بررسی تاثیر دو شاخص تغییر اقلیم (دما و co2) بر روی سطوح تولید برخی متابولیت های ثانویه در گیاهان دارویی

فعالیت های انسانی در خصوص مصرف سوخت های فسیلی سبب افزایش 40 درصدی غلظت co₂ نسبت به آغاز انقلاب صنعتی و به مقدار ppm 394 رسیده است و پیش بینی می شود تا انتهای قرن 21 غلظت co₂ به 550 تا ppm 900 برسد. همگام با تغییرات اقلیمی بروز اثر گلخانه ای به گرمایش زمین کمک کرده به طوری که دما در هر دهه حدود 0.2 درجه سانتی گراد در حال افزایش است. در این پژوهش به بررسی تغییرات متابولیت های ثانویه در گیاهان در پاسخ به شاخصه های اقلیمی به خصوص دما و co₂ پرداخته شده است. در پاسخ به نوسانات اقلیمی دامنه وسیعی از تغییرات در سطح ژن، پروتئین و آنزیم ها رخ داده که منجر به ساخت متابولیت های ثانویه در گیاهان می شود. در زمانی که میزان co₂ اتمسفر در حال افزایش است مقدار نیتروژن برگ حدوداً 18% کاهش می یابد و این سبب تغییر نسبت تعادل کربن: نیتروژن (c:n) شده که منجر به ساخت ترکیبات ثانویه با پایه کربنی (مانند فنیل پروپانوئیدهای محلول و تانن) شده است و در دیگر ساختارهای ترکیبات ثانویه گیاه تغییر و یا حتی کاهش مشاهده نشده است. افزایش دما در اثر تغییر اقلیم سبب افزایش نسبت c:n و c:p شده که این یک مکانیسم تدافعی در شرایط کمی آب و دمای بالا است که منجر به افزایش بافت های اسکوفیلی و لیگنینی و ساخت برخی متابولیت ثانویه (ترکیبات فنولیکی، سکوئید ترپن ها) می شود. با افزایش دما میزان نیتروژن برگ به مقدار 13 درصد در مقایسه شاهد کاهش و منجر به افزایش 38 درصد ترکیبات فنولیک شده است. لذا در شرایط عبور پارامترهای محیطی دخیل در رشد از دامنه مطلوب رشدی خود، معمولاً سبب القای تنش در گیاه می گردد. که کارکرد آن باعث تغییر در فرایندهای فیزیولوژیکی، متابولیت های اولیه (قند و اسید امینه ها) و تغییر سطوح تولید متابولیت های ثانویه در گیاهان را به دنبال دارد.