Plant Process and Function

fa بهبود محتوای اسانس و ترکیبات فعال در رزماری (.Rosmarinus officinalis L) از طریق محلول‌پاشی ال- فنیل آلانین و القای تنش خشکی Improving the content of essential oil and active compounds in rosemary (Rosmarinus officinalis L.) through spraying L-phenylalanine and induction of drought stress تنظیم کننده های رشد گیاهی Plant Growth Regulators پژوهشي Research به منظور بررسی اثر ال-فنیل آلانین بر متابولیتهای ثانویه گیاه رزماری در شرایط تنش خشکی، آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در سال 1400 انجام گرفت. آبیاری کامل و 50 درصد آبیاری کامل به عنوان فاکتور اول و غلظتهای مختلف ال-فنیل آلانین (80، 160 و 320 میلیگرم در لیتر) به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شدند. تنش خشکی سبب کاهش کلروفیل a (36 درصد)، کلروفیل b (46 درصد)، وزن خشک اندام هوایی (4/14 درصد)، عملکرد اسانس در بوته (12 درصد) و افزایش کاروتنوئیدها (114 درصد)، فعالیت آنزیم PAL (6/40 درصد)، فنول کل (7/5 درصد)، فلاونوئید کل (6/35 درصد) و قدرت آنتیاکسیدانی عصاره (6/5 درصد) در مقایسه با آبیاری کامل شد. کاربرد غلظتهای 80 تا 320 میلیگرم در لیتر ال-فنیل آلانین سبب افزایش کلروفیل a (31 تا 4/41 درصد)، وزن خشک اندام هوایی (7/17 تا 7/14 درصد)، فعالیت آنزیم PAL (27 تا 7/38 درصد)، فنول کل (4/12 تا 4/13 درصد)، فلاونوئید کل (60 تا 69 درصد)، قدرت آنتیاکسیدانی عصاره (7/10 تا 5/11 درصد)، محتوی اسانس (8/5 تا 6/7 درصد) و عملکرد اسانس (7/22 تا 27 درصد) در مقایسه با شاهد شد. به دلیل عدم اختلاف معنیدار بین غلظتهای مختلف ال-فنیل آلانین، 80 میلیگرم در لیتر به عنوان غلظت بهینه قابل توجه است. ترکیبات اصلی اسانس آلفا-پینن (9/11 درصد)، 8،1-سینئول (6/7 درصد)، کامفور (8/12 درصد)، بورنئول (4/10 درصد) و بورنیل استات (8/12 درصد) بودند. تنش خشکی سبب کاهش میزان آلفا-پینن، 8،1-سینئول و کامفور و افزایش بورنئول و بورنیل استات شد. در محلولپاشی رزماری با ال- فنیل آلانین، بالاترین میزان آلفا-پینن، 8،1-سینئول و کامفور در غلظت 80 میلیگرم در لیتر و بالاترین میزان بورنئول و بورنیل استات در غلظت 320 میلیگرم در لیتر بدست آمد. بنابراین میتوان با اعمال تنش خشکی کنترلشده و همچنین محلولپاشی ال- فنیل آلانین، سبب افزایش میزان متابولیتهای ثانویه عصاره و ترکیبات اسانس شده و با بهبود قدرت آنتیاکسیدانی عصاره رزماری، از فراوردههای آن در صنایع مختلف استفاده کرد. To investigate the effect of L-phenylalanine on the secondary metabolites of rosemary under drought stress conditions, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications at Shahrekord University, 2021. The first factor involved drought stress at 50% of field capacity compared to normal irrigation, while the second factor examined various concentrations of L-phenylalanine (80 mg/L, 160 mg/L, and 320 mg/L). The findings indicated that drought stress led to a reduction in chlorophyll a (36%), chlorophyll b (46%), shoot dry weight (14.4%), and essential oil yield (12%), while simultaneously increasing carotenoid levels (114%), PAL enzyme activity (40.6%), phenolic compounds (5.6%), flavonoid compounds (35.5%), and the antioxidant capacity of the extract (5.6%) when normalized against the irrigated control. The application of concentrations ranging from 80 mg/L to 320 mg/L of L-phenylalanine increased chlorophyll a content (31 to 41.4%), shoot dry weight (17.7 to 14.7%), PAL enzyme activity (27 to 38.7%), phenolic compounds (12.4 to 13.4%), flavonoid compounds (60 to 69%), antioxidant capacity of the extract (10.5 to 11.5%), essential oil content (6 to 7.5%), and essential oil yield (27%) compared to the control. Due to the lack of significant difference between different concentrations of L-phenylalanine, 80 mg/L is significant as the optimal concentration. The primary constituents of the essential oil were identified as alpha-pinene (11.9%), 1,8-cineole (7.6%), camphor (12.8%), borneol (10.4%), and borneol acetate (12.8%). Drought stress decreased the levels of alpha-pinene, 1,8-cineole, and camphor while increasing those of borneol and borneol acetate. Application of L-phenylalanine resulted in the highest concentrations of alpha-pinene, 1,8-cineole, and camphor at 80 mg/L, whereas the maximum levels of borneol and borneol acetate were observed at 320 mg/L. Consequently, the application of controlled drought stress combined with L-phenylalanine spraying can effectively enhance the secondary metabolites in rosemary extracts and essential oil compounds, thereby improving the antioxidant properties of rosemary extract for potential applications across various industries. آنتی‌اکسیدان, رزماری, آبیاری, فنول, فنیل آلانین آمونیالیاز Antioxidant, Rosemary, Irrigation, Phenol, Phenylalanine ammonia lyase 265 286 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1833-2&slc_lang=fa&sid=1 Marzie Soltani Alikooyi مرضیه سلطانی آلکویی marziesoltani94@gmail.com No Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه علوم زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران Ali Abbasi Surki علی عباسی سورکی aliabbasis.1359@gmai.com Yes Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه علوم زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران Sina Fallah سینا فلاح falah1357@yahoo.com No Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه علوم زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران Mehdi Ghasemi Nafchi مهدی قاسمی نافچی mehdighasemin@gmail.com No Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran گروه علوم زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران