اخبار و مقالات
فصلنامه تحقيقات بيماريهاي گياهي
تاریخ انتشار : 1395/5/12 ساعت 16:06:44
فصلنامه تحقيقات بيماريهاي گياهي
سال سوم، شماره دوم، زمستان 1393
43-56 صص
فعاليت ضد باكتريايي اسانس گياه زنيان بر باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum و coli Escherichia در محيط كشت آگار مغذي
*2 ، رويا رضائيان دلوئي 1 سيما خسروي پور
93/12/27:پذيرش تاريخ 93/10/13 :دريافت تاريخ
چكيده
با توجه به اثرات سوء سموم كشاورزي بر اكوسيستم هاي زيستي، كنترل عوامل بيماريزاي گياهي با استفاده از
تركيبات ضد ميكروبي طبيعي از جمله اسانس و عصاره هاي گياهان دارويي امري ضروري به نظر مي رسد. اسانس زنيان غني
از تركيبات ضد باكتريايي به ويژه تيمول مي باشد. اين تحقيق با هدف تعيين ميزان حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي
اسانس زنيان روي باكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium به عنوان پاتوژن گياهي و Escherichia
coli به عنوان پاتوژن انساني در محيط كشت مغذي انجام گرفت. در اين مطالعه تركيبات شيميايي اسانس زنيان با استفاده از
دستگاه MS-GC شناسايي گرديد. اسانس زنيان با غلظت هاي 004/0 تا 4 درصد درمحيط كشت مغذي تهيه گرديد. فعاليت
ضد باكتري اسانس در مقايسه با ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين با استفاده از روش انتشار در آگار تعيين گرديد. حداقل
غلظت مهاركنندگي اسانس با استفاده از روش سري دوبرابر رقت لوله اي و حداقل غلظت كشندگي اسانس با استفاده از روش
كشت در محيط آگار مغذي تعيين گرديد. قطر هاله عدم رشد در خصوص باكتري پكتوباكتريوم كاروتوورم از 14/0 ±7/5 تا
95/0 ± 4/27 ميلي مترو در رابطه با باكتري اشريشيا كلي از 55/0 ±4/6 تا 95/0 ±1/33 ميلي متر در غلظت هاي 004/0 تا 4
درصد متغير بود. حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانس زنيان بر عليه باكتري هاي پكتوباكتريوم كاروتوورم به ترتيب
معادل 5/0 %و 1 %و در مورد باكتري اشريشيا كلي به ترتيب معادل 125/0 %و 25/0 %بود. با توجه به نتايج اين مطالعه به نظر
مي رسد كه اسانس زنيان مي تواند جايگزين مناسبي در مقايسه با تركيبات شيميايي در كنترل باكتريهاي بيمارگر گياهي و
انساني باشد.
واژه هاي كليدي: حداقل غلظت مهاركنندگي، حداقل غلظت كشندگي، زنيان، coli Escherichia ،Pectobacterium
.carotovorum subsp. carotovorum
- دانش آموخته كارشناسي ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامي، مشهد، ايران. 1
- استاديار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامي، مشهد، ايران. 2
* royarezaeian@mshdiau.ac.ir :مقاله مسئول نويسنده-
44 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
مقدمه
باكتريهاي بيماريزاي گياهي نقش عمدهاي در كاهش كميت و كيفيت محصولات كشاورزي داشته و كنترل
آنها از اهميت بالايي برخوردار ميباشد. اين عوامل صدمات زيادي به ميوه ها و سبزيجات در طي انتقال و نگهداري
وارد مي كنند. مطالعات انجام شده نشان ميدهد كه كاهش محصولاتكشاورزي ناشي از اين عوامل 30 الي 40
درصد و گاهي اوقات بيشتر مي شود (2001, Claflin .(از گياهان دارويي در طب سنتي به منظور درمان بيماريها
استفاده زيادي مي شود. امروزه از گياهان دارويي و تركيبات آنها به عنوان نگهدارندههاي طبيعي در مواد غذايي و
همچنين در كنترل آفات و عوامل بيماريزاي گياهي استفاده ميشود. در سالهاي اخير مطالعات زيادي راجع به
خواص ضد ميكروبي، آنتي اكسيداني و ضد التهابي اسانسهايگياهي انجام شده است ( ,Kumar and Tripathi
باكتريايي ضد خواص به راجع شده انجام مطالعات). 2007; Dordevic et al., 2007; Patharakorn et al., 2010
اسانسهاي گياهي بر عليه عوامل بيماريزاي انساني از جمله coli Escherichia نسبت به عوامل بيماريزاي گياهي
Pectobacterium carotovorum .(Lo Cantore et al., 2004; Karimi-Osboo et al., 2010) ميباشد گستردهتر
carotovorum. subsp يك باكتري گرم منفي و ميلهاي شكل بوده كه در تعداد زيادي از گونههاي گياهي باعث
ايجاد بيماري و خسارات اقتصادي مي شود (2001., al et Schaad .(از ويژگيهاي مهم اين باكتري توليد تعداد
زيادي از آنزيمهاي خارج سلولي شامل پكتيناز، سلولاز، پروتئاز و پكتين لياز ميباشد كه قادر است ديواره سلولهاي
گياهي را تخريب و باعث پوسيدگي بافتهايگياهي شود (1987, Kotoujansky .(گونههاي مختلف جنس
Pectobacterium عمدتاً باعث ايجاد بيماري پوسيدگي در بافت پارانشيمي گياه ميزبان ميشوند كه علائم اوليه در
گياهان در حال رشد متفاوت است. علائم اين بيماري روي غدههاي سيبزميني به صورت پوسيدگي نرم غده و در
ساقه به صورت ساقسياه بروز ميكند (2001., al et Schaad .(
روشهاي كنترل بيماريهاي باكتريايي گياهي عمدتا شامل تناوب زراعي، ضد عفوني خاك و بكارگيري ارقام
مقاوم به باكتري مي باشد (2004, Burt .(بكارگيري ارقام مقاوم نقش مهمي در مديريت تلفيقي بيماريهاي گياهي
دارد. استفاده از آفتكشهاي شيميايي به عنوان اثر بخش ترين و سريعترين استراتژي براي مديريت بيماريهاي
گياهي به شمار مي رود ولي تركيب شيميايي اثر بخش براي كنترل بيماري ناشي از باكتريهاي مولد پوسيدگي نرم
در دسترس نمي باشد. لذا استفاده از تركيبات ضد ميكروبي طبيعي گياهي در كنترل اين بيماري كاربرد وسيعي پيدا
از گياهي اسانسهاي ميكروبي ضد خواص). Smid and Gorris, 1999; Karami-Osboo et al., 2010) است كرده
ساليان دور به عنوان تركيبات ضد ميكروبي طبيعي در شاخههاي داروشناسي، ميكروب شناسي پزشكي، بيماري-
شناسي گياهي و نگهداري مواد غذايي شناخته شده است. اين تركيبات نسبت به آنتي بيوتيكها باعث ايجاد مقاومت
دارويي در عوامل بيماريزا نميشود. فعاليت ضد باكتريايي اسانسهاي گياهي عمدتا به حضور تركيبات ترپنوئيدي
و فنلي از جمله تيمول، كارواكرول و اوژنول ميباشد (2002, Dufour .(خواص ضد باكتريايي اسانسهاي گياهي و
تركيبات آنها به طور وسيعي بر عليه تعداد زيادي از باكتريهاي گرم منفي و گرم مثبت بررسي شده است. باكتري-
هاي گرم منفي نسبت به باكتريهاي گرم مثبت به خاطر غشاء ليپوپلي ساكاريدي آنها مقاومت بيشتري نسبت به
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 45
اسانسهاي گياهي دارند. در اين باكتريها انتشار مواد آبگريز از ميان اين لايه پوشاننده غشاء محدود ميگردد
گيـاهي اسانس نوع 3000 حالحدود به تا). Burt et al., 2004; Hayouni et al., 2007; Sandri et al., 2007)
شناسايي شده است كه 300 نــوع آنهــا از نظر تجاري داراي اهميت ميباشند و عمدتا به منظور ايجاد عطر و طعم
مورداستفادهقرار ميگيرند (2004, Burt .(در بين روشهاي تهيه اسانسهاي گياهي يكي از بهترين روشها، روش
تقطير است. اين روش براي توليد اسانسهاي گياهي اولين بـار در 2000 سال قبل توسط ايرانيان، مصريان و هنديان
استفادهشده است. از جمله اين اسانسهاي گياهي مي توان زنيان را نام برد. زنيان با نام علمي Trachyspermum
كه به نام copticum Carum هم معروف است 1 ammi گياهي است علفي و يك ساله از خانواده چتريان
(2012, Alizadeh and Sharafzadeh .(اين گياه در ايران، هند، پاكستان و مصر رشد ميكند. در طب بومي ايران
ميوهي اين گياه به عنوان عامل ضدنفخ، ضدتهوع و ادرارآور به كار مي رود. دانههاي رسيدهي اين گياه 2 تا 4 درصد
اسانس دارند. اسانس اين گياه غني از مونوترپنها مثل تيمول است و به صورت گسترده به عنوان عامل ضد باكتري
تجويز مي شود. اين اسانس در تركيب داروها نيز به كار مي رود (2014., al et Rabiei .(بخش دارويي اين گياه را
ميوه تشكيل مي دهد. اسانس ميوه آن كه آجوان
نام دارد زرد رنگ است و بوي عطر تيمول، از آن استشمام مي شود. 2
در تجزيه گياه زنيان ايراني تركيبات تيمول، سايمن
4 ، گاما ترپينن 3
گزارش شده است 6 و سابينن 5 ، بتا پين
.(Sharafzadeh and Alizadeh, 2012)
اين مطالعه با هدف بررسي اثر غلظتهاي مختلف اسانس زنيان در محيط كشت مغذي جهت تعيين حداقل
باكتري carotovorum. subsp carotovorum. P به عنوان عامل بيماريزايگياهي و 8 و كشندگي 7 غلظت مهاركنندگي
و باكتري coli. E به عنوان عامل بيماريزاي انساني به روش سري دوبرابر رقت لوله اي انجام گرفت.
