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May 11, 2023

スパティオ

Rapporti scientifici Volume 13,

Scientific Reports volume 13、記事番号: 7665 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究は 2 つの目的を達成するために実施されました。 最初の目的は、種子生産の 2 つの季節学的段階 (種子生産の開始と終了) で Gundelia tournefortii L. の種子抽出物を単離することでした。 2 つ目は、イランの中央ザグロス地域にある主要な生息地における G. tournefortii L. 種子の脂肪酸化合物を同定することでした。 その中で、生殖成長段階、すなわち地形、土壌および気候に関するいくつかの主要な環境要因が研究された。 ソックスレー装置を用いて抽出を行い、GC-FID分析により脂肪酸化合物を同定した。 その結果、種子生産の 2 つの季節学的段階において、6.06 および 7.21 g の値を持つサイト No. 5 で生産された抽出物の量が最も多かった一方、サイト No. 7 および 8 では 2.86 および 3.84 g で最も少ない抽出物が得られました。 主要な環境変数と種子生産の季節学的段階で生産される抽出物の量の間には強い相関関係がありました。 このことは、脂肪酸化合物とその特性の一部に関しても確認されました。 全体として、二次代謝産物の合成プロセスに対する環境要因の影響は否定できません。

19 世紀末、さまざまな科学、特に化学の進歩とその広範な分野および医薬品のおかげで、医療利用のための純粋な化学物質の抽出が初めて導入され、奇跡的に患者の治療につながりました 1。 その後、ここ数十年で薬用植物の消費傾向が大幅に高まり、21世紀は薬用植物の研究と消費の時代と言える2。

薬用植物の二次代謝産物は遺伝的プロセスの独自の制御に従って処理されますが、前述の化合物の生産は環境要因の影響を受けます。 二次代謝産物は、不利な要因や環境ストレスに対する植物の適応を調節するために生成され、バランスを維持して植物の生命活動を継続するための化学的防御のために抽出されると考えられています3。

植物や動物に由来する脂肪およびあらゆる種類の脂肪は、栄養源の最も重要な成分です4。 脂肪酸は、(1) 飽和、(2) 不飽和単結合、および (3) 不飽和多結合で構成されます。 脂肪酸は、鎖の長さ、二重結合の数、または鎖内の不飽和度に基づいて分類されます5。 これらのうち、オメガ-3、オメガ-6、オメガ-9 脂肪酸組成は、前述の化合物の 2 つの主要なクラス、すなわち多価不飽和脂肪酸 (PUFA) と一価不飽和脂肪酸 (MUFA) に属します6。 人体の生物学的プロセスにはこれらの必須脂肪酸 (EFA) が必要です。 オメガ 3 脂肪酸は、心臓、脳、代謝活動に有益です。 オメガ 6 脂肪酸は人体にとって重要なエネルギー源であり、オメガ 9 脂肪酸は代謝の健康を促進するために人体によって生成されるため、その存在量は低くなければなりません7。

ほとんどの生化学者や生態学者は、二次代謝産物や天然生理活性化合物の量と質に関連したさまざまな生態学的要因の同定と分析の分野で研究を拡大してきました8。 生態学的要因は、二次代謝産物の生化学合成経路に関連する独自の酵素に影響を与え、寄与の安定性を低下させる可能性があります9。 これに関連して、二次代謝産物と天然生理活性化合物の量と質に関する最も重要な生態学的要因は、気候、地球、地理学に分類されます。 これらの各要因は異なる構成要素から構成されており、対象サイトの生態学的研究において異なる環境勾配を生み出します10。 植物種間および植物内種の多様性、品種間の多様性、異なる遺伝子型、作物改良や品種改良の方法や技術の採用などの遺伝的および遺伝的要因は、二次代謝産物の生産率に大きく寄与します11。 生態学的研究における遺伝的要因と環境的要因の統合は、二次代謝産物と天然生理活性化合物の量と質の包括的な分析を達成する上で好ましい結果をもたらす可能性があります12。

イランは特殊な地理的地域に位置しているため、世界的な地位にある植物の多様性という点で、植物地理において独特の位置を占め、さまざまな気候や異常気象の出現にさらされています。 イランは、最も重要な原産地固有の植物 10 種類のうちの 1 つです。 さらに、イランには、食用、薬用、産業用の植物など、異なる生態学的特徴を持つ多様な植物を栽培する分野があり、数千年の歴史が記録されています13。

キク科は、約 900 属、13,000 種以上ある顕花植物の最大の科です。 キク科グンデリア属はイランに 1 種のみ存在し、Gundelia tournefortii L14 と名付けられています。 グンデリア属は、葉が互生し、とげに変化する鋸歯状の側面による羽状分裂を持つ、多年生の活発な多肉植物です。 上部の葉は、雌雄同株の管状の花を持つ頭頂部の茎を取り囲んで覆い、球形のコレクションの形で互いに隣り合って配置されています。 それぞれの頭蓋骨には、多数の列がつながった小葉からなる襟が付いた主要な苞があり、とげのある端を持つ逆円錐形のボウルを形成します。 容器は、つながった鱗状のストローで覆われ、細胞、空洞、および襟苞による部屋を形成し、その中に花が置かれます。 花は緑、黄色、白、ピンク、紫などがあります。 国会議事堂は最終的に木質になり、裂けなくなります14。 この植物は山岳地帯、熱帯、または温帯地域に生育します。 地球規模でこの植物が最も多く分布しているのは、地中海周辺諸国、アフリカ諸国、中東、アフガニスタン、トルクメニスタン、およびコーカサス以遠で報告されています14。 イラン薬局方に登録されている配合生薬を製造するために G. tournefortii L. の二次代謝産物を摂取したという証拠はないことが強調されます。 また、G. tournefortii L. の二次代謝物から得られる一般使用向けの医薬品または合成生薬に関して、イラン保健・医療・医学教育省からライセンスが発行されていないことも強調されています。

この研究の目的は、ソックスレー装置を通じて G. tournefortii L. 種子の脂肪酸プロファイルとその特徴を特定し、GC/FID によって評価することです。 この評価と分析により、主要な 11 地域にある G. トゥルネフォルッティ L. の主要な生息地における PCA およびクラスター分析を通じて、生成される抽出物の量に関する最も重要な生態学的変数 (気候、土壌、地理学) のいくつかを理解できるようになります。イラン中部ザグロス地方の生息地。 G. tournefortii L. 種子の同定された脂肪酸化合物とその特徴は、前述の技術を通じて評価および分析されました。

一般に、G. tournefortii L. 種子油の抽出は、生殖成長の 2 つの異なる音韻段階、つまり、対象の生息地における種子生産の開始と種子生産の終了で実行されます。 各生息地における油性抽出物の色は、黄色のスペクトルで異なります。 結果は、これら 2 つの言及された季節学的段階における抽出物量の収量は、定量的な意味で異なり、定性的な状態には当てはまらないことを示しています。 種子生産段階の開始時に得られた抽出物の量に関しては、部位 No. 4 で (5.72 g)、部位 No. 5 で (6.06 g)、平均 (7.21 g) であることは明らかです。 一方、サイト No.4 および No.5 での種子生産段階の終了時に得られた抽出物の量については、平均はそれぞれ (6.88 g) および (7.21 g) でした。 抽出量の点では、上記のサイトが優れていると言えます。 最低量に関しては、サイトは種子生産段階の開始段階と終了段階の両方にあります。 最小量は、種子生産段階の開始時に、サイト No. 7 (2.86 g) および No. 11 (2.92 g) の平均で記録されています。 一方、G. tournefortii L. 種子によって生産される抽出物の量が最も少ないのは、種子生産段階の終わりに、サイト No. 6 から報告され、平均値 (3.84) と No. 11 (3.86) でした。 研究サイトのうち、種子生産段階の開始時のサイト No.7 と No.11、および種子生産段階の終了時のサイト No.6 と No.11 では、G. tournefortii L の抽出物の生成量が最も少なかった。 .種子（表1）。

調査サイト間の平均を比較して得られた結果では、種子生産段階の開始時の収量抽出に関して、サイト No. 7、11、1、および 10 に有意な差がないことが明らかになりました。 一方、残りのサイト番号: 他の 7 つのサイト、つまり 2、3、4、5、6、8、および 9 には、互いに有意な差がありました。 研究サイト、6 と 11、2、7 と 8、および 1、3、および 9 は、種子生産段階の終了時の抽出量の点で大きな違いはありません。 結果は、サイト 4、5、および 10 に有意な差があることを示しています。 全体として、これらのプロセスにおける収量抽出物量の変動傾向を比較すると、種子生産段階の終了時の割合が開始段階よりも高いことがわかります。 前述の増加傾向は、これらのパーセンテージが、サイト No. 10 の (7.33%) から No. 9 の (27.71%) まで変化することです。サイト No. 6 でのみ、種子生産段階の終わりに抽出された含有量が増加していることが観察されます。 at (5.99%) は他のすべてのサイトよりも低かった (表 2)。

この研究では、次の 6 つの脂肪酸化合物が特定されました: ミリスチン酸 (C14:0; テトラデカン酸)、パルミチン酸 (C16:0; ヘキサデカン酸)、ステアリン酸 (C18:0; オクタデカン酸)、オレイン酸 (C18) :1; 9-オクタデカジエン酸)、リノール酸 (C18:2; 9,12-オクタデカジエン酸)、およびリノレン酸 (C18:3; 9,12,15-オクタデカトリエン酸)。 これらの同定された脂肪酸化合物は、入手可能な参照サンプルと比較されます。 すべての実験は、研究場所での G. toournefortii L. の種子生産の両方の季節学的段階で別々に実行されました（補足図 1 および補足図 2）。

一般に、同定された脂肪酸は、定性的な意味では両方の季節学的段階で大きな違いはありませんが、定量的な意味では両方の季節学的段階で同定されます。 これらの化合物は、その特徴と定量的な意味において互いに異なります。 これらの化合物のうち、最高脂肪酸化合物として 2 つのリノール酸と最低脂肪酸化合物としてメリスチン酸が特定され、両方の季節学的段階で記録されます。

これらの脂肪酸の最大量は、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸によるものです。 これらの化合物は、G. tournefortii L の種子生産の両方の季節学的段階において同じ一般的な優位性を持っています。脂肪酸含有量の残りの 2 つの化合物、リノール酸とミリスチン酸は、両方の季節学的段階で含有量が最も低いと記録されています。 これら 2 つから得られる量的体積は、両方の季節学的段階で互いに異なります。 同定された脂肪酸プロファイルの定量値の違いは、一般に 2 つの主な要因、植物の遺伝的特徴と研究現場における生態学的特性の主な要因に起因すると考えられます。

薬用植物の二次代謝産物、成分、副産物は、もともと環境要因の影響を受ける遺伝的プロセスの制御を受けて生成されます。 なぜなら、それらが植物に与える影響は明らかではないからです。 二次代謝産物は主に、有害な要因や環境緊張に対する植物の適応を調節するために生成されると考えられています18。 環境要因は、薬用植物のさまざまな成分の合成手順と生産に、量的および質的に変化を引き起こします18。 薬用植物の栽培は、植物内で報告されている一次代謝産物および二次代謝産物の生産が最適である場合に、費用効率が高いと考えられます17。

これらの脂肪酸の最も重要な特徴は次のとおりです。飽和脂肪酸 (SFA)、不飽和脂肪酸 (UFA)、一結合不飽和脂肪酸 (MUFA)、および多結合不飽和脂肪酸グループ (PUFA)、リノール酸酸とリノレン酸 (n-6/n-3) の比、不飽和脂肪酸と飽和脂肪酸 (UFA/SFA) の比、多価不飽和脂肪酸と飽和脂肪酸 (PUFA/SFA) の比、一価不飽和脂肪酸とG. tournefortii L. の種子生産の 2 つの季節学的段階の両方における多価不飽和脂肪酸 (MUFA/PUFA) 比と Cox 値指数「式 (1)」が、すべてのサイトで研究および分析されました。 cox 値指数は、炭素数 18 の不飽和脂肪酸のパーセントで計算されます19。

上式において、C18:1、C18:2、C18:3 はそれぞれオレイン酸、リノール酸、リノレン脂肪酸です。

試験地間の平均比較の結果とその関連詳細を表 3 (種子生産段階の開始時) と表 4 (種子生産段階の終了時) にまとめます。 初期段階に関する知見として、以下の同定された脂肪酸の種類を表３に示す。３つの飽和脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が同定された。 ミリスチン酸の最高量と最低量は、研究施設 No. 9 (0.57%) と No. 1 (0.001%) で報告されています。 パルミチン酸の含有量が最も高いのは、それぞれ部位 No. 9 (14.48%)、No. 11 (11.90%)、No. 4 (10.80%) であると報告されています。 言及された化合物の最低含有量は、サイト No. 1 (9.76%) に記録されています。 ステアリン酸の最大量は部位 No. 11 (3.69%) で観察され、最低量は部位 No. 9 (1.88%) で報告されています。 最も多くの SFA が報告されているのは、サイト No. 9 (16.94%)、サイト No. 11 (15.63%)、およびサイト No. 4 (13.96%) です。 SFA の含有量が最も低いのはサイト No. 1 (12.66%) です。 MUFA の最大量は、第 11 部位 (40.2%)、第 4 部位 (38.28%)、および第 3 部位 (38.09%) で記録されています。 最低の音量はサイト No.9 (31.7%) で観察されます。 PUFA に関しては、最大量はリノール酸に起因し、最小量はリノレン酸に起因しており、部位 No. 6 (51.51%)、部位 No. 1 (51.16%)、および部位 No. 5 (51.07%) に最も多く含まれています。リノール酸の量。 最低のボリュームはサイト No.4 (47.6%) で記録されています。 最大量のリノレン酸は部位番号 9 から得られます (2.53%)。 最小の体積は、サイト No. 5 と 8 からどちらも (0.09%) で得られます。 PUFA の最大量は、サイト No. 1 (52.28%)、サイト No. 6 (51.60%)、およびサイト No. 9 (51.32%) に起因することが明らかになりました。 最小体積は、部位 No. 11 (44.25%) に起因すると考えられます。UFA の結果から、言及された化合物の最大体積は、部位 No. 1 (87.32%)、部位 No. 6 (87.29%) に起因することが明らかになりました。 、10位（87.04％）、5位（87.02％）。 一方、言及された化合物の量が最も少ないのはサイト No. 9 (83.05%) でした。すべてのサイトのリノール酸とリノレン酸の比 (n-6/n-3) は、次のように互いに大きく異なります。最大のボリュームはサイト No. 8 (722.87) に起因し、最小のボリュームはサイト No. 9 (19.45) に起因します。 UFA と SFA の比率から、最大のボリュームはサイト No.1 (6.89) およびサイト No.6 (6.88) に起因することがわかります。最小のボリュームは、サイト No.9 (4.9) から報告されたものであることがわかります。 PUFA 対 SFA の比は、部位 No. 1 (4.12) と部位 No. 6 (4.07) が最も高いことを示しています。 最も低い比率はサイト No. 11 (2.83) に起因します。 MUFA 対 PUFA の比は、最大量が部位 No. 11 (0.9) であり、最低量が部位 No. 9 (0.61) であることを示しています。 Cox 値指数の結果は、サイト No.9 (5.85) がすべてのサイトの中で最も高いボリュームを持っていることを示しています。 言及されたインデックスの最低ボリュームは、(5.01) のサイト No. 11 に起因します。 他の場所の Cox 値指数は、種子生産段階の開始時に最低量と最高量の間で変動します。

初期段階に関する知見として、以下の同定された脂肪酸の種類を表４に示す。３つの飽和脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が同定された。 ミリスチン酸の最大量と最小量は、研究施設 No. 2 (0.10%) と No. 1 (0.002%) で報告されています。 パルミチン酸の含有量が最も高いのは、部位 No. 8 (13.50%) および No. 9 (12.61%) であると報告されています。 言及された化合物の最低含有量は、サイト No. 7 (9.37%) に記録されています。 ステアリン酸の最大量は、部位 No. 8 (3.79%)、No. 4 (3.75%)、No. 9 (3.61%) で観察されます。 最低値はサイト No. 1 (2.58%) から報告されています。 最も多くの SFA が報告されているのは、サイト No. 8 (17.45%)、サイト No. 9 (16.23%)、およびサイト No. 4 (15.80%) です。 SFA の含有量が最も低いのは、サイト No. 7 (12.15%) によるものと考えられます。 MUFA の最大量は、第 9 部位 (41.19%)、第 8 部位 (40.90%)、および第 6 部位 (39.32%) で記録されています。 最小の体積は、サイト No. 4 (30.75%) で観察されます。 PUFA に関しては、最大量はリノール酸に起因し、最小量はリノレン酸に起因すると考えられます。 部位 No. 4 (53.22%)、No. 7 (51.63%)、No. 5 (51.23%) には、リノール酸が最も多く含まれています。 最低のボリュームはサイト No.8 (41.33%) で記録されています。 最大量のリノレン酸は、部位 No. 9 (0.48%) と部位 No. 3 (0.39%) から得られます。 最小量は、サイト No. 10 (0.05%) および No. 11 (0.06%) から得られます。 PUFA の最大量はサイト No. 4 (53.47%) に起因することが明らかになりました。 ボリュームが最も少ないのはサイト No. 8 (41.61%) です。 UFA の結果から、言及された化合物の最大量はサイト No. 7 (87.83%) に起因し、言及された化合物の最小量はサイト No. 8 (82.53%) から報告されたことが明らかになりました。 すべてのサイトのリノール酸とリノレン酸の比 (n-6/n-3) は、最大の体積が (720) のサイト No. 11 に起因し、最小の体積が (720) のサイト No. 9 に起因するため、互いに大きく異なります。 93.51）。 UFA と SFA の比率から、最大量がサイト No.7 (7.22) に起因していることがわかります。 最も低い音量は、(5.15) のサイト No.9 に起因します。 PUFA 対 SFA 比は、サイト No. 7 (4.25) と最も低いサイト No. 8 (2.38) に起因することを示しています。 MUFA と PUFA の比は、最大量がサイト No. 8 および 9 (両方とも 0.98) であり、最小量がサイト No. 4 (0.57) であることを示しています。 Cox 値インデックスの結果は、サイト No. 4 (5.86) と No. 7 (5.83) がすべてのサイトの中で最も高いボリュームを持っていることを示しています。 言及されたインデックスの最低ボリュームは、サイト No. 8 (4.73) に起因します。 他の場所の Cox 値指数は、種子生産段階の開始時に最低量と最高量の間で変動します。 一般に、表３および表４から得られた結果は、G. tournefortii L. 種子の不飽和脂肪酸の量がその飽和脂肪酸よりもはるかに多いことを示した。 (図1および2)。

