Evaluation of morphological variation of Zataria multiflora populations from different parts of Iran

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc Student, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran

2 Assistant Prof., Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran

3 Assistant Prof., Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Arak University, Arak, Iran

Abstract

Zataria multiflora is the only known species of the genus Zataria, which usually grows on dry and mountainous areas in the southwest, south and southeast of the Iranian plateau. Excessive harvesting, unfavorable climatic conditions and uncontrolled grazing have endangered its survival in native habitats. Therefore, identifying habitats and investigating morphological diversity are necessary to protect their populations. Between 2018 and 2019, the growth areas of this species were identified in different provinces of Iran and 15 populations in five provinces were selected to evaluate morphological diversity. Twenty-one morphological traits were analyzed by different methods. The number of inflorescences per plant, dry weight, the number of flowers per inflorescences, and fresh weight (coefficient of variation of 93.76, 73.08, 71.01, and 64.25%, respectively) were the main morphological traits with the highest variation among populations. Phenotypic correlation analysis showed a significant correlation among leaf dimensions, biomass parameters and reproductive traits. Cluster analysis, divided the 15 populations into two independent clusters. Thirteen populations with rather low amounts of morphological traits were grouped in the first cluster. In addition, two populations including Khonj and Juyom populations were placed in the second cluster that was characterized by higher values of important morphological traits in breeding programs of medicinal plants. Finally, in the present study it was observed that, high morphological variations in Z. multiflora populations from different parts of Iran that may be attributed to their different ecological, geographical origin and genetic factors.
 

Keywords


Article Title [فارسی]

ارزیابی تنوع ریخت‌شناسی جمعیت‌های آویشن شیرازی از مناطق مختلف ایران

Authors [فارسی]

  • سولماز معماری 1
  • علیرضا یاوری 2
  • مهدی بیکدلو 3
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران
2 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران
3 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران
Abstract [فارسی]

آویشن شیرازی (Zataria multiflora Boiss.) تنها گونه شناخته شده از جنس Zataria در تیره نعناییان است که عموما در مناطق خشک و کوهستانی جنوب‌غربی، جنوب و جنوب‌شرقی فلات ایران می‌روید. برداشت بی‌رویه، شرایط نامساعد آب و هوایی و چرای بی‌رویه، بقای آن را در زیستگاه‌های بومی به خطر انداخته است. از این رو، شناسایی رویشگاه‌ها و بررسی تنوع ریخت‌شناسی برای حفاظت از جمعیت آن‌ها ضروری است. بین سال‌های 1396 تا 1397، مناطق رشد این گونه در استان‌های مختلف ایران شناسایی شد و 15 جمعیت در پنج استان کشور برای ارزیابی تنوع ریخت‌شناسی انتخاب شدند. بیست و یک صفت ریخت‌شناختی با روش‌های مختلف آماری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. صفاتی نظیر تعداد گل‌آذین در بوته، وزن خشک، تعداد گل در گل‌آذین و وزن تر (به ترتیب 76/93، 08/73، 01/71 و 25/64 درصد) بیشترین ضریب تغییرات صفات را در بین جمعیت‌ها دارا بودند. تجزیه همبستگی صفات فنوتیپی، همبستگی معنی‌داری را بین ابعاد برگ، پارامترهای زیست توده و صفات زایشی نشان داد. تجزیه خوشه‌ای 15 جمعیت را به دو خوشه مستقل می‌توان تقسیم کرد. سیزده جمعیت با مقادیر نسبتا کم صفات ریخت‌شناسی در خوشه اول گروه‌بندی شدند. همچنین، دو جمعیت شامل جمعیت خنج و جویم در خوشه دوم قرار گرفتند که صفات ریخت‌شناختی ارزشمندی را برای استفاده در برنامه‌های اصلاحی گیاهان دارویی دارا بودند. در نهایت، در بررسی حاضر، تغییرات ریخت‌شناختی بالایی در جمعیت‌های آویشن شیرازی جمع‌آوری شده از مناطق مختلف ایران مشاهده گردید که ممکن است به عوامل مختلف بوم‌شناختی، جغرافیایی و عوامل ژنتیکی آن‌ها نسبت داده شود.
 
 

Keywords [فارسی]