مواد و روشها
تهيه اسانس زنيان و شناسايي تركيبات
اسانسزنيان (.L copticum Carum (استفاده شده در اين مطالعه از شركتكشت و صنعت نادر تهيه گرديد. بـه
منظور شناسايي تركيبات تشكيل دهنده اسانس ازدستگاه گاز كروماتوگرافي متصل به طيفسنج جرمي ( star Varian
cx 3400 (واجد ستون موئينه 5-DB با قطر داخلي 250 ميكرومتر، ضخامت فيلم 25.0 ميكرومتر و طـول سـتون 30
متر استفاده گرديد. از گاز هليوم به عنوان گاز حامل با سرعت 2 ميلي ليتـردردقيقـه اسـتفاده شـد. بعـد از تزريـق 1
ميكروليتر اسانس، كروماتوگرام حاصله و طيفهاي جرمي تركيبات مختلـف آن بررسـي شـد. تركيبـات اسـانس در
مقايسه با انديسهاي بازداري نسبي مربوط به ان-آلكانها با مـوارد موجـود در سـاير تحقيقـات يـا تركيبـات معتبـر
1
-Umbelliferae
2
-Ajowan
3
-Cymene
4
-Gama trepinene
5
-Bete pinene
6
-Sabinene
7
-Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 8
-Minimum Bactericidal Concentration (MBC)
46 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
موجود در آزمايشگاه مربوطه شناساييشدند. شناسايي طيفها برا اساس بانك اطلاعـات جرمـي دسـتگاه MS-GC،
زمان بازداري تركيبات (time Retention ،(محاسـبه انـديسكـواتس (index Kovats (و الگـوي شكسـت آنهـا در
مقايسه با طيفهاي استاندارد انجام گرفت. درصد نسبي هر يك از تركيبات تشكيل دهنده اسانس با توجه بـه سـطح
زير منحني هر يك از پيكهاي كروماتوگرام دستگاه و مقايسه آن بـا سـطح كـل زيـر منحنـي تعيـين گرديـد. آنـاليز
تركيبات تشكيلدهنده اسانس زنيان در جدول 1 آمده است. غلظتهاي اسانس زنيان بكار رفته در اين مطالعه شـامل
Mirza and ) بودند%) v/v) %4 و% 2 ،%1 ،%0/5 ،%0/25 ،%0/125 ،%0/064 ،%0/032 ،%0/016 ،%0/008 ،%0/004
.(Ahmadi, 2000; Adams, 2005
آماده سازي باكتري جهت مايهزني به محيط كشت
در اين مطالعـه از سـويه اسـتاندارد بـاكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium ) PTCC
1675 (و باكتري coli Escherichia) 1330 PTCC (تهيهشده از مركز منطقهاي كلكسيون قـارچهـا و بـاكتريهـاي-
صنعتي ايران، سازمانپژوهشهاي علميوصنعتي ايران استفاده شد. ابتدا براي تهيه كشت مورد نياز، در شرايط استريل
از سويه استاندارد برداشته و بر روي پليت حاوي محيط آگار مغذي كشت داده شد. پليتهاي مـذكور بـه مـدت 24
ساعت در دماي 26 و 37 درجه سلسيوس به ترتيـب بـراي carotovorum. P و coli. E گرمخانـهگـذاري گرديـد.
سپس از پرگنههاي تازه رشد كرده بر روي محيطكشت برداشته و سوسپانسيوني معادل استاندارد نيم مك فارلند تهيه
× 5.1 باكتري وجود داشت. 8 شد. در اين كدورت معادل ml/cfu 10
ارزيابي فعاليت ضد باكتريايي
روش انتشار در آگار
خواص ضد باكتريايي اسانسزنيان بر اساسآزمون زيستسنجي به روشانتشاردرآگار توصيف شده بـه وسـيله
آندريوس (2001, Andrews (انجامگرديد. بدينمنظورسوسپانسيون باكتريايي معـادل اسـتاندارد نـيم مـك فارلنـد در
بـر روي 8 محلول سرم فيزيولوژي استريل تهيهگرديد. سپس1/0 ميليليتر از سوسپانسيون بـاكتري حـاوي ml/cfu 10
محيط آگار مغذي ومحيط مولر هينتون آگار (Merck, Agar Hinton Muller (كشت داده و به وسيله ميلـه شيشـهاي
ال مانند به طور كامل بر روي محيط پخش شد. بعد از خشك شدن سـطح محـيط روي هـر كـدام از ديسـك هـاي
كاغذي استريل به قطر 6 ميلي متر (paper filter Whatman (مقدار 15 ميكروليتر از هركدام از غلظتهاي تهيه شـده
از اسانسزنيان ريخته شد. از ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين (10 ميكروگرم) ساخت شركت پادتن طب بـه عنـوان
كنترل مثبت و ديسك حاوي 15 ميكروليتر آب مقطر استريل به عنوان كنترل منفي استفاده گرديد. ديسكهاي حـاوي
اسانس، كنترل مثبت و منفي در سه تكرار بر روي محيط كشت قرار داده شدند. تمامي پليتها به مـدت 24 سـاعت
در دماي مناسب گرمخانهگذاري شدند. فعاليت ضد باكتريايي برمبناي انـدازه گيـري قطـر هالـه عـدم رشـد اطـراف
ديسكها بر حسب ميلي متر انجام گرفت (2001, Andrews .(
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 47
تعيين حداقل غلظت مهار كنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (
براي تعيينحداقل غلظت مهاركنندگي اسانس از روش سري دو برابر رقت لولهاي (dilution Macrobroth (در
محيط كشت مغذي استفاده شد. براي اين منظور يك سري 11 عددي لوله آزمايش در نظر گرفته شد. در همه لولهها
از غلظت 004/0 درصد تا 4 درصد (v/v (%اسانس با محيط كشت تهيهگرديد. سپس از بـاكتريهـاي مـورد نظـر بـه
به هر كدام از لوله ها تلقيح گرديد. تمامي آزمايشات در 3 تكرار انجام گرفت. بـراي هـر تكـرار، 6 ميزان ml/cfu 10
يك لوله كنترل منفي فاقد باكتري ويك لوله كنترل مثبت و فاقد اسانس تهيه شد. تمامي لوله ها به مـدت 24 سـاعت
در دماي مناسب گرمخانهگذاري شده و پس از طي اين مدت، لولههااز نظركدورت حاصل از فعاليت ورشد بـاكتري
مورد بررسي ماكروسكوپي قرار گرفتند. حداقل غلظت مهاركننـدگي رشـد (concentration inhibitory Minimum (
براي لوله اي در نظر گرفته شد كه حاوي كمترين غلظت اسانس باشد و كدورت قابل ملاحظهايدر آن ايجـاد نشـده
باشد. براي تعيين حداقل غلظت كشندگي (concentration bactericidal Minimum (باكتري از لوله هاييكه در آن-
ها كدورت قابل مشاهد ديده نشد بر روي محيط كشت جامد مولر هينتون آگار كشت داده شـد. تمـامي پليـتهـا بـه
مدت 24 ساعت در دماي متناسب با رشد هريك از باكتريهاي مورد نظر گرمخانهگذاريگرديد. كمترين غلظتي كـه
هيچ رشدي از باكتري در آن مشاهده نشد به عنوان حداقل غلظت كشندگي در نظر گرفته شد. در تمـاميآزمايشـات
شرايطگرمخانهگذاري برايباكتري carotovorum. subsp carotovorum. P دماي 26 درجـه سلسـيوس و بـراي .E
coli دماي 37 درجه سلسيوس به مدت 24ساعت بود.
تجزيه و تحليل آماري
دادههاي بدست آمده با استفاده از نرمافزار 16. ver SPSS مورد تجزيه و تحليلآماري قـرار گرفتنـد. دادههـا بـا
استفاده از آزمون تحليل واريانس يك طرفه (ANOVA (مورد بررسي قرار گرفتند. سطح معني داري معادل 05/0
نتايج و بحث
آناليز اسانس
اسانسهاي گياهي از منابع بالقوه واجد تركيبات ضد باكتريايي ميباشند. مقايسه نتايج گزارش شده در
خصوص اثرات ضد باكتريايي اسانسهاي مختلف بسيار مشكل ميباشد. با توجه به روشهاي مختلف تهيه اسانس-
ها، روشهاي مختلف بررسي خواص ضد باكتريايي و باكتريهاي مورد استفاده، از مدلهاي مختلفي در بررسي
خواص ضد باكتريايي اسانسها استفاده شده است. در برخي از اين روشها از مدلهاي آزمايشگاهي چون محيط
كشت و در برخي ديگر از مدلهاي غذايي براي بررسي اثرات ضد باكتريايي اسانسها استفاده ميشود
(2004., al et Basti-Akhondzadeh .(در مطالعه حاضر از محيط كشت آزمايشگاهي به عنوان بررسي خواص ضد
باكتريايي اسانس زنيان استفاده گرديد.
48 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
ميوه گياه زنيان با نام علمي ammi Trachyspermum كه به نام copticum Carum هم معروف است حاوي
2درصد اسانس بوده كه آجوان (Ajowan (نام دارد كه زرد رنگ بوده و قسمت اعظم آن را تيمول تشكيل مي دهد
.(Zargari, 1990)
در تجزيه گياه زنيان ايراني، تركيبات تيمول، سايمن، بتـا پينن، گاما ترپينن و سابينن گزارش شده است. در
مطالعهي خواجه و همكاران (2004., al et Khajeh (نيز تيمول (49 ،(%گاماترپينن (8/30 (%و پاراسيمن (7/15 (%
بيشترين اجزاء تشكيل دهنده اسانسزنيان بودند. گودرزي و همكاران (2011., al et Goudarzi (در مطالعهاي
بيشترين اجزاء تشكيل دهنده اسانس زنيان را تيمول (7/36 ،(%گاماترپينن (5/36 (%و پاراسيمن (1/21 (%معرفي
كردند.
نتايج حاصل از MS-GC اسانس گياه زنيان در جدول 1 آمده است. از بـين 16 تركيب به دست آمده به ترتيب
تيمـول با 45/54 درصد، پاراسيمن با 15/22 درصد و گاماترپينن با 42/15 درصد بيشترين درصد اجزاء تـشكيل
دهنـده اسانس بودند (جدول 1 .(با توجه به نتايج بدست آمده در اين مطالعه مشخص گرديد كه تيمول تركيب
اصلي تشكيل دهنده اسانس زنيان است كه در مقايسه با ساير مطالعات انجام شده از درصد بالاتري برخوردار است.