研究地における G. tournefortii L. の種子生産段階の開始時の SFA、MUFA、PUFA、および UFA の定量量の棒グラフ。

研究施設における G. toournefortii L. の種子生産段階の終了時の SFA、MUFA、PUFA、および UFA の定量量の棒グラフ。

この分析は、種子生産の季節学的段階（すなわち、種子生産の開始と種子生産の開始）における G. tournefortii L. の主要な生息地における抽出物の収量と同定された脂肪酸の量とその特徴を評価および評価するために実行されます。最後）20． これらの技術を適用することで、調査地における上記植物の脂肪酸化合物とその特徴を同定することが可能になります。 クラスター分析は、調査サイト間の類似性とその分類を評価するために実行されます。 これら 2 つの手順は、G. tournefortii L. 種子の抽出された化合物の量を決定する際に採用されます。 両方の季節学的段階における最も重要な環境要因について。 G. tournefortii L. 種子の同定された脂肪酸の量とその特徴は、種子生産の季節学的段階の両方に分類されます。 この研究では、21 および 2221,22 によって導入された単一リンケージ法による Gower 類似性インデックスに基づいて、凝集型階層クラスタリング プロセスが実行されます。 いくつかの重要な生態学的変数間の相関行列とその値、および生産されるG. tournefortii L.種子抽出物の量は、種子生産の2つの季節学的段階中に分析されます（補足図3および補足図4）。 マトリックスとその値および特徴は、研究施設で特定された脂肪酸でも評価されます (補足図 5 および補足図 6)。

種子生産段階の開始時の主要な環境要因とともに、抽出物生産量の PCA およびクラスター分析。

このステップでは、G. tournefortii L. の種子によって生産される抽出物の量と、種子生産段階の開始時に地理学、気候、土壌などの主要な環境生態学的要因を PCA 法とクラスターを適用して評価します。分析。 最も重要な環境要因のいくつかの名前と、調査地における G. tournefortii L. の生殖成長段階で計算された定量的含有量を表 9 に示します。(図 3) で観察されるように、PC1 は水平方向にプロットされています。軸は分散の最も高い割合 (51.1%) を表し、縦軸にプロットされた PC2 は (22.8%) を表します。 結果は、G. tournefortii L. 種子からの抽出物の量が土壌 pH および年間平均気温と直接かつ正の相関があることを示しています。 他の環境要因は生成される抽出物の量と相関しており、相互に相関しています。 固有値分散の結果、分散パーセンテージ、および累積分散パーセンテージを表 5 に示します。

種子生産段階の開始時にいくつかの環境要因と組み合わせた G. toournefortii L. 種子から生産される抽出物の量の主成分分析 (PCA) (上の 4 つのグラフ)、および単一連鎖法を使用した階層的凝集クラスタリング プロセスに基づくクラスター分析研究地における種子生産段階の始まり（樹状図の下の 2 つ）。

クラスター分析の結果は、調査サイトが次の 4 つの主要なグループにクラスター化されていることを示しています。サイト No. 1、4、および 5 が最初のグループを構成します。 サイト No. 2、3、6、10、および 7 が 2 番目のグループを構成します。 サイトNo.9であり、3番目のグループを構成します。 サイト No.8 は 4 番目のグループを構成します。 凝集係数は 0.34 です (図 3) 種子生産段階の終了時に主要な環境要因とともに抽出物生産量の PCA およびクラスター分析が行われました。

この研究では、PCA 法とクラスター分析を適用することにより、種子生産段階の終わりにおける G. tournefortii L. 種子抽出物の量といくつかの環境要因を評価しました。 (図 4) に見られるように、横軸にプロットされた PC1 は分散の最も高い割合 (51.1%) を表し、縦軸にプロットされた PC2 は (24.1%) を表します。 結果は、年間気温と土壌 pH 因子の間にわずかな違いがあることを示しています。 わずかな差は、2 つの PCA 次元に関する他の環境要因の幾何学的位置に応じて収量と正の直接相関関係があります。 他の環境要因は、相互に相関していますが、G. tournefortii L. 種子の抽出量と直接相関はありません。 固有値分散、分散パーセンテージ、および累積分散パーセンテージの結果を表 6 に示します。

種子生産段階の終わりにいくつかの環境要因と組み合わせた G. toournefortii L. 種子から生産される抽出物の量の主成分分析 (PCA) (上の 4 つのグラフ)、および単一連鎖法を使用した階層的凝集クラスタリング プロセスに基づくクラスター分析研究地における種子生産段階の終わり（樹状図の 2 つ下）。

クラスター分析の結果、調査サイトが次の 4 つの主要なグループにクラスター化されていることを示します。サイト No. 1、2、6、10、7、4、および 5 が最初のグループを構成します。 サイト No.3 は 2 番目のグループを構成します。 サイト No.9 と 11 が 3 番目のグループを構成します。 サイト No.8 は 4 番目のグループを構成します。 凝集係数は (0.38) です (図 4)。

