19789

2253 دكتري

دكتري

علوم و مهندسي مرتع

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

سيزده، 114ص. : مصور، جدول، نمودار

1403/07/23

كتابنامه

مرتع و آبخيزداري

مهندسي منابع طبيعي

1403/07/23

23075106

متابوليت هاي ثانويه ارزش اكولوژيك و اقتصادي بسيار بالايي دارند. اندازه‌گيري مقادير اين متابوليت‌ها در گياهان از طريق آناليز آزمايشگاهي زمان‌بر و پرهزينه است. از طرف ديگر در روش آزمايشگاهي نقاط نمونه‌برداري قابل تعميم به سطح گسترده مراتع كه داراي تنوع اقليمي، توپوگرافي و خاك مي‌باشند، نيست. بنابراين، مطالعه حاضر با هدف پتانسيل‌سنجي داده‌هاي فراطيفي PRISMA به‌منظور تخمين مقدار متابوليت‌هاي ثانويه در گونه‌هاي مرتعي غرب استان اصفهان در مقياس چشم‌انداز صورت گرفت. غلظت متابوليت‌هاي ثانويه و امضاهاي طيفي از برگ 42 نمونه گونه‌هاي مرتعي شامل Astragalus verus ، Astragalus adscendens ، Daphne mucronata، Anabasis aphylla و Phlomis olivieri با استفاده از روش¬هاي آزمايشگاهي و طيف‌سنجي در محدوده 350 الي 2500 نانومتر استخراج گرديد. تركيبات اسانس، محتواي كل فنول، فلاونوئيد، آنتوسيانين، كلروفيل، كاروتنوئيد، كلروفيل كل و درصد فعاليت آنتي‌اكسيداني، در گونه‌هاي مرتعي در استان اصفهان بررسي شد. نتايج تجزيه تركيبات اسانس با دستگاه GC/MS منتج به شناسائي بيش‌ترين تعداد تركيب (25 تركيب شناخته شده) در گونه A. adscendens و كم‌ترين تعداد (12 تركيب شناخته شده) در گونه D. mucronata شد. بيش‌ترين تركيبات اسانس در گونه A. adscendens، تركيب Phthalate (88/59 درصد)، در A. verus مربوط به Phytol (02/38 درصد)، در D. mucronata متعلق به تركيب Hexanoic acid (05/32 درصد) و در گونه P. olivieri متعلق به β-cubebene (94/30 درصد) بود. نتايج تجزيه متابوليت‌هاي ثانويه نشان دادكه بيش‌ترين محتواي فنول (mg GAE/gDW 24/18) در گونه D. mucronata، بيش‌ترين محتواي فلاونوييد (mgQ/gDW 85/3) در گونه‌ي A. verus، بيش‌ترين محتواي آنتوسيانين (mg/gDW 23/0) در P. olivieri و بيش‌ترين محتواي كلروفيل كل (mg/gDW 27/0) در گونه‌ي A. adscendens وجود داشت. كاروتنوييد نيز در A. adscendens و D. mucronata بيش‌ترين ميزان (mg/g DW 03/0) بود و با يكديگر تفاوت معني‌داري نداشتند و بيش‌ترين فعاليت آنتي‌اكسيداني (36/71 درصد) در A. verus مشاهده شد. نتايج FTIR حضور گروه‌هاي شيميايي آلكين‌، آلكن‌، الكل‌، استر، فنول، آلدئيد و آلكان در A. adscendens، آلكين، وينيل‌اتر، استر، كربوكسيليك‌اسيد، آلكن، آلدئيد و الكل در A. verus، الكل، فنول و آلكان درD. mucronata، آمين آليفاتيك، تركيبات آروماتيك، آلكان، الكل، آلكن و فنول در A. aphylla و آلكين، الكل، آمين، فنول، كربوكسيليك‌اسيد، آلكن و تركيبات نيترو در P. olivieri را تاييد نمود. باندهاي معرف متابوليت‌هاي ثانويه از طريق ايجاد ارتباط بين غلظت متابوليت‌هاي ثانويه و كليه باندهاي طيفي با روش PLSR شناسايي و به كمك مدل‌هاي BRNN، RF، GAM و GLM نقشه تغييرات مكاني متابوليت‌هاي ثانويه تهيه شد. بيش‌ترين ضريب تبيين در برآورد غلظت فنول با مدل RF (955/0)، غلظت آنتوسيانين با مدل BRNN (595/0)، غلظت فلاونوييد با مدل GLM (759/0) و درصد آنتي‌اكسيداني با مدل GLM (631/0) به‌دست آمد و صحت‌سنجي با اعتبارسنجي متقابل انجام گرفت. يافته هاي تحقيق نشان مي دهند كه داده‌هاي فراطيفي ماهواره‌اي قابليت بالايي در تخمين متابوليت‌هاي ثانويه در مقياس چشم‌انداز دارند و مي‌توانند به‌عنوان مكمل روش‌هاي آزمايشگاهي در مديريت گياهان داوريي مراتع مورد استفاده واقع شوند.