اختلافات موجود در كميت و كيفيت تركيبات شناسايي شده در مطالعات مختلف ميتواند ناشي از اختلافات ژنتيكي،
شرايط محيطي و فصلي، زمان برداشت، سن گياه، قسمت مورد استفادهي گياه، روش اسانسگيري و نوع حلال به كار
.(Azizi, 2009; Daferera et al., 2000; Nostro, 2000) باشد رفته
محققان فعاليت ضدباكتريايي اسانسها را به ارتباط بين ساختارهاي شيميايي برخي از اجزاء غالب موجوددر
آنها نسبت داده اند. تركيبات فنولي مانند تيمول، كارواكرول،گاما ترپينن و پاراسيمن موجود در اسانسها داراي
خاصيت ضد باكتريايي شديدي هستند (2002 Friedman; 2004, Burt .(
فعاليت ضد باكتريايي
نتايج بدست آمده از بررسي فعاليت ضدباكتريايي اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي carotovorum. P و coli. E
با استفاده از روش انتشار در آگار در جدول شماره 2 نشان داده شده است. همانطوركهدر جدول شماره 2 مشاهده
مي گردد با افزايش غلظت اسانس خاصيت ضد باكتريايي آن نيز افزايش مي يابد. قطر هاله عدم رشد در رابطه با
27/4 ± %0/95 معادل 4% غلظت در و متر ميلي 5/7 ±0/41 معادل% 0/064 غلظت در P. carotovorum باكتري
ميلي متربود. در رابطه با باكتري coli. E قطر هاله عدم رشد در غلظت 032/0 % معادل 55/0 ±4/6 ميلي متر و در
غلظت %4 معادل 95/0 ±1/33 ميلي متر بود (جدول 2 .(
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 49
جدول 1 -تركيبات شيميايي اسانس گياه زنيان (copticum Carum (
رديف نام تركيب شيميايي درصد (%) شاخصRT
11/15 0/17 α –thujene 1
11/32 0/31 α –Pinene 2
13/29 1/23 β–Pinene 3
14/12 0/55 myrcene 4
15/46 0/51 α –terpinen 5
16/11 22/15 ρ-Cymene 6
16/24 0/31 Limonene 7
16/54 0/45 β_Phellandrene 8
17/85 15/42 γ–Terpinen 9
12 18/84 0/ α – Terpinolen 10
23/85 0/18 terpinol 11
26/75 0/75 carvone 12
15 28/65 1/ trans-anethole 13
45 29/65 54/ thymol 14
29/94 0/45 carvacrol 15
41/85 0/36 apiol 16
- 98/56 كل
نتايج حاصل از اثر غلظتهاي مختلف اسانس برروي باكتري carotovorum. P و قطر هاله عدم رشد نشان داد
كه اختلاف معنيداري بين غلظتهاي مختلف اسانس از 064/0 تا %4 وجود دارد (شكل 1 .(هيچكدام از تيمارهاي
مورد بررسي نتوانستند قطر هاله عدم رشد به اندازه آنتي بيوتيك جنتا مايسين (85/0 ± 3/31 ميلي متر) كه به عنوان
كنترل مثبت استفاده گرديد، ايجاد كنند. قطر هاله عدم رشد در غلظت %4 اندكي كمتر از آنتي بيوتيك جنتامايسين و
معادل 95/0 ± 4/27 ميلي متر بود. نتايج حاصل از فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان نشان داد كه قطر هاله عدم
رشد در رابطه با باكتري اشريشيا كلي در غلظتهاي 032/0 تا %4 اسانس از 55/0 ±4/6 ميلي متر تا 95/0 ± 1/33
ميلي متر متغير مي باشد.
50 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
جدول 2 -اثر ضد باكتريايي غلظت هاي مختلف اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
E.coli و carotovorum
E.coli P. carotovorum subsp. carotovorum (%v/v) اسانس غلظت
ميانگين ± انحراف معيار ميانگين ± انحراف معيار
(منفي كنترل (0 a - a -
0/004 a - a -
0/008 a - a -
0/016 a - a -
0/032 a - b 6/4 ± 0/55
0/064 b 5/7 ± 0/41 c 12/7 ± 0/47
0/125 b 7/5 ± 0/56 c 15/4 ± 0/81
0/25 c 11/9 ± 0/7 cd 17/4 ± 0/66
0/5 c 13/7 ± 0/51 de 20/3 ± 0/75
1 cd 17/3 ± 0/87 f 24/5 ± 0/50
2 e 22/3 ± 0/97 fg 27/6 ± 0/98
4 f 27/4 ± 0/95 h 33/1 ± 0/95
(ميكروگرم 10) جنتامايسين fg 31/3 ± 0/85 efi 22/5 ± 0/80
(- ) عدم فعاليت ضد باكتريايي.
* مقاديري كه با حروف يكسان نشان داده شده اند در سطح 05.0
در شكل 1 قطر هاله عدم رشد باكتريهاي coli. E و carotovorum. P دررابطه با غلظتهاي مختلف اسانس
زنيان با ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين مقايسه شده است. همانطور كه مشاهده مي گردد در مورد اشرشيا كلي اثر
اسانس نسبت به آنتي بيوتيك جنتامايسين قويتر و در مورد carotovorum. P اين اثرات ضعيفتر مي باشد. تجزيه و
تحليل داده هاي بدست آمده در اين مطالعه نشان داد كه بين اغلب تيمارهاي مورد بررسي از بابت قطر هاله عدم
رشد اختلاف معني داري وجود داشت (05/0< p .(
محمودي و همكاران (2010 (در مطالعه اي فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان را بر عليه باكتري عامل شانكر
مورد) Xanthomonas arboricola pv. pruni) برگي لكه و) Pseudomonas syringae pv. syringae) داران هسته
بررسي قراردادند. دراين مطالعه ميانگين قطر هاله بازدارنده رشد در رابطه با باكتري عامل شانكر هسته داران معادل
16/0 ± 22/20 ميلي مترو دررابطه با باكتري عامل لكه برگي معادل 25/0 ± 77/40 ميلي متر بود.
گودرزي و همكاران (2011 (در مطالعهاي اثر اسانس زنيان را بر روي تعدادي از باكتريهاي گرم مثبت و گرم منفي
مورد بررسي قرار دادند. در اين مطالعه آنها قطر هاله عدم رشد را در خصوص باكتري coli. E معادل 21 ميلي متر
گزارش كردند كه با مطالعه حاضر مطابقت دارد. همچنين حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي توسط آنها به
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 51
ترتيب معادل 031/0 و 062/0 گزارش گرديد كه اندكي كمتر از نتايج بدست آمده در اين مطالعه است. آنها نتيجه
گرفتند كه اسانس زنيان به علت داشتن تركيبات مونوترپن مي تواند به عنوان يك تركيب ضد باكتريايي طبيعي مورد
استفاده قرار گيرد.
شكل 1 -فعاليت ضد باكتريايي غلظتهاي مختلف اسانس زنيان برعليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum) بالا) و coli.E) پايين) .
حداقل غلظت مهاركنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان
حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانسزنيان بر عليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum و coli. E در جدول 3 نشان داده شده است. با توجه به نتايج بدست آمده حداقل غلظت مهاركنندگي
52 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
(MIC (اسانس زنيان براي باكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium معادل 5/0 درصد و
براي باكتري coli. E معادل 125/0 درصد بود. در اين غلظتها هيچگونه رشد قابل مشاهده اي براي هيچكدام از
باكتريها وجود نداشت. حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان براي carotovorum. P معادل 1 درصد و
براي coli.E معادل 25/0 درصد بود (جدول 3 .(نتايج بدست آمده نشان داد كه در غلظت معادل MIC قطر هاله
15/4 ± 0/81 معادل E. coli باكتري در و متر ميلي 13/7 ± 0/51 معادل P. carotovorum باكتري در رشد عدم
ميلي متر بود.
جدول 3 -حداقل غلظت مهار كنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي
. E.coli و Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum
MBC (%v/v) MIC (%v/v) باكتري
P. carotovora subsp. Carotovora 1 0/5
E. coli 0/25 0/125
نتايج بدستآمده در اين مطالعه با نتايج بدستآمده توسط ياكوبليس وهمكاران (2005., al et Iacobellis(
مطابقت دارد. آنها در مطالعه اي فعاليت ضد ميكروبي اسانس زنيان را به روش نشت در آگار (diffusion Agar (
بررسي كردند و اثرهاي مهاري نسبتاً بالاي آن را عليه باكتريهاي Erwinia ،Xanthomonas و Agrobacterium
مشاهده كردند. پائول و همكاران (2011., al et Paul (اثر اسانس زنيان (ammi Trachyspermum (را روى باكتري-
هاي مختلف بيماريزاي منتقله از طريق مواد غذايي مورد بررسي قرار دادند. حداقل غلظت ممانعتكننده اسانس
براي باكتريهاي مختلف از 5/12 تا 462/5 ميكروگرم در ميلي ليتر متغير بود. نتايج حاصل از مطالعه ايشان نشان داد
كه حساسيت باكتريهاي گرم مثبت به اسانس زنيان از باكتريهاي گرم منفي بيشتر است.
ربيعي و همكاران (2014., al et Rabiei (در مطالعه اي نشان دادند كه اسانس زنيان قادر است به طور
معنيداري از رشد باكتري ليستريا مونوسيتوژنز جلوگيريكند. محبوبي و كاظم پور ( ,Kazempour and Mahboubi
2011 (در مطالعه اي حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانس زنيان بر عليه باكتري coli. E را 5/0 ميكروگرم
در ميلي ليتر گزارش نمودند. ديواسانكاراح و همكاران (1974., al et Devasankaraiah ،(سينگ و همكاران ( Singh
مطالعات در) Navarro et al., 1996) همكاران و ناوارو)، Rani and Khullar, 2004) وخولار راني)، et al., 2002
جداگانه اي فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان را بررسيكرده و تاثير آن را بروي تعدادي از باكتريهاي مقاوم به
آنتي بيوتيكها مورد بررسي قرار دادند.
عروجعليان و همكاران (2010., al et Oorojalian (در مطالعهاي حداقل غلظت مهاركنندگي اسانسهاي زنيان،
زيره سبز و زيره پارسي را بر روي باكتريهاي مهم مواد غذايي از جمله coli. E در دامنه 03/0 تا 5/0 ميليگرم در
ميليليتر گزارش كردند. در اين مطالعه حداقل غلظت بازدارندگي اسانس زنيان عليه ليستريا مونوسيتوژنز در محيط
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 53
كشت آزمايشگاهي را 02/0 درصد برآورد گرديد. نتايج حاصل ازاين مطالعه نشان داد كه اسانسزنيان نسبت به
اسانسهاي ديگر مورد بررسي داراي خواص ضد باكتريايي قوي تري است.
نتيجه گيري
نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه اسانس زنيان در ممانعت از رشد باكتريهاي مورد بررسي بسيار موثر
بوده و ميتواند از رشد باكتري carotovorum. P عامل پوسيدگي نرم ميوه ها و سبزيها و coli.E به عنوان يكي از
مهمترين عوامل بيماريزاي انساني جلوگيري نمايد. با توجه به اينكه كشور ما داراي شرايط مساعد كشاورزي است
وامكان توليدگياهان دارويي با هزينه نسبتا پايين وجود دارد، امكان استفاده از آنها در مبارزه با عوامل بيمارگر گياهي
در كنار ساير روشهاي كنترل مي تواند از مصرف بي رويه آنتي بيوتيكها و سموم كشاورزي جلوگيري نمايد.
سپاسگزاري
نويسندگان از دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد و مجتمع آموزشي گلبهار به خاطر حمايت مالي از اجراي اين
پروژه تحقيقاتي تشكر وقدرداني مي كنند.
54 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
References
1. Adams RP. 2005. Identification of Essential Oil Components by Gas
Chromatography-Quadropole Mass Spectroscopy. Journal of the American Society for
Mass Spectrometry 16:1902-1903.
2. Akhondzadeh-Basti A, Razavilar V, Misaghi A, Radmehr B, Abbasifar R, Yazdani D
and Akhoundzadeh S. 2004. Effect of Zataria multiflora Boiss. essential oil on
probability of growth initiation of Staphylococcus aureus in a brain heart infusion
broth. Journal of Medicinal plants 3: 53–61.
3. Andrews JM. 2001. Determination of minimum inhibitory concentrations. Journal of
Antimicrobial Chemotherapy 48: 5-16.
4. Azizi M, Davareenejad G, Bos R, Woerdenbag HJ and Kayser O. 2009. Essential oil
content and constituents of Black zira (Bunium persicum [Boiss.] B. Fedtsch.) from
Iran during field cultivation (domestication). Journal of Essential Oil Research 21: 78–
82.
5. Burt S. 2004. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in
food a review. International Journal of Food Microbiology 94: 223–253.
6. Claflin L. 2001. Control of Pseudomonas syringae pathovars. pp. 423–430, In NS
Iacobellis, A Collmer, SW Hutcheson, JW Mansfield, CE Morris, J Murillo, NW
Schaad, DE Stead, G Surico and MS Ullrich, (eds). Pseudomonas syringae and
Related Pathogens. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
7. Conner DE. 1993. Naturally occurring compounds. pp. 441–467 In PM Davidson and
AL Branen (eds). Antimicrobials in Foods, 2nd ed. New York: Marcel Dekker, Inc.
8. Daferera DJ, Ziogas BN and Polissiou MG. 2000. GC-MS analysis of essential oils
from Greek aromatic plants and their fungitoxicity on Penicillum digitatum. Journal of
Agricultural Food Chemistry 48: 2576–2581.
9. Devasankaraiah G, Hanin I, Haranath PS and Ramanamurthy PS. 1974.
Cholinomimetic effects of aqueous extracts from Carum copticum seeds. British
journal of Pharmacology 52: 613–614.
10. Dordevic S, Petrovic S, Dobric S, Milenkovic M, Vucicevic D, Zizic S and Kukic J.
2007. Antimicrobial, anti-inflammatory, anti-ulcer and antioxidant activities of Carlina
acanthifolia root essential oil. Journal of Ethnopharmacology 109: 458–463.
11. Dufour M, Simmonds RS and Bremer PJ. 2003. Development of a method to quantify
in vitro the synergistic activity of natural antimicrobials. International Journal of Food
Microbiology 85: 249–258.
12. Fahy PC and Persley GJ. 1983. Plant Bacterial Disease: A Diagnostic Guide. Sydney,
Australia: Academic Press. 393 p.
13. Friedman M, Henika, PR and Mandrell RE. 2002. Bactericidal activities of plant
essential oils and some of their isolated constituents against Campylobacter jejuni,
Escherichia coli, Listeria monocytogenese and Salmonella enterica. Journal of Food
Protection 65: 1545–1560.
14. Goudarzi GR, Saharkhiz MJ, Sattari M and Zomorodian K. 2011. Antibacterial
activity and chemical composition of ajowan (Carum copticum Benth. & Hook)
essential oil. Journal of Agricultural Science and Technology 13: 203–208.
15. Hayouni El, Abedrabba M, Bouix M and Hamdi M. 2007. The effects of solvents and
extraction method on the phenolic contents and biological activities in vitro of
Tunisian Quercus coccifera L. and Juniperus phoenicea L. fruit extracts. Food
Chemistry 105: 1126–1134.
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 55
16. Hooker WJ 1981. Compendium of Potato Disease. St Paul (MN): American
Phytopathological Association. 125 p.
17. Iacobellis NS, Lo Cantore P, Capasso F and Senatore F. 2005. Antibacterial activity of
Cuminum cyminum L. and Carum carvi L. essential oils. Journal of Agricultural Food
Chemistry 53: 57–61.
18. Karami-Osboo R, Khodaverdi M and Ali-Akbari F. 2010. Antibacterial effect of
effective compounds of Satureja hortensis and Thymus vulgaris essential oils against
Erwinia amylovora, Journal of Agricultural Science Technology 12: 35–45.
19. Khajeh M, Yamini Y, Sefidkon F and Bahramifar N. 2004. Comparison of essential
oil composition of Carum copticum obtained by supercritical carbon dioxide
extraction and hydrodistillation methods. Food Chemistry 86: 587–591.
20. Kotoujansky A. 1987. Molecular genetics of pathogenesis by soft-rot Erwinias.
Annual Review of Phytopathology. 25: 405–430.
21. Lo Cantore P, Iacobellis NS, De Marco A, Capasso F and Senatore F. 2004.
Antibacterial activity of Coriandrum sativum L. and Foeniculum vulgare Miller var.
vulgare (Miller) essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52: 7862–
7866.
22. Mahboubi M and Kazempour N. 2011. Chemical composition and antimicrobial
activity of Satureja hortensis and Trachyspermum copticum essential oil. Iranian
Journal of Microbiology 3: 194–200.
23. Mahmoudi H, Rahnama K and Arabkhani MA. 2010. Antibacterial effect essential oil
and extracts of medicinal plant on the causal agents of bacterial canker leaf spot on the
stone fruit tree. Journal of Medicinal Plants 4: 34–42.
24. Mirza M and Ahmadi L. 2000. Kovats index calculation of essential oils constituents
by DB5 column. Medicinal and Aromatic Plants Research Technical Publication 5:
126–149.
25. Navarro V, Villarreal ML, Rojas G and Lozoya X. 1996. Antimicrobial evaluation of
some plants used Mexican traditional medicine for the treatment of the infectious
diseases. Journal of Ethnopharmacology 53: 143–147.
26. Nostro A, Germano MP, Dangelo V, Marino A and Cannatelli MA. 2000. Extraction
methods and bioautography for evaluation of medicinal plant antimicrobial activity.
Letter of Applied Microbiology 30: 379–384.
27. Oroojalian F, Kasra-Kermanshahi R, Azizi M and Bassami MR. 2010. Phytochemical
composition of the essential oils from three Apiaceae species and their antibacterial
effects on food-borne pathogens. Food Chemistry 120: 765–770.
28. Patharakorn T, Arpornsuwan T, Wetprasit N, Promboon A and Ratanapo S. 2010.
Antibacterial activity and cytotoxicity of the leaf essential oil of Morus rotunbiloba
Koidz. Journal of Medicinal Plant Research 4: 837–843.
29. Paul S, Dubey RC, Maheswari DK and Kang SC. 2011. Trachyspermum ammi (L.)
fruit essential oil influencing on membrane permeability and surface characteristics in
inhibiting food-borne pathogens. Food Control 22: 725–731.
30. Rabiei S, Hosseini H and Rezaei M. 2014. The inhibitory Effect of black zira essential
oil on Listeria monocytogenes growth in simulated broth culture models and fillet of
kutum (Rutilus frisii kutum). Journal Iranian Food Science and Technology Research
10: 71–80.
31. Rani P and Khullar N. 2004. Antimicrobial evaluation of some medicinal plants for
their anti-enteric potential against multi drug resistant Salmonella typhi. Phytotherapy
Research 18: 670–673.
56 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
32. Sandri IG, Zacaria J, Fracaro F, Delamare APL and Echeverrigaray S. 2007.
Antimicrobial activity of the essential oils of Brazilian species of the genus Culina
against food-borne pathogens and spoiling bacteria. Food chemistry 103: 823–828.
33. Schaad NW, Jones JB and Chum W. 2001. Laboratory Guide for Identification of
Plant Pathogenic Bacteria (3rd ed.). American Phytopathological Society, Minnesota,
USA. 373 p.
34. Sharafzadeh S and Alizadeh O. 2012. Some medicinal plants cultivated in Iran.
Journal of Applied Pharmaceutical Science 2: 134–137
35. Singh G, Kapoor IP, Pandey SK, Singh UK and Singh RK. 2002. Studies on essential
oils: Part 10; Antibacterial activity of volatile oils of some spices. Phytotherapy
Research 16: 680–682.
36. Smid EJ and Gorris LGM. 1999. Natural antimicrobials for food preservation. pp.
285–308, In MS Rahman (ed). Handbook of Food Preservation. New York: Marcel
Dekker.
37. Tripathi NN and Kumar N. 2007. Putranjiva roxburghii oil- A potential herbal
preservative for peanuts during storage. Journal of Stored Production Research 43:
435–442.
38. Zargari A. 1990. Medicinal Plants. Tehran: Tehran University Press. 248 p.
Research in Plant Pathology/Vol. 3/No. 2/Winter 2015 4
Antibacterial activity of Carum copticum essential oil against
Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Escherichia coli in
nutrient broth medium
S. Khosravipour1
, R. Rezaeian-Doloei*2
Abstract
Due to the adverse effects of agricultural pesticides on biological ecosystems, biological
control of plant pathogens by using natural antimicrobial compounds such as essential oils
and extracts of medicinal plants could be a necessity. Essential oil of carum copticum, is rich
in antibacterial compounds particularly thymol. The aim of this study was to determine the
minimum inhibitory and bactericidal concentration of Carum copticum essential oil against
Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum as a plant pathogen and E. coli as a human
pathogen in nutrient broth medium. In this study chemical compounds of Carum copticum
essential oil were identified by GC-MS. Carum copticum essential oil at concentrations
including 0.004 to 4 % were prepared in nutrient broth medium. Antibacterial activity of
essential oil in comparison with gentamicin antibiotic was determined by using 6 mm
impregnated filter paper disks in agar diffusion method. The minimum inhibitory
concentration (MIC) of Carum copticum essential oil against tested bacteria was determined
by macrobroth dilution method. The MBC was determined by using cultivation method in
nutrient agar medium. Zone of growth inhibition for Pectobacterium carotovorum varied
from 5.7± 0.14 to 27.4 ± 0.95 mm while for E. coli it ranged from 6.4 ± 0.55 to 33.1 ± 0.95
mm in the order of increasing concentrations from 0.004 to 4%. The MIC and MBC of Carum
copticum essential oil against Pectobacterium carotovorum and E. coli were recorded as 0.5%
and 1% and 0.125% and 0.25%, respectively. Regarding the results of this research, plant
essential oils can be a good alternative to chemical control of human and plant bacterial
pathogens.
Key words: Escherichia coli, Carum copticum, Minimum Inhibitory Concentration,
Minimum Bactericidal Concentration, Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum.
1
- Former MSc Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Mashhad Branch, Islamic Azad
University, Mashhad, Iran. 2
- Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Mashhad Branch, Islamic Azad
University, Mashhad, Iran.
*Corresponding author: royarezaeian@mshdiau.ac.ir
سال سوم، شماره دوم، زمستان 1393
43-56 صص
فعاليت ضد باكتريايي اسانس گياه زنيان بر باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum و coli Escherichia در محيط كشت آگار مغذي
*2 ، رويا رضائيان دلوئي 1 سيما خسروي پور
93/12/27:پذيرش تاريخ 93/10/13 :دريافت تاريخ
چكيده
با توجه به اثرات سوء سموم كشاورزي بر اكوسيستم هاي زيستي، كنترل عوامل بيماريزاي گياهي با استفاده از
تركيبات ضد ميكروبي طبيعي از جمله اسانس و عصاره هاي گياهان دارويي امري ضروري به نظر مي رسد. اسانس زنيان غني
از تركيبات ضد باكتريايي به ويژه تيمول مي باشد. اين تحقيق با هدف تعيين ميزان حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي
اسانس زنيان روي باكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium به عنوان پاتوژن گياهي و Escherichia
coli به عنوان پاتوژن انساني در محيط كشت مغذي انجام گرفت. در اين مطالعه تركيبات شيميايي اسانس زنيان با استفاده از
دستگاه MS-GC شناسايي گرديد. اسانس زنيان با غلظت هاي 004/0 تا 4 درصد درمحيط كشت مغذي تهيه گرديد. فعاليت
ضد باكتري اسانس در مقايسه با ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين با استفاده از روش انتشار در آگار تعيين گرديد. حداقل
غلظت مهاركنندگي اسانس با استفاده از روش سري دوبرابر رقت لوله اي و حداقل غلظت كشندگي اسانس با استفاده از روش
كشت در محيط آگار مغذي تعيين گرديد. قطر هاله عدم رشد در خصوص باكتري پكتوباكتريوم كاروتوورم از 14/0 ±7/5 تا
95/0 ± 4/27 ميلي مترو در رابطه با باكتري اشريشيا كلي از 55/0 ±4/6 تا 95/0 ±1/33 ميلي متر در غلظت هاي 004/0 تا 4
درصد متغير بود. حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانس زنيان بر عليه باكتري هاي پكتوباكتريوم كاروتوورم به ترتيب
معادل 5/0 %و 1 %و در مورد باكتري اشريشيا كلي به ترتيب معادل 125/0 %و 25/0 %بود. با توجه به نتايج اين مطالعه به نظر
مي رسد كه اسانس زنيان مي تواند جايگزين مناسبي در مقايسه با تركيبات شيميايي در كنترل باكتريهاي بيمارگر گياهي و
انساني باشد.
واژه هاي كليدي: حداقل غلظت مهاركنندگي، حداقل غلظت كشندگي، زنيان، coli Escherichia ،Pectobacterium
.carotovorum subsp. carotovorum
- دانش آموخته كارشناسي ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامي، مشهد، ايران. 1
- استاديار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامي، مشهد، ايران. 2
* royarezaeian@mshdiau.ac.ir :مقاله مسئول نويسنده-
44 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
مقدمه
باكتريهاي بيماريزاي گياهي نقش عمدهاي در كاهش كميت و كيفيت محصولات كشاورزي داشته و كنترل
آنها از اهميت بالايي برخوردار ميباشد. اين عوامل صدمات زيادي به ميوه ها و سبزيجات در طي انتقال و نگهداري
وارد مي كنند. مطالعات انجام شده نشان ميدهد كه كاهش محصولاتكشاورزي ناشي از اين عوامل 30 الي 40
درصد و گاهي اوقات بيشتر مي شود (2001, Claflin .(از گياهان دارويي در طب سنتي به منظور درمان بيماريها
استفاده زيادي مي شود. امروزه از گياهان دارويي و تركيبات آنها به عنوان نگهدارندههاي طبيعي در مواد غذايي و
همچنين در كنترل آفات و عوامل بيماريزاي گياهي استفاده ميشود. در سالهاي اخير مطالعات زيادي راجع به
خواص ضد ميكروبي، آنتي اكسيداني و ضد التهابي اسانسهايگياهي انجام شده است ( ,Kumar and Tripathi
باكتريايي ضد خواص به راجع شده انجام مطالعات). 2007; Dordevic et al., 2007; Patharakorn et al., 2010
اسانسهاي گياهي بر عليه عوامل بيماريزاي انساني از جمله coli Escherichia نسبت به عوامل بيماريزاي گياهي
Pectobacterium carotovorum .(Lo Cantore et al., 2004; Karimi-Osboo et al., 2010) ميباشد گستردهتر
carotovorum. subsp يك باكتري گرم منفي و ميلهاي شكل بوده كه در تعداد زيادي از گونههاي گياهي باعث
ايجاد بيماري و خسارات اقتصادي مي شود (2001., al et Schaad .(از ويژگيهاي مهم اين باكتري توليد تعداد
زيادي از آنزيمهاي خارج سلولي شامل پكتيناز، سلولاز، پروتئاز و پكتين لياز ميباشد كه قادر است ديواره سلولهاي
گياهي را تخريب و باعث پوسيدگي بافتهايگياهي شود (1987, Kotoujansky .(گونههاي مختلف جنس
Pectobacterium عمدتاً باعث ايجاد بيماري پوسيدگي در بافت پارانشيمي گياه ميزبان ميشوند كه علائم اوليه در
گياهان در حال رشد متفاوت است. علائم اين بيماري روي غدههاي سيبزميني به صورت پوسيدگي نرم غده و در
ساقه به صورت ساقسياه بروز ميكند (2001., al et Schaad .(
روشهاي كنترل بيماريهاي باكتريايي گياهي عمدتا شامل تناوب زراعي، ضد عفوني خاك و بكارگيري ارقام
مقاوم به باكتري مي باشد (2004, Burt .(بكارگيري ارقام مقاوم نقش مهمي در مديريت تلفيقي بيماريهاي گياهي
دارد. استفاده از آفتكشهاي شيميايي به عنوان اثر بخش ترين و سريعترين استراتژي براي مديريت بيماريهاي
گياهي به شمار مي رود ولي تركيب شيميايي اثر بخش براي كنترل بيماري ناشي از باكتريهاي مولد پوسيدگي نرم
در دسترس نمي باشد. لذا استفاده از تركيبات ضد ميكروبي طبيعي گياهي در كنترل اين بيماري كاربرد وسيعي پيدا
از گياهي اسانسهاي ميكروبي ضد خواص). Smid and Gorris, 1999; Karami-Osboo et al., 2010) است كرده
ساليان دور به عنوان تركيبات ضد ميكروبي طبيعي در شاخههاي داروشناسي، ميكروب شناسي پزشكي، بيماري-
شناسي گياهي و نگهداري مواد غذايي شناخته شده است. اين تركيبات نسبت به آنتي بيوتيكها باعث ايجاد مقاومت
دارويي در عوامل بيماريزا نميشود. فعاليت ضد باكتريايي اسانسهاي گياهي عمدتا به حضور تركيبات ترپنوئيدي
و فنلي از جمله تيمول، كارواكرول و اوژنول ميباشد (2002, Dufour .(خواص ضد باكتريايي اسانسهاي گياهي و
تركيبات آنها به طور وسيعي بر عليه تعداد زيادي از باكتريهاي گرم منفي و گرم مثبت بررسي شده است. باكتري-
هاي گرم منفي نسبت به باكتريهاي گرم مثبت به خاطر غشاء ليپوپلي ساكاريدي آنها مقاومت بيشتري نسبت به
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 45
اسانسهاي گياهي دارند. در اين باكتريها انتشار مواد آبگريز از ميان اين لايه پوشاننده غشاء محدود ميگردد
گيـاهي اسانس نوع 3000 حالحدود به تا). Burt et al., 2004; Hayouni et al., 2007; Sandri et al., 2007)
شناسايي شده است كه 300 نــوع آنهــا از نظر تجاري داراي اهميت ميباشند و عمدتا به منظور ايجاد عطر و طعم
مورداستفادهقرار ميگيرند (2004, Burt .(در بين روشهاي تهيه اسانسهاي گياهي يكي از بهترين روشها، روش
تقطير است. اين روش براي توليد اسانسهاي گياهي اولين بـار در 2000 سال قبل توسط ايرانيان، مصريان و هنديان
استفادهشده است. از جمله اين اسانسهاي گياهي مي توان زنيان را نام برد. زنيان با نام علمي Trachyspermum
كه به نام copticum Carum هم معروف است 1 ammi گياهي است علفي و يك ساله از خانواده چتريان
(2012, Alizadeh and Sharafzadeh .(اين گياه در ايران، هند، پاكستان و مصر رشد ميكند. در طب بومي ايران
ميوهي اين گياه به عنوان عامل ضدنفخ، ضدتهوع و ادرارآور به كار مي رود. دانههاي رسيدهي اين گياه 2 تا 4 درصد
اسانس دارند. اسانس اين گياه غني از مونوترپنها مثل تيمول است و به صورت گسترده به عنوان عامل ضد باكتري
تجويز مي شود. اين اسانس در تركيب داروها نيز به كار مي رود (2014., al et Rabiei .(بخش دارويي اين گياه را
ميوه تشكيل مي دهد. اسانس ميوه آن كه آجوان
نام دارد زرد رنگ است و بوي عطر تيمول، از آن استشمام مي شود. 2
در تجزيه گياه زنيان ايراني تركيبات تيمول، سايمن
4 ، گاما ترپينن 3
گزارش شده است 6 و سابينن 5 ، بتا پين
.(Sharafzadeh and Alizadeh, 2012)
اين مطالعه با هدف بررسي اثر غلظتهاي مختلف اسانس زنيان در محيط كشت مغذي جهت تعيين حداقل
باكتري carotovorum. subsp carotovorum. P به عنوان عامل بيماريزايگياهي و 8 و كشندگي 7 غلظت مهاركنندگي
و باكتري coli. E به عنوان عامل بيماريزاي انساني به روش سري دوبرابر رقت لوله اي انجام گرفت.
مواد و روشها
تهيه اسانس زنيان و شناسايي تركيبات
اسانسزنيان (.L copticum Carum (استفاده شده در اين مطالعه از شركتكشت و صنعت نادر تهيه گرديد. بـه
منظور شناسايي تركيبات تشكيل دهنده اسانس ازدستگاه گاز كروماتوگرافي متصل به طيفسنج جرمي ( star Varian
cx 3400 (واجد ستون موئينه 5-DB با قطر داخلي 250 ميكرومتر، ضخامت فيلم 25.0 ميكرومتر و طـول سـتون 30
متر استفاده گرديد. از گاز هليوم به عنوان گاز حامل با سرعت 2 ميلي ليتـردردقيقـه اسـتفاده شـد. بعـد از تزريـق 1
ميكروليتر اسانس، كروماتوگرام حاصله و طيفهاي جرمي تركيبات مختلـف آن بررسـي شـد. تركيبـات اسـانس در
مقايسه با انديسهاي بازداري نسبي مربوط به ان-آلكانها با مـوارد موجـود در سـاير تحقيقـات يـا تركيبـات معتبـر
1
-Umbelliferae
2
-Ajowan
3
-Cymene
4
-Gama trepinene
5
-Bete pinene
6
-Sabinene
7
-Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 8
-Minimum Bactericidal Concentration (MBC)
46 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
موجود در آزمايشگاه مربوطه شناساييشدند. شناسايي طيفها برا اساس بانك اطلاعـات جرمـي دسـتگاه MS-GC،
زمان بازداري تركيبات (time Retention ،(محاسـبه انـديسكـواتس (index Kovats (و الگـوي شكسـت آنهـا در
مقايسه با طيفهاي استاندارد انجام گرفت. درصد نسبي هر يك از تركيبات تشكيل دهنده اسانس با توجه بـه سـطح
زير منحني هر يك از پيكهاي كروماتوگرام دستگاه و مقايسه آن بـا سـطح كـل زيـر منحنـي تعيـين گرديـد. آنـاليز
تركيبات تشكيلدهنده اسانس زنيان در جدول 1 آمده است. غلظتهاي اسانس زنيان بكار رفته در اين مطالعه شـامل
Mirza and ) بودند%) v/v) %4 و% 2 ،%1 ،%0/5 ،%0/25 ،%0/125 ،%0/064 ،%0/032 ،%0/016 ،%0/008 ،%0/004
.(Ahmadi, 2000; Adams, 2005
آماده سازي باكتري جهت مايهزني به محيط كشت
در اين مطالعـه از سـويه اسـتاندارد بـاكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium ) PTCC
1675 (و باكتري coli Escherichia) 1330 PTCC (تهيهشده از مركز منطقهاي كلكسيون قـارچهـا و بـاكتريهـاي-
صنعتي ايران، سازمانپژوهشهاي علميوصنعتي ايران استفاده شد. ابتدا براي تهيه كشت مورد نياز، در شرايط استريل
از سويه استاندارد برداشته و بر روي پليت حاوي محيط آگار مغذي كشت داده شد. پليتهاي مـذكور بـه مـدت 24
ساعت در دماي 26 و 37 درجه سلسيوس به ترتيـب بـراي carotovorum. P و coli. E گرمخانـهگـذاري گرديـد.
سپس از پرگنههاي تازه رشد كرده بر روي محيطكشت برداشته و سوسپانسيوني معادل استاندارد نيم مك فارلند تهيه
× 5.1 باكتري وجود داشت. 8 شد. در اين كدورت معادل ml/cfu 10
ارزيابي فعاليت ضد باكتريايي
روش انتشار در آگار
خواص ضد باكتريايي اسانسزنيان بر اساسآزمون زيستسنجي به روشانتشاردرآگار توصيف شده بـه وسـيله
آندريوس (2001, Andrews (انجامگرديد. بدينمنظورسوسپانسيون باكتريايي معـادل اسـتاندارد نـيم مـك فارلنـد در
بـر روي 8 محلول سرم فيزيولوژي استريل تهيهگرديد. سپس1/0 ميليليتر از سوسپانسيون بـاكتري حـاوي ml/cfu 10
محيط آگار مغذي ومحيط مولر هينتون آگار (Merck, Agar Hinton Muller (كشت داده و به وسيله ميلـه شيشـهاي
ال مانند به طور كامل بر روي محيط پخش شد. بعد از خشك شدن سـطح محـيط روي هـر كـدام از ديسـك هـاي
كاغذي استريل به قطر 6 ميلي متر (paper filter Whatman (مقدار 15 ميكروليتر از هركدام از غلظتهاي تهيه شـده
از اسانسزنيان ريخته شد. از ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين (10 ميكروگرم) ساخت شركت پادتن طب بـه عنـوان
كنترل مثبت و ديسك حاوي 15 ميكروليتر آب مقطر استريل به عنوان كنترل منفي استفاده گرديد. ديسكهاي حـاوي
اسانس، كنترل مثبت و منفي در سه تكرار بر روي محيط كشت قرار داده شدند. تمامي پليتها به مـدت 24 سـاعت
در دماي مناسب گرمخانهگذاري شدند. فعاليت ضد باكتريايي برمبناي انـدازه گيـري قطـر هالـه عـدم رشـد اطـراف
ديسكها بر حسب ميلي متر انجام گرفت (2001, Andrews .(
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 47
تعيين حداقل غلظت مهار كنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (
براي تعيينحداقل غلظت مهاركنندگي اسانس از روش سري دو برابر رقت لولهاي (dilution Macrobroth (در
محيط كشت مغذي استفاده شد. براي اين منظور يك سري 11 عددي لوله آزمايش در نظر گرفته شد. در همه لولهها
از غلظت 004/0 درصد تا 4 درصد (v/v (%اسانس با محيط كشت تهيهگرديد. سپس از بـاكتريهـاي مـورد نظـر بـه
به هر كدام از لوله ها تلقيح گرديد. تمامي آزمايشات در 3 تكرار انجام گرفت. بـراي هـر تكـرار، 6 ميزان ml/cfu 10
يك لوله كنترل منفي فاقد باكتري ويك لوله كنترل مثبت و فاقد اسانس تهيه شد. تمامي لوله ها به مـدت 24 سـاعت
در دماي مناسب گرمخانهگذاري شده و پس از طي اين مدت، لولههااز نظركدورت حاصل از فعاليت ورشد بـاكتري
مورد بررسي ماكروسكوپي قرار گرفتند. حداقل غلظت مهاركننـدگي رشـد (concentration inhibitory Minimum (
براي لوله اي در نظر گرفته شد كه حاوي كمترين غلظت اسانس باشد و كدورت قابل ملاحظهايدر آن ايجـاد نشـده
باشد. براي تعيين حداقل غلظت كشندگي (concentration bactericidal Minimum (باكتري از لوله هاييكه در آن-
ها كدورت قابل مشاهد ديده نشد بر روي محيط كشت جامد مولر هينتون آگار كشت داده شـد. تمـامي پليـتهـا بـه
مدت 24 ساعت در دماي متناسب با رشد هريك از باكتريهاي مورد نظر گرمخانهگذاريگرديد. كمترين غلظتي كـه
هيچ رشدي از باكتري در آن مشاهده نشد به عنوان حداقل غلظت كشندگي در نظر گرفته شد. در تمـاميآزمايشـات
شرايطگرمخانهگذاري برايباكتري carotovorum. subsp carotovorum. P دماي 26 درجـه سلسـيوس و بـراي .E
coli دماي 37 درجه سلسيوس به مدت 24ساعت بود.
تجزيه و تحليل آماري
دادههاي بدست آمده با استفاده از نرمافزار 16. ver SPSS مورد تجزيه و تحليلآماري قـرار گرفتنـد. دادههـا بـا
استفاده از آزمون تحليل واريانس يك طرفه (ANOVA (مورد بررسي قرار گرفتند. سطح معني داري معادل 05/0
نتايج و بحث
آناليز اسانس
اسانسهاي گياهي از منابع بالقوه واجد تركيبات ضد باكتريايي ميباشند. مقايسه نتايج گزارش شده در
خصوص اثرات ضد باكتريايي اسانسهاي مختلف بسيار مشكل ميباشد. با توجه به روشهاي مختلف تهيه اسانس-
ها، روشهاي مختلف بررسي خواص ضد باكتريايي و باكتريهاي مورد استفاده، از مدلهاي مختلفي در بررسي
خواص ضد باكتريايي اسانسها استفاده شده است. در برخي از اين روشها از مدلهاي آزمايشگاهي چون محيط
كشت و در برخي ديگر از مدلهاي غذايي براي بررسي اثرات ضد باكتريايي اسانسها استفاده ميشود
(2004., al et Basti-Akhondzadeh .(در مطالعه حاضر از محيط كشت آزمايشگاهي به عنوان بررسي خواص ضد
باكتريايي اسانس زنيان استفاده گرديد.
48 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
ميوه گياه زنيان با نام علمي ammi Trachyspermum كه به نام copticum Carum هم معروف است حاوي
2درصد اسانس بوده كه آجوان (Ajowan (نام دارد كه زرد رنگ بوده و قسمت اعظم آن را تيمول تشكيل مي دهد
.(Zargari, 1990)
در تجزيه گياه زنيان ايراني، تركيبات تيمول، سايمن، بتـا پينن، گاما ترپينن و سابينن گزارش شده است. در
مطالعهي خواجه و همكاران (2004., al et Khajeh (نيز تيمول (49 ،(%گاماترپينن (8/30 (%و پاراسيمن (7/15 (%
بيشترين اجزاء تشكيل دهنده اسانسزنيان بودند. گودرزي و همكاران (2011., al et Goudarzi (در مطالعهاي
بيشترين اجزاء تشكيل دهنده اسانس زنيان را تيمول (7/36 ،(%گاماترپينن (5/36 (%و پاراسيمن (1/21 (%معرفي
كردند.
نتايج حاصل از MS-GC اسانس گياه زنيان در جدول 1 آمده است. از بـين 16 تركيب به دست آمده به ترتيب
تيمـول با 45/54 درصد، پاراسيمن با 15/22 درصد و گاماترپينن با 42/15 درصد بيشترين درصد اجزاء تـشكيل
دهنـده اسانس بودند (جدول 1 .(با توجه به نتايج بدست آمده در اين مطالعه مشخص گرديد كه تيمول تركيب
اصلي تشكيل دهنده اسانس زنيان است كه در مقايسه با ساير مطالعات انجام شده از درصد بالاتري برخوردار است.