G. tournefortii L. 種子の同定された脂肪酸化合物の PCA およびクラスター分析、および種子生産段階の開始時のそれらの特徴。

G. tournefortii L. 種子の同定された脂肪酸化合物と種子生産の開始時のそれらの関連する特徴は、PCA 法とクラスター分析を適用することによって評価されます。 横軸にプロットされた PC1 は分散の最も高い割合 (53%) を表し、縦軸にプロットされた PC2 は全体の変動の (41.9%) にあります。 6 つの同定された脂肪酸化合物は、2 つの PCA 次元で相関付けられて表示されます。 ミリスチン酸はパルミチン酸およびリノレン酸と正の相関関係があり、オレイン酸およびステアリン酸脂肪酸とは負の相関関係があります。 ミリスチン酸とリノール酸の間には有意な相関関係はありません。 パルミチン酸はリノレン酸と正の相関があります。 一方、パルミチン酸と他の 3 つの脂肪酸の間には強い相関関係はありません。 ステアリン酸とオレイン酸の間には有意で強い相関関係が観察されますが、ステアリン酸、リノール酸、およびリノレン酸の間には中程度の相関関係が観察されます。 オレイン酸脂肪酸とリノレン酸脂肪酸の間には比較的強い相関関係が観察されますが、前述したように、特定された脂肪酸は、単独または組み合わせて、異なる程度の相関関係を持っています。 PCA による同定された脂肪酸の特徴は、研究された変数の最も低い寄与がリノール酸とリノレン酸の比に起因することを明らかにしています。 他の変数は、PCA 次元におけるより高い寄与を示しています。 したがって、飽和脂肪酸間で最も高い相関関係はパルミチン酸によるものと考えられます。 MUFA 間で最も高い相関関係はオレイン酸に割り当てられています。 PUFA 間で最も高い相関関係はリノール酸によるものと考えられます。 SFA と UFA の間の相関関係は、負の意味および逆の意味で観察されます。 UFA と SFA の比率は、SFA と負の逆相関を示しますが、UFA では正の直接相関を示します。 この比率はパルミチン酸と負の逆相関があります。 PUFA と SFA の比率は、SFA と負の直接的な相関関係が存在することを示しています。 逆に、UFA と SFA の比率は正の直接的な相関関係があります。 MUFA 対 PUFA の比率の結果は、MUFA の量と正の直接的な相関関係があり、PUFA 量と負の逆相関があることを示しています。 さらに、この比率と脂肪酸化合物であるオレイン酸およびステアリン酸の間には、正の直接的な相関関係が観察されます。 固有値分散、分散パーセンテージ、および累積分散パーセンテージを表 7 に示します。

クラスター分析の結果は、調査サイトが次の 4 つの主要なグループにクラスター化されていることを示しています。サイト No. 1、5、7、8、および 6 が最初のグループを構成します。 サイト No. 2、3、4、および 10 が 2 番目のグループを構成します。 サイト No.11 は 3 番目のグループを構成します。 サイト No.9 は 4 番目のグループを構成します。 凝集係数は 0.75 です (図 5)。

G. tournefortii L. 種子の脂肪酸プロファイルと種子生産段階の開始時の特徴の主成分分析 (PCA) (上の 4 つのグラフ)、および種子生産段階の開始時に単一連鎖法を使用した階層的凝集クラスタリング プロセスに基づくクラスター分析研究地における種子生産段階（樹状図の下の 2 つ）。

G. tournefortii L. 種子の脂肪酸化合物の PCA およびクラスター分析と種子生産段階の終わりにおけるそれらの特徴。

G. tournefortii L. 種子の脂肪酸化合物と種子生産段階の終わりにおけるそれらの関連する特徴は、PCA 法とクラスター分析によって分析されます。 横軸にプロットされた PC1 は分散の最も高い割合 (67%) を表し、縦軸にプロットされた PC2 は全体の変動の (18.3%) です。 脂肪酸化合物間の相関関係が評価され、続いてそれらの相互の関連特性間の相関関係、および脂肪酸化合物との相関関係が決定され、次の結果が得られます。ミリスチン酸はステアリン酸と負の相関関係があり、中程度の相関関係があります。 パルミチン酸と他の 3 つのステアリン酸、リノール酸、およびリノレン脂肪酸化合物の間の相関関係は、それぞれ、正で非常に強い、負で強い、正で中程度であると報告されています。 このプロセスでは、ステアリン酸とパルミチン酸の間に有意で強い相関関係が観察されます。 ステアリン酸は、リノール酸と負かつ中程度の相関関係があります。 オレイン酸はリノール酸と負の逆相関関係にあります。 リノール酸、パルミチン酸、およびリノレン脂肪酸の間には正の直接的な相関関係が存在しますが、リノール酸はオレイン酸およびステアリン酸と負の相関関係があります。 リノール酸はパルミチン酸と負の相関があり、オレイン酸とは負の相関があり、リノレン酸とは中程度の相関があります。 リノレン酸はパルミチン酸と正および中程度の相関があり、リノール酸とは負および逆相関があります。 ミリスチン酸およびリノレン酸の化合物である脂肪酸は、他の化合物に比べて PCA 寸法への寄与が低くなります。 PCA 法を適用して同定された脂肪酸の特徴から得られた結果は次のとおりです。特徴の最も低い寄与は PCA 次元におけるリノール酸とリノレン酸の比率に属し、SFA 間の最も高い相関はパルミチン酸とステアリン酸に起因すると考えられます。酸。 MUFA の一価不飽和脂肪酸の間で最も高い相関関係はオレイン酸によるものと考えられます。 PUFA 間で最も高い相関関係はリノール酸によるものと考えられます。 SFA と UFA の相関関係は負であり、逆相関です。 これに関連して、パルミチン酸およびステアリン酸脂肪酸は、UFA 対 SFA の比率と負の逆相関があります。 SFA と UFA の比率の間には負の反比例の関係が存在します。 この比率は SFA と負および逆の相関があり、同じ脂肪酸の他の 2 つの特徴とは正および逆の相関があります。 この比率は、パルミチン酸およびステアリン酸と負の逆相関があります。 この比率はリノール酸と正の直接的な相関関係があります。 MUFA 対 PUFA の比率は、MUFA 量と正の直接的な相関関係を示し、PUFA とは負の逆相関があります。 この比率はオレイン酸と正の相関関係があり、リノール酸とは負の逆相関関係があります。 固有値分散、パーセンテージ分散パーセンテージ、および累積分散パーセンテージを表 8 に示します。