Secondary metabolites have high ecological and economic value. Measuring the amounts of these metabolites in plants through laboratory analysis is time-consuming and expensive. On the other hand, in laboratory method, sampling points cannot be generalized to a wide area of pastures that have climate, topography and soil diversity. Therefore, the present study was carried out with the aim of measuring the potential of PRISMA hyperspectral data in order to estimate the amount of secondary metabolites in species of western Isfahan province at landscape scale. The concentration of secondary metabolites and spectral signatures were extracted from leaves of 42 bases of medicinal plants including A. adscendens, A. verus, D. mucronata, A. aphylla and P. olivieri using laboratory methods and spectroscopy in the range of 350 to 2500 nm. Essential oil compounds, total phenol, flavonoid, anthocyanin, chlorophyll, carotenoid, total chlorophyll and percentage of antioxidant activity were investigated in medicinal species in Isfahan province.The results of the analysis of essential oil compounds with GC/MS led to the identification of the highest number of compounds (25 compounds) in A. adscendens and the lowest number (12 compounds) in D. mucronata. The most abandoned compounds in A. adscendens was Phthalate (59.88%), in A. verus was Phytol (38.02%), in D. mucronata was Hexanoic acid (32.05%) and in P. olivieri belonged to β-cubebene (30.94%). The results of secondary metabolites analysis showed the highest content of total phenol (18.24 mgGAE/gDW) in D. mucronata, the highest content of flavonoid (3.85 mgQ/gDW) in A.verus, the highest amount of anthocyanin (0.23mg/gDW) was found in P. olivieri and the highest total chlorophyll content (0.27 mg/gDW) was in A. adscendens. Carotenoids were the highest in A. adscendens and D. mucronata (0.03 mg/gDW) and were not significantly different, and the highest antioxidant activity (71.36%) was observed in A. verus. FTIR analysis in A. adscendens and A. verus showed alkyne, alkene, alcohol, ester, phenol, aldehyde, vinyl ether, carboxylic acid and in D. mucronata showed alcohol, phenol and alkane. Phenol, was reported in all species as well as A. aphylla (Aliphatic amine, aromatic compounds, alkane, alcohol, alkene and phenol) and P. olivieri (Alkyne, alcohol, amine, phenol, carboxylic acid, alkene and nitro compounds). The representative bands of secondary metabolites were identified by establishing a relationship between the concentration of secondary metabolites and all spectral bands with the PLSR method. Then, the map of spatial changes of secondary metabolites was prepared using BRNN, RF, GAM and GLM models. The highest coefficient of explanation was obtained in the estimation of phenol concentration with RF (0.955), anthocyanin concentration with BRNN (0.595), flavonoid concentration with GLM (0.759) and antioxidant percentage with GLM (0.631). The findings showed that satellite hyperspectral data have a high ability to estimate secondary metabolites at the landscape scale and can be used as a complement to laboratory methods in management of rangeland medicinal plants.

رضا جعفري , پوراندخت گلكار تفت

محسن احمدي , عليرضا علافچيان

حسين بشري , سعيد پورمنافي , عبدالرحمن محمدخاني