اختلافات موجود در كميت و كيفيت تركيبات شناسايي شده در مطالعات مختلف ميتواند ناشي از اختلافات ژنتيكي،
شرايط محيطي و فصلي، زمان برداشت، سن گياه، قسمت مورد استفادهي گياه، روش اسانسگيري و نوع حلال به كار
.(Azizi, 2009; Daferera et al., 2000; Nostro, 2000) باشد رفته
محققان فعاليت ضدباكتريايي اسانسها را به ارتباط بين ساختارهاي شيميايي برخي از اجزاء غالب موجوددر
آنها نسبت داده اند. تركيبات فنولي مانند تيمول، كارواكرول،گاما ترپينن و پاراسيمن موجود در اسانسها داراي
خاصيت ضد باكتريايي شديدي هستند (2002 Friedman; 2004, Burt .(
فعاليت ضد باكتريايي
نتايج بدست آمده از بررسي فعاليت ضدباكتريايي اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي carotovorum. P و coli. E
با استفاده از روش انتشار در آگار در جدول شماره 2 نشان داده شده است. همانطوركهدر جدول شماره 2 مشاهده
مي گردد با افزايش غلظت اسانس خاصيت ضد باكتريايي آن نيز افزايش مي يابد. قطر هاله عدم رشد در رابطه با
27/4 ± %0/95 معادل 4% غلظت در و متر ميلي 5/7 ±0/41 معادل% 0/064 غلظت در P. carotovorum باكتري
ميلي متربود. در رابطه با باكتري coli. E قطر هاله عدم رشد در غلظت 032/0 % معادل 55/0 ±4/6 ميلي متر و در
غلظت %4 معادل 95/0 ±1/33 ميلي متر بود (جدول 2 .(
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 49
جدول 1 -تركيبات شيميايي اسانس گياه زنيان (copticum Carum (
رديف نام تركيب شيميايي درصد (%) شاخصRT
11/15 0/17 α –thujene 1
11/32 0/31 α –Pinene 2
13/29 1/23 β–Pinene 3
14/12 0/55 myrcene 4
15/46 0/51 α –terpinen 5
16/11 22/15 ρ-Cymene 6
16/24 0/31 Limonene 7
16/54 0/45 β_Phellandrene 8
17/85 15/42 γ–Terpinen 9
12 18/84 0/ α – Terpinolen 10
23/85 0/18 terpinol 11
26/75 0/75 carvone 12
15 28/65 1/ trans-anethole 13
45 29/65 54/ thymol 14
29/94 0/45 carvacrol 15
41/85 0/36 apiol 16
- 98/56 كل
نتايج حاصل از اثر غلظتهاي مختلف اسانس برروي باكتري carotovorum. P و قطر هاله عدم رشد نشان داد
كه اختلاف معنيداري بين غلظتهاي مختلف اسانس از 064/0 تا %4 وجود دارد (شكل 1 .(هيچكدام از تيمارهاي
مورد بررسي نتوانستند قطر هاله عدم رشد به اندازه آنتي بيوتيك جنتا مايسين (85/0 ± 3/31 ميلي متر) كه به عنوان
كنترل مثبت استفاده گرديد، ايجاد كنند. قطر هاله عدم رشد در غلظت %4 اندكي كمتر از آنتي بيوتيك جنتامايسين و
معادل 95/0 ± 4/27 ميلي متر بود. نتايج حاصل از فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان نشان داد كه قطر هاله عدم
رشد در رابطه با باكتري اشريشيا كلي در غلظتهاي 032/0 تا %4 اسانس از 55/0 ±4/6 ميلي متر تا 95/0 ± 1/33
ميلي متر متغير مي باشد.
50 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
جدول 2 -اثر ضد باكتريايي غلظت هاي مختلف اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
E.coli و carotovorum
E.coli P. carotovorum subsp. carotovorum (%v/v) اسانس غلظت
ميانگين ± انحراف معيار ميانگين ± انحراف معيار
(منفي كنترل (0 a - a -
0/004 a - a -
0/008 a - a -
0/016 a - a -
0/032 a - b 6/4 ± 0/55
0/064 b 5/7 ± 0/41 c 12/7 ± 0/47
0/125 b 7/5 ± 0/56 c 15/4 ± 0/81
0/25 c 11/9 ± 0/7 cd 17/4 ± 0/66
0/5 c 13/7 ± 0/51 de 20/3 ± 0/75
1 cd 17/3 ± 0/87 f 24/5 ± 0/50
2 e 22/3 ± 0/97 fg 27/6 ± 0/98
4 f 27/4 ± 0/95 h 33/1 ± 0/95
(ميكروگرم 10) جنتامايسين fg 31/3 ± 0/85 efi 22/5 ± 0/80
(- ) عدم فعاليت ضد باكتريايي.
* مقاديري كه با حروف يكسان نشان داده شده اند در سطح 05.0
در شكل 1 قطر هاله عدم رشد باكتريهاي coli. E و carotovorum. P دررابطه با غلظتهاي مختلف اسانس
زنيان با ديسك آنتي بيوتيك جنتامايسين مقايسه شده است. همانطور كه مشاهده مي گردد در مورد اشرشيا كلي اثر
اسانس نسبت به آنتي بيوتيك جنتامايسين قويتر و در مورد carotovorum. P اين اثرات ضعيفتر مي باشد. تجزيه و
تحليل داده هاي بدست آمده در اين مطالعه نشان داد كه بين اغلب تيمارهاي مورد بررسي از بابت قطر هاله عدم
رشد اختلاف معني داري وجود داشت (05/0< p .(
محمودي و همكاران (2010 (در مطالعه اي فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان را بر عليه باكتري عامل شانكر
مورد) Xanthomonas arboricola pv. pruni) برگي لكه و) Pseudomonas syringae pv. syringae) داران هسته
بررسي قراردادند. دراين مطالعه ميانگين قطر هاله بازدارنده رشد در رابطه با باكتري عامل شانكر هسته داران معادل
16/0 ± 22/20 ميلي مترو دررابطه با باكتري عامل لكه برگي معادل 25/0 ± 77/40 ميلي متر بود.
گودرزي و همكاران (2011 (در مطالعهاي اثر اسانس زنيان را بر روي تعدادي از باكتريهاي گرم مثبت و گرم منفي
مورد بررسي قرار دادند. در اين مطالعه آنها قطر هاله عدم رشد را در خصوص باكتري coli. E معادل 21 ميلي متر
گزارش كردند كه با مطالعه حاضر مطابقت دارد. همچنين حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي توسط آنها به
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 51
ترتيب معادل 031/0 و 062/0 گزارش گرديد كه اندكي كمتر از نتايج بدست آمده در اين مطالعه است. آنها نتيجه
گرفتند كه اسانس زنيان به علت داشتن تركيبات مونوترپن مي تواند به عنوان يك تركيب ضد باكتريايي طبيعي مورد
استفاده قرار گيرد.
شكل 1 -فعاليت ضد باكتريايي غلظتهاي مختلف اسانس زنيان برعليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum) بالا) و coli.E) پايين) .
حداقل غلظت مهاركنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان
حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانسزنيان بر عليه باكتريهاي .subsp carotovorum Pectobacterium
carotovorum و coli. E در جدول 3 نشان داده شده است. با توجه به نتايج بدست آمده حداقل غلظت مهاركنندگي
52 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
(MIC (اسانس زنيان براي باكتري carotovorum. subsp carotovorum Pectobacterium معادل 5/0 درصد و
براي باكتري coli. E معادل 125/0 درصد بود. در اين غلظتها هيچگونه رشد قابل مشاهده اي براي هيچكدام از
باكتريها وجود نداشت. حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان براي carotovorum. P معادل 1 درصد و
براي coli.E معادل 25/0 درصد بود (جدول 3 .(نتايج بدست آمده نشان داد كه در غلظت معادل MIC قطر هاله
15/4 ± 0/81 معادل E. coli باكتري در و متر ميلي 13/7 ± 0/51 معادل P. carotovorum باكتري در رشد عدم
ميلي متر بود.
جدول 3 -حداقل غلظت مهار كنندگي (MIC (و حداقل غلظت كشندگي (MBC (اسانس زنيان بر عليه باكتريهاي
. E.coli و Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum
MBC (%v/v) MIC (%v/v) باكتري
P. carotovora subsp. Carotovora 1 0/5
E. coli 0/25 0/125
نتايج بدستآمده در اين مطالعه با نتايج بدستآمده توسط ياكوبليس وهمكاران (2005., al et Iacobellis(
مطابقت دارد. آنها در مطالعه اي فعاليت ضد ميكروبي اسانس زنيان را به روش نشت در آگار (diffusion Agar (
بررسي كردند و اثرهاي مهاري نسبتاً بالاي آن را عليه باكتريهاي Erwinia ،Xanthomonas و Agrobacterium
مشاهده كردند. پائول و همكاران (2011., al et Paul (اثر اسانس زنيان (ammi Trachyspermum (را روى باكتري-
هاي مختلف بيماريزاي منتقله از طريق مواد غذايي مورد بررسي قرار دادند. حداقل غلظت ممانعتكننده اسانس
براي باكتريهاي مختلف از 5/12 تا 462/5 ميكروگرم در ميلي ليتر متغير بود. نتايج حاصل از مطالعه ايشان نشان داد
كه حساسيت باكتريهاي گرم مثبت به اسانس زنيان از باكتريهاي گرم منفي بيشتر است.
ربيعي و همكاران (2014., al et Rabiei (در مطالعه اي نشان دادند كه اسانس زنيان قادر است به طور
معنيداري از رشد باكتري ليستريا مونوسيتوژنز جلوگيريكند. محبوبي و كاظم پور ( ,Kazempour and Mahboubi
2011 (در مطالعه اي حداقل غلظت مهاركنندگي و كشندگي اسانس زنيان بر عليه باكتري coli. E را 5/0 ميكروگرم
در ميلي ليتر گزارش نمودند. ديواسانكاراح و همكاران (1974., al et Devasankaraiah ،(سينگ و همكاران ( Singh
مطالعات در) Navarro et al., 1996) همكاران و ناوارو)، Rani and Khullar, 2004) وخولار راني)، et al., 2002
جداگانه اي فعاليت ضد باكتريايي اسانس زنيان را بررسيكرده و تاثير آن را بروي تعدادي از باكتريهاي مقاوم به
آنتي بيوتيكها مورد بررسي قرار دادند.
عروجعليان و همكاران (2010., al et Oorojalian (در مطالعهاي حداقل غلظت مهاركنندگي اسانسهاي زنيان،
زيره سبز و زيره پارسي را بر روي باكتريهاي مهم مواد غذايي از جمله coli. E در دامنه 03/0 تا 5/0 ميليگرم در
ميليليتر گزارش كردند. در اين مطالعه حداقل غلظت بازدارندگي اسانس زنيان عليه ليستريا مونوسيتوژنز در محيط
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 53
كشت آزمايشگاهي را 02/0 درصد برآورد گرديد. نتايج حاصل ازاين مطالعه نشان داد كه اسانسزنيان نسبت به
اسانسهاي ديگر مورد بررسي داراي خواص ضد باكتريايي قوي تري است.
نتيجه گيري
نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه اسانس زنيان در ممانعت از رشد باكتريهاي مورد بررسي بسيار موثر
بوده و ميتواند از رشد باكتري carotovorum. P عامل پوسيدگي نرم ميوه ها و سبزيها و coli.E به عنوان يكي از
مهمترين عوامل بيماريزاي انساني جلوگيري نمايد. با توجه به اينكه كشور ما داراي شرايط مساعد كشاورزي است
وامكان توليدگياهان دارويي با هزينه نسبتا پايين وجود دارد، امكان استفاده از آنها در مبارزه با عوامل بيمارگر گياهي
در كنار ساير روشهاي كنترل مي تواند از مصرف بي رويه آنتي بيوتيكها و سموم كشاورزي جلوگيري نمايد.
سپاسگزاري
نويسندگان از دانشگاه آزاد اسلامي واحد مشهد و مجتمع آموزشي گلبهار به خاطر حمايت مالي از اجراي اين
پروژه تحقيقاتي تشكر وقدرداني مي كنند.
54 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
References
1. Adams RP. 2005. Identification of Essential Oil Components by Gas
Chromatography-Quadropole Mass Spectroscopy. Journal of the American Society for
Mass Spectrometry 16:1902-1903.