クラスター分析の結果、調査サイトが次の 4 つの主要なグループにクラスター化されていることを示します。サイト No. 1、3、7、10、および 11 が最初のグループを構成します。 サイト No. 2、5、および 6 が 2 番目のグループを構成します。 サイト No.8 と 9 は 3 番目のグループを構成します。 サイト No.4 は 4 番目のグループを構成します。 凝集係数は 0.62 です (図 6)。

G. tournefortii L. 種子の脂肪酸プロファイルの主成分分析 (PCA) と種子生産段階の終了時の特徴 (上の 4 つのグラフ)、および種子生産段階の終了時の単一結合法を使用した階層的凝集クラスタリング プロセスに基づくクラスター分析研究地における種子生産段階（樹状図の下の 2 つ）。

大自然の中で育つ植物の種子は、自然地域での栄養、薬用、産業用の重要な油源です。 油源が異なれば組成も異なるため、エネルギーを生成し健康を確保するための栄養源として新しい油源を導入することは必要かつ避けられません。 G. tournefortii L. のすべての植物器官（根、茎、葉、花、種子）が消費されます23。 Gundelia L. 属は中東および地中海地域が原産地であり、その中でも G. tournefortii L. はよく知られており、貴重な食料源として指定されています 24。 この植物の構成要素は、下痢や気管支炎、皮膚病、痛み、下痢、呼吸器疾患、消化器疾患、下剤、鎮静剤、脳卒中、胃疾患、低血糖、白斑、高血圧、癌などのさまざまな病気の治療に応用されています25。 、26、27、28、29、30、31、32、33。

G. tournefortii L. の種子油抽出物は、すべての研究地で種子生産段階の終わりに報告されています。 サイト No. 6 は例外であり、種子生産段階の開始時の抽出収量が段階の収量よりも高いためです。 G. tournefortii L. の脂肪酸プロファイルは、種子生産の季節学的段階の両方で定性的には変化しませんが、研究現場では異なる体積が定量的に記録されます。 種子生産の両方の季節学的段階において、すべての研究現場で、それぞれ異なる体積範囲の 6 種類の脂肪酸化合物が同定されました。 種子生産の両方の季節学的段階について、9 つの特定の同一の特徴が考慮され、評価されます。 これらの特徴の中で、種子生産の両方の季節学的段階で報告された変動の最大値はリノール酸とリノレン酸の比に属し、最小値は調査地間の Cox 値指数に起因すると考えられます。 一般に、不飽和脂肪酸の量は、種子生産の両方の季節学的段階で SFA の量よりも多く記録されます。 さらに、種子生産段階の終了時の SFA の量は、初期段階よりも多くなります。 両方の種子生産段階において、PUFA の量は MUFA よりも多くなります。 n-3 PUFA は血圧、心拍数、トリグリセリド、炎症、内皮機能、心臓拡張能などの人体の生理学的機能に多くの有益な効果をもたらすため、食事からの n-3 PUFA の毎日の摂取は重要です 34。 一般に、マグロ、サケ、サバ、ニシン、イワシなどの脂の多い魚は、n-3 PUFA の最も重要な供給源です 35。 同様に、ヒマワリ、大豆、トウモロコシ、ブドウの種子などの多くの種類の植物油には、かなりの量のリノール酸 (LA、n-6 PUFA) が存在します 35。 リノール酸は、マーガリンなど、これらの種類の油から加工された一部の製品にも含まれています35。 かなりの量のα-リノレン酸（ALA、n-3 PUFA）が多くの植物源に含まれています。 よく知られ一般的な植物油源には、大豆や菜種、野菜、いくつかのナッツ、そして何よりも亜麻仁油や亜麻仁油の種類が含まれます35。 世界保健機関は、食事の比率における LA と ALA に焦点を当てています 36。 したがって、欠乏症の症状を予防し、成人に必要なエネルギーを供給するには、EFA の最小摂取量は (2.5%) LA と (0.5%) ALA でなければなりません 37。

ペルシア語には、G. tournefortii L. の栄養成長段階に影響を与えるいくつかの生態学的要因と抽出された脂肪酸化合物が評価されている論文が 1 件だけ存在します 39。 Matthaus と Ozcan (2011) は、G. tournefortii L. から抽出した油中に 7 つの脂肪酸化合物が存在し、リノール酸とオレイン酸の脂肪酸が、それぞれ潜在的な栄養源として (57.8%) と (28.5%) を生成します 33。この研究は 33 の研究と一致します。Abdul et al. (2012) Gundelia L. 油の脂肪酸含有量に関する研究を実施しました。G. tournefortii L. 種子に含まれる 8 つの脂肪酸は、それぞれ (40.13%) と (20.33%) の高いオレイン酸とリノール酸の含有量を持っています40。 オレイン酸は彼らの研究の最初の化合物として特定されているため、この研究の結果とは一致しません。 この研究で特定された他の化合物については、異なる量が報告されていますが、これらはこの研究とは一致しません。 カンザデら。 (2014) G. tournefortii L. 種子油の物理化学的特性に関する研究を実施し、11 種類の脂肪酸を特定しました。 これらの脂肪酸タイプのうち 3 つはリノール酸、オレイン酸、およびパルミチン酸であり、それぞれ (54.59%)、(29.59%)、および (9.88%) の主要な化合物が含まれています41。 彼らの研究で特定された化合物は、異なる体積の化合物と一致しています。 ザレイら。 (2013) は、G. toournefortii L. の生態学的特徴と種子含有量の一部を評価しました。ここで、G. toournefortii L. は、平均年間降雨量 (241.8 mm)、年間平均気温などのいくつかの生態学的要因を備えた適切な成長可能性条件を備えていました。記載の地域の土壌 pH (18 °C)、土壌 pH (8.18)、土壌 EC (1.3 ds/m)。 彼らは、G. tournefortii L. の種子には 10 個の脂肪酸が含まれていることを確認しました。 これら 10 種類の中で、リノール酸 (45.46%)、オレイン酸 (38.5%)、およびパルミチン酸 (10.42%) の 3 つの化合物が際立っています 39。 生態学的特性と脂肪酸の両方のセクションにおける彼らの結果は、この研究の結果と一致しています。 アル・サーディら。 (2017) は、脂肪酸メチルエステルの含有量と組成の変動を評価し、G. tournefortii L. 油糧種子中に 3 つの脂肪酸化合物を発見しました。その中で最も高い量が記録されているのは、リノール酸 (43.98%)、オレイン酸 (28.29%)、およびパルミチン酸 (13.42%)、それぞれ42。 彼らが得た結果は、この研究の結果と一致しています。