  • برنامه‌های اصلاحی
  • تجزیه خوشه‌ای
  • زیستگاه‌های بومی
  • گیاهان دارویی
  • نعناییان
  • همبستگی صفات
Fathi, R., Mohebodini, M., Chamani, E. & Sabaghnia, N. 2021. Morphological and phytochemical variability of Satureja hortensis L. accessions: An effective opportunity for industrial production. Industrial Crops and Products 162: 113232, doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.113232.
Hadian, J., Ebrahimi, S. N. & Salehi, P. 2010. Variability of morphological and phytochemical characteristics among Satureja hortensis L. accessions of Iran. Industrial Crops and Products 32(1): 62–69.
Hadian, J., Hossein Mirjalili, M., Reza Kanani, M., Salehnia, A. & Ganjipoor, P. 2011. Phytochemical and morphological characterization of Satureja khuzistanica Jamzad populations from Iran. Chemistry & Biodiversity 8(5): 902–915.
Hashemi, S. & Khadivi, A. 2020. Morphological and pomological characteristics of white mulberry (Morus alba L.) accessions. Scientia Horticulturae 259: 108827, doi:10.1016/j.scienta.2019.108827.
Heydari, A., Hadian, J., Esmaeili, H., Kanani, M.R., Mirjalili, M.H. & Sarkhosh, A. 2019. Introduction of Thymus daenensis into cultivation: Analysis of agro-morphological, phytochemical and genetic diversity of cultivated clones. Industrial Crops and Products 131: 14–24.
Iranian Herbal Pharmacopoeia Committee. 2002. Iranian Herbal Pharmacopoeia. Ministry of Health and Medical Education of Iran. Tehran, Iran. 795 pp.
Jamzad, Z. 2012. Flora of Iran: Lamiaceae. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran, Iran. 1074 pp.
Karimi, A., Krähmer, A., Herwig, N., Schulz, H., Hadian, J. & Meiners, T. 2020. Variation of secondary metabolite profile of Zataria multiflora Boiss. populations linked to geographic, climatic, and edaphic factors. Frontiers in Plant Science
11: 969.
Khadivi-Khub, A., Salehi-Arjmand, H. & Hadian, J. 2014. Morphological and phytochemical variation of Satureja bachtiarica populations from Iran. Industrial Crops and Products 54: 257–265.
Khadivi-Khub, A., Zamani, Z. & Fatahi, M.R. 2012. Multivariate analysis of Prunus subgen. Cerasus germplasm in Iran using morphological variables. Genetic Resources and Crop Evolution 59(5): 909–926.
Khazdair, M.R., Ghorani, V. Alavinezhad, A. & Boskabady, M.H. 2018. Pharmacological effects of Zataria multiflora Boiss. and its constituents focus on their anti‐inflammatory, antioxidant, and immunomodulatory effects. Fundamental & Clinical Pharmacology 32(1): 26–50.
Lamine, M., Zemni, H., Ziadi, S., Chabaane, A., Melki, I., Mejri, S. & Zoghlami, N. 2014. Multivariate analysis and clustering reveal high morphological diversity in Tunisian autochthonous grapes (Vitis vinifera): insights into characterization, conservation and commercialization. Oeno One 48(2): 111–122.
Meamari, S., Yavari, A., Bikdeloo, M. & Hashemi, T.S. 2021. Genetic diversity among economically important Zataria multiflora accessions through ISSR markers: the main step for breeding and exploitation programs. Journal of Applied Biotechnology Reports 8(4): 375–384.
Mojaddar Langroodi, A., Tajik, H. & Mehdizadeh, T. 2019. Antibacterial and antioxidant characteristics of Zataria multiflora Boiss. essential oil and hydroalcoholic extract of Rhus coriaria L. Journal of Food Quality and Hazards Control 6(1): 16–24.
Mokhtarikhah, G., Ebadi, M.T. & Ayyari, M. 2022. Agro-morphological and phytochemical studies of spearmint landraces (Mentha spicata L.) in Iran. Industrial Crops and Products 176: 114367, doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114367.
Najafpour Navaei, M. & Alahverdi, B. 2019. Micro- morphological study of several populations of Zataria multiflora Boiss. Journal of Medicinal Plants and By-product 8(2): 181–188.
Pouyanfar, E., Hadian, J., Akbarzade, M., Hatami, M., Kanani, M.R. & Ghorbanpour, M. 2018. Analysis of phytochemical and morphological variability in different wild-and agro-ecotypic populations of Melissa officinalis L. growing in northern habitats of Iran. Industrial Crops and Products 112: 262–273.
Rhazi, L., Méléard, B., Daaloul, O., Grignon, G., Branlard, G. & Aussenac, T. 2021. Genetic and environmental variation in starch content, starch granule distribution and starch polymer molecular characteristics of French bread wheat. Foods 10(2): 205.
Sajed, H., Sahebkar, A. & Iranshahi, M. 2013. Zataria multiflora Boiss. (Shirazi thyme)- an ancient condiment with modern pharmaceutical uses. Journal of Ethnopharmacology 145(3): 686–698.
Soorni, A., Nazeri, V., Fatahi, R. & Khadivi-Khub, A. 2014. Multivariate analysis of motherwort germplasm in Iran using morphological variables and essential oil content. Plant Systematics and Evolution 300(5): 925–935.
Yavari, A., Nazeri, V., Sefidkon, F. & Hassani, M.E. 2010. Influence of some environmental factors on the essential oil variability of Thymus migricus. Natural Product Communications 5(6): 943–948.
Volume 22, Issue 2 - Serial Number 62
December 2021
Pages 286-296
  • Receive Date: 16 November 2021
  • Revise Date: 26 December 2021
  • Accept Date: 17 January 2022
  • First Publish Date: 17 January 2022