2. Akhondzadeh-Basti A, Razavilar V, Misaghi A, Radmehr B, Abbasifar R, Yazdani D
and Akhoundzadeh S. 2004. Effect of Zataria multiflora Boiss. essential oil on
probability of growth initiation of Staphylococcus aureus in a brain heart infusion
broth. Journal of Medicinal plants 3: 53–61.
3. Andrews JM. 2001. Determination of minimum inhibitory concentrations. Journal of
Antimicrobial Chemotherapy 48: 5-16.
4. Azizi M, Davareenejad G, Bos R, Woerdenbag HJ and Kayser O. 2009. Essential oil
content and constituents of Black zira (Bunium persicum [Boiss.] B. Fedtsch.) from
Iran during field cultivation (domestication). Journal of Essential Oil Research 21: 78–
82.
5. Burt S. 2004. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in
food a review. International Journal of Food Microbiology 94: 223–253.
6. Claflin L. 2001. Control of Pseudomonas syringae pathovars. pp. 423–430, In NS
Iacobellis, A Collmer, SW Hutcheson, JW Mansfield, CE Morris, J Murillo, NW
Schaad, DE Stead, G Surico and MS Ullrich, (eds). Pseudomonas syringae and
Related Pathogens. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
7. Conner DE. 1993. Naturally occurring compounds. pp. 441–467 In PM Davidson and
AL Branen (eds). Antimicrobials in Foods, 2nd ed. New York: Marcel Dekker, Inc.
8. Daferera DJ, Ziogas BN and Polissiou MG. 2000. GC-MS analysis of essential oils
from Greek aromatic plants and their fungitoxicity on Penicillum digitatum. Journal of
Agricultural Food Chemistry 48: 2576–2581.
9. Devasankaraiah G, Hanin I, Haranath PS and Ramanamurthy PS. 1974.
Cholinomimetic effects of aqueous extracts from Carum copticum seeds. British
journal of Pharmacology 52: 613–614.
10. Dordevic S, Petrovic S, Dobric S, Milenkovic M, Vucicevic D, Zizic S and Kukic J.
2007. Antimicrobial, anti-inflammatory, anti-ulcer and antioxidant activities of Carlina
acanthifolia root essential oil. Journal of Ethnopharmacology 109: 458–463.
11. Dufour M, Simmonds RS and Bremer PJ. 2003. Development of a method to quantify
in vitro the synergistic activity of natural antimicrobials. International Journal of Food
Microbiology 85: 249–258.
12. Fahy PC and Persley GJ. 1983. Plant Bacterial Disease: A Diagnostic Guide. Sydney,
Australia: Academic Press. 393 p.
13. Friedman M, Henika, PR and Mandrell RE. 2002. Bactericidal activities of plant
essential oils and some of their isolated constituents against Campylobacter jejuni,
Escherichia coli, Listeria monocytogenese and Salmonella enterica. Journal of Food
Protection 65: 1545–1560.
14. Goudarzi GR, Saharkhiz MJ, Sattari M and Zomorodian K. 2011. Antibacterial
activity and chemical composition of ajowan (Carum copticum Benth. & Hook)
essential oil. Journal of Agricultural Science and Technology 13: 203–208.
15. Hayouni El, Abedrabba M, Bouix M and Hamdi M. 2007. The effects of solvents and
extraction method on the phenolic contents and biological activities in vitro of
Tunisian Quercus coccifera L. and Juniperus phoenicea L. fruit extracts. Food
Chemistry 105: 1126–1134.
تحقيقات بيماريهاي گياهي/ سال سوم/ شماره دوم/ زمستان 1393 55
16. Hooker WJ 1981. Compendium of Potato Disease. St Paul (MN): American
Phytopathological Association. 125 p.
17. Iacobellis NS, Lo Cantore P, Capasso F and Senatore F. 2005. Antibacterial activity of
Cuminum cyminum L. and Carum carvi L. essential oils. Journal of Agricultural Food
Chemistry 53: 57–61.
18. Karami-Osboo R, Khodaverdi M and Ali-Akbari F. 2010. Antibacterial effect of
effective compounds of Satureja hortensis and Thymus vulgaris essential oils against
Erwinia amylovora, Journal of Agricultural Science Technology 12: 35–45.
19. Khajeh M, Yamini Y, Sefidkon F and Bahramifar N. 2004. Comparison of essential
oil composition of Carum copticum obtained by supercritical carbon dioxide
extraction and hydrodistillation methods. Food Chemistry 86: 587–591.
20. Kotoujansky A. 1987. Molecular genetics of pathogenesis by soft-rot Erwinias.
Annual Review of Phytopathology. 25: 405–430.
21. Lo Cantore P, Iacobellis NS, De Marco A, Capasso F and Senatore F. 2004.
Antibacterial activity of Coriandrum sativum L. and Foeniculum vulgare Miller var.
vulgare (Miller) essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52: 7862–
7866.
22. Mahboubi M and Kazempour N. 2011. Chemical composition and antimicrobial
activity of Satureja hortensis and Trachyspermum copticum essential oil. Iranian
Journal of Microbiology 3: 194–200.
23. Mahmoudi H, Rahnama K and Arabkhani MA. 2010. Antibacterial effect essential oil
and extracts of medicinal plant on the causal agents of bacterial canker leaf spot on the
stone fruit tree. Journal of Medicinal Plants 4: 34–42.
24. Mirza M and Ahmadi L. 2000. Kovats index calculation of essential oils constituents
by DB5 column. Medicinal and Aromatic Plants Research Technical Publication 5:
126–149.
25. Navarro V, Villarreal ML, Rojas G and Lozoya X. 1996. Antimicrobial evaluation of
some plants used Mexican traditional medicine for the treatment of the infectious
diseases. Journal of Ethnopharmacology 53: 143–147.
26. Nostro A, Germano MP, Dangelo V, Marino A and Cannatelli MA. 2000. Extraction
methods and bioautography for evaluation of medicinal plant antimicrobial activity.
Letter of Applied Microbiology 30: 379–384.
27. Oroojalian F, Kasra-Kermanshahi R, Azizi M and Bassami MR. 2010. Phytochemical
composition of the essential oils from three Apiaceae species and their antibacterial
effects on food-borne pathogens. Food Chemistry 120: 765–770.
28. Patharakorn T, Arpornsuwan T, Wetprasit N, Promboon A and Ratanapo S. 2010.
Antibacterial activity and cytotoxicity of the leaf essential oil of Morus rotunbiloba
Koidz. Journal of Medicinal Plant Research 4: 837–843.
29. Paul S, Dubey RC, Maheswari DK and Kang SC. 2011. Trachyspermum ammi (L.)
fruit essential oil influencing on membrane permeability and surface characteristics in
inhibiting food-borne pathogens. Food Control 22: 725–731.
30. Rabiei S, Hosseini H and Rezaei M. 2014. The inhibitory Effect of black zira essential
oil on Listeria monocytogenes growth in simulated broth culture models and fillet of
kutum (Rutilus frisii kutum). Journal Iranian Food Science and Technology Research
10: 71–80.
31. Rani P and Khullar N. 2004. Antimicrobial evaluation of some medicinal plants for
their anti-enteric potential against multi drug resistant Salmonella typhi. Phytotherapy
Research 18: 670–673.
56 تاثير اسانس گياه زنيان بر Pectobacterium و Escherichia
32. Sandri IG, Zacaria J, Fracaro F, Delamare APL and Echeverrigaray S. 2007.
Antimicrobial activity of the essential oils of Brazilian species of the genus Culina
against food-borne pathogens and spoiling bacteria. Food chemistry 103: 823–828.
33. Schaad NW, Jones JB and Chum W. 2001. Laboratory Guide for Identification of
Plant Pathogenic Bacteria (3rd ed.). American Phytopathological Society, Minnesota,
USA. 373 p.
34. Sharafzadeh S and Alizadeh O. 2012. Some medicinal plants cultivated in Iran.
Journal of Applied Pharmaceutical Science 2: 134–137
35. Singh G, Kapoor IP, Pandey SK, Singh UK and Singh RK. 2002. Studies on essential
oils: Part 10; Antibacterial activity of volatile oils of some spices. Phytotherapy
Research 16: 680–682.
36. Smid EJ and Gorris LGM. 1999. Natural antimicrobials for food preservation. pp.
285–308, In MS Rahman (ed). Handbook of Food Preservation. New York: Marcel
Dekker.
37. Tripathi NN and Kumar N. 2007. Putranjiva roxburghii oil- A potential herbal
preservative for peanuts during storage. Journal of Stored Production Research 43:
435–442.
38. Zargari A. 1990. Medicinal Plants. Tehran: Tehran University Press. 248 p.
Research in Plant Pathology/Vol. 3/No. 2/Winter 2015 4
Antibacterial activity of Carum copticum essential oil against
Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Escherichia coli in
nutrient broth medium
S. Khosravipour1
, R. Rezaeian-Doloei*2
Abstract
Due to the adverse effects of agricultural pesticides on biological ecosystems, biological
control of plant pathogens by using natural antimicrobial compounds such as essential oils
and extracts of medicinal plants could be a necessity. Essential oil of carum copticum, is rich
in antibacterial compounds particularly thymol. The aim of this study was to determine the
minimum inhibitory and bactericidal concentration of Carum copticum essential oil against
Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum as a plant pathogen and E. coli as a human
pathogen in nutrient broth medium. In this study chemical compounds of Carum copticum
essential oil were identified by GC-MS. Carum copticum essential oil at concentrations
including 0.004 to 4 % were prepared in nutrient broth medium. Antibacterial activity of
essential oil in comparison with gentamicin antibiotic was determined by using 6 mm
impregnated filter paper disks in agar diffusion method. The minimum inhibitory
concentration (MIC) of Carum copticum essential oil against tested bacteria was determined
by macrobroth dilution method. The MBC was determined by using cultivation method in
nutrient agar medium. Zone of growth inhibition for Pectobacterium carotovorum varied
from 5.7± 0.14 to 27.4 ± 0.95 mm while for E. coli it ranged from 6.4 ± 0.55 to 33.1 ± 0.95
mm in the order of increasing concentrations from 0.004 to 4%. The MIC and MBC of Carum
copticum essential oil against Pectobacterium carotovorum and E. coli were recorded as 0.5%
and 1% and 0.125% and 0.25%, respectively. Regarding the results of this research, plant
essential oils can be a good alternative to chemical control of human and plant bacterial
pathogens.
Key words: Escherichia coli, Carum copticum, Minimum Inhibitory Concentration,
Minimum Bactericidal Concentration, Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum.
1
- Former MSc Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Mashhad Branch, Islamic Azad
University, Mashhad, Iran. 2
- Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Mashhad Branch, Islamic Azad
University, Mashhad, Iran.
*Corresponding author: royarezaeian@mshdiau.ac.ir