一般的な概要から、クラスター分析は定量的な植物生態学やその他の幅広い科学分野で実行されます。 この分析は、グループ内の分散量が最小でグループ間の分散量が最大である一連のグループが見つかるデータセット内のパターンと順序を見つけるために実行されます43。 結果のさまざまなセクションにおけるクラスター分析の結果、調査サイト間の類似性の存在に基づいて、調査サイトを異なるクラスターに分類し、相互に分離できることが明らかになりました。

薬用植物の二次代謝産物の単離と同定に関しては、遺伝的プロセスによって制御され、環境要因の影響を受ける有益な生理活性化合物の存在により、この問題は関係する研究者によって常に懸念されており、現在も懸念されています。 G. tournefortii L. 種子の物理的特性と形態学的特徴の役割と、その遺伝的多様性に関する関連する補足研究を組み合わせて評価することが提案されています。 さらに、G. tournefortii L. の 2 つの農学的要素、すなわち農地規模での品種改良と作物改良を考慮し、野生品種の生態学的特徴を評価することにより、より現実的な結果が得られます。

脂肪酸の参照サンプルは、ミリスチン酸 (C14:0; テトラデカン酸)、パルミチン酸 (C16:0; ヘキサデカン酸)、ステアリン酸 (C18:0; オクタデカン酸)、オレイン酸 (C18:1; 9-オクタデカン酸) です。酸）、リノール酸（C18:2; 9,12-オクタデカジエン酸）およびリノレン酸（C18:3; 9,12,15-オクタデカトリエン酸）、Sigma-Aldrich（セントルイス ミズーリ州）から購入。 石油エーテル (40 ～ 60℃) は、種子油抽出用にドイツの Merck 化学会社から購入しました (純度 > 98%)。 ナトリウムメチラート (CH3ONa) は Merck Company (Schuchardt Germany) から購入します。 超高純度メタノール (CH3OH、純度 ≥ 99.9%) および n-ヘキサン (C6H14) 分析グレードは、Merck Chemical company (ダルムシュタット、ドイツ) から購入します。 硫酸ナトリウム (Na2So4) は、Aldrich (ドイツ、ミュンヘン) から購入します。 実験用にシリコン グリース (Loxeal Cesano M. Italy) を購入します。

イランの中央ザグロス地域は約 300 万ヘクタールの面積を誇り、栽培、生産、薬用植物の加工の点で重要な研究と経済の極地と考えられています。 豊かな生物多様性、特殊な気候条件、多様な山岳地帯、多くの流域と河川、森林と放牧地に覆われた野原などの要素の存在が、この地域の顕著な特徴です。 一般に、G. tournefortii L. 植物の 11 の主要な生息地が、さまざまな研究場所として選択されます (図 7)。 言及された植物の生殖成長に影響を与える生態学的特徴のいくつかが評価され、決定されます。 (表9)。

イラン中央ザグロス地域の調査地域の地理的位置 (地図上にマークされた点は調査場所を示します)。

G. tournefortii L. は、3 月から 4 月にかけてイランの中央ザグロス地域で広く栽培される多年生のとげのある在来植物です。 G. tournefortii L. は大きくて垂直な根と半草状の枝分かれした茎を持ち、花に分かれます。 葉は茎を包み込んで取り囲み、葉柄はなく、深い切り込みとギザギザの端で終わります。 植物の種子は軽くて毛深い傘を持ち細長く、生存能力が非常に高い14。 一般に、放牧地の生態系はイラン農業ジャハード省が管理する流域の一部です。 この研究を実施するために、イラン農業ジャハード省の子会社であるイラン天然資源・流域管理機構からの許可を条件として、書簡番号121/99/6778を通じて、言及された植物を収集するために当局と必要な調整が行われます。言及された植物の分類学的同一性は、収集された引換券標本と、イランのエスファハーン工科大学天然資源局の植物標本館で入手可能な既知の同一性標本とを比較することによって確認される。 収集された G. toournefortii L. 植物の標本は、自然資源局の植物標本館にあるバウチャー標本番号 HIUT6171 と、エスファハン大学天然資源局の公式植物標本植物専門家であるマフナズ・バヤット夫人によって照合されます。テクノロジー、イラン (彼女の電子メール アドレスは [email protected])。

まず、G. toournefortii L. 種子の生殖段階の季節学的研究を、種子生産の開始と種子生産の終了という 2 つの異なる期間中に評価および分析します (図 8)。 サンプリングプロセスは、種子生産段階の開始時と終了時にすべての研究サイトでトランセクトクアドラート法を適用することにより、完全にランダム化された設計に基づいて実行されます（表10）。 次に、1515 に従って各研究サイトでサンプル サイズが決定されます。G. tournefortii L. の花芽はサンプリング ユニットで切り取られ、特定のサンプリング バッグに入れられ、その後、サンプルは植物研究所に移されます。イラン、イスファハン工科大学天然資源学部。 収集された種子は、光、感染、湿気のない標準的な環境で 21 日以内に乾燥され、最初に不完全なサンプルと未熟なサンプルが分離されます。 乾燥した種子を電動ミル（モデル PX-MFC90D）で粉砕します。 サンプルは種子生産の 2 つの季節学的段階から分離され、梱包されます。

