 396(4), 633–647. https://doi.org/10.1007/s00210-022-02372-7
Sharma, P., Jha, A. B., Dubey, R. S., & Pessarakli, M. (2012). Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany, 2012, Article 217037. https://doi.org/10.1155/2012/217037
Xiang, S., Jian, Q., Chen, W., Xu, Q., Li, J., Wang, C., Wang, R., Zhang, D., Lin, J., & Zheng, C. (2024). Pharmacodynamic components and mechanisms of ginger (Zingiber officinale) in the prevention and treatment of colorectal cancer. Journal of Ethnopharmacology, 324, Article 117733. https://doi.org/10.1016/j.jep.2024.117733
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 مرداد 1405