パート (a): Gundelia tournefortii L.; パート (b): G. tournefortii L. の頭花序。 パート (c): G. tournefortii L. 種子の種子生産段階の開始サンプル。 パート (d): 種子生産段階の終わりにある G. tournefortii L. 種子サンプル。

G. tournefortii L. 種子の粉砕サンプル 100 g が種子油抽出のために消費されます。 石油エーテル (40 ～ 60 °C) 溶媒は、ソックスレー装置による種子油抽出に 5 時間消費されます16。 その後、油と溶剤の混合物をワットマン No. 1 濾紙で濾過します。 その後、溶媒をロータリー真空エバポレーター (モデル IKA HB 10) で除去し、生成した油をさらなる検査のために 4 °C の冷蔵庫に保管します。 この実験は音韻段階ごとに個別に実行されます。

G. tournefortii L. 種子油の脂肪酸プロファイルを決定するには、まずサンプルを AOAC 法 17 に従って最初にメチル化します。次に、メチル化サンプル (1μL) を炎イオン化検出器を備えたガスクロマトグラフ (BEIFEN 3420A) に注入します。 (FID) 後、各サンプルの脂肪酸メチルエステルを HP-88 溶融シリカ WCOT (100 m × 0.25 mm × 0.20 μm) で分離します。 窒素は、流量 0.5 ml/min のキャリアガスとして消費されます。 このカラムの温度プログラムは次のように調整されます。まず、カラムを 175 °C で 1 分間保持し、次に温度を 2.5 分間 240 °C に上げます。 総収録時間は29分。 射出温度は 250 °C、分割比は 1:30 です。

分析は、2 つの季節学的段階における各サンプルの定量的および定性的な体積収量抽出物と脂肪酸プロファイルを含む、すべての主要な生息地に対して実行されます。 これに関連して、結果は、SPSS 統計ソフトウェア バージョン 21 による反復分析 (n = 3) の平均 ± SD として報告されます。R 統計ソフトウェア バージョン 4.0.4。 PCA およびクラスター分析を実行するために適用されます。 すべての ("Reshape2")、("ade4")、("ggplot2")、("factoextra")、("lattice")、("permute")、("vegan")、("cluster")、およびR Studio ソフトウェアに適用されるパッケージ (「tidyverse」) には名前が付けられています (コンピューター処理によって得られる計算や視覚的なイメージのためのプログラミング言語)。

プライバシーと倫理上の懸念があるため、現在の研究のデータと資料は、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

現在の研究中に生成および分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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著者らは、研究のための機器と設備を提供していただいたイランのイスファハン工科大学（IUT）天然資源省に感謝の意を表します。

著者らは、投稿された作品に対していかなる組織からも支援を受けていません。

イスファハン工科大学天然資源学部、イスファハン、84156–83111、イラン

HR カリムザデ、HR ファルハン、M. タルケシュ エスファハニ

イスファハーン工科大学農学部園芸学部、イスファハーン、84156–83111、イラン

M.ラヒマレク

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HR カリムザデ 1、*、HR ファルハン 1、M. ラヒマレク 2、M. タルケシュ エスファハニ 1 1. HR カリムザデ (すべての研究ステップの監督者、コーディネーター、および研究の責任著者)。 オフィス: 天然資源省、イスファハン工科大学、イスファハン 84,156 83,111、イラン。 電子メール: [email protected]; 電話: + 9831-33,913,558; ファックス: + 9831–33,912,840; ウェブサイト: ハミッド・レザー・カリムザデ; 研究分野：土壌科学、土壌と水の保全、環境影響評価、土地利用計画、土地利用管理。 1. HR Farhang (すべての実験を設計および実行し、原稿を共同執筆)。 Hamid Reza Farhang は、イスファハン工科大学天然資源学部、イスファハン 84,156 83,111、イランのレンジランド工学および科学の博士課程の学生です。 電子メール: [email protected]; 電話: + 9831–37,774,871; ファックス: + 9831–37,773,169; 研究分野：薬用植物（植物化学的特徴：二次代謝産物および化学的生理活性化合物）、生合成およびナノテクノロジー関連の研究（グリーンシンセシスおよび上記植物の生合成）。 植物生態学（自生学と共生態学/レンジランド種植物の定量的生態学的特性に関する研究）。 植物社会学と生物多様性。 2. M. Rahimmalek (研究顧問、すべての植物化学実験業務のコーディネーター、および原稿の共同執筆者)。 オフィス: イスファハーン工科大学農学部園芸学部、イスファハーン 84,156 83,111、イラン。 電子メール: [email protected]; 電話: + 9831–33,913,348; ファックス: + 9831–33,912,254; Web サイト: Mehdi Rahimmalek 博士。 研究分野：薬用植物、二次代謝産物の抽出と分析、バイオテクノロジー、薬用植物育種。 1. M. Tarkesh Esfahani (研究顧問、統計ソフトウェアでデータを設計および分析し、原稿を共同執筆)。 オフィス: 天然資源省、イスファハン工科大学、イスファハン 84,156 83,111、イラン。 電子メール: [email protected]; 電話: + 9831–33,911,025; ファックス: + 9831–33,912,840; ウェブサイト: モスタファ・タルケシュ・エスファハニ; 研究分野: 空間モデリング。 種分布モデリングと放牧地の目録。 著者全員が最終原稿を読んで承認したことを明記する必要があります。

HRカリムザデへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

カリムザデ、HR、ファルハン、HR、ラヒマレク、M. 他イラン、ザグロス中央部の Gundelia tournefortii L. 種子から生成された抽出物と同定された脂肪酸化合物の時空間的変化。 Sci Rep 13、7665 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-34538-5

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受信日: 2022 年 11 月 19 日

受理日: 2023 年 5 月 3 日

公開日: 2023 年 5 月 11 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34538-5

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