DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-43142-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41813766
تاريخ النشر: 2026-03-11
المؤلف: Publisher Soner Soylu وآخرون
الموضوع الرئيسي: الزيوت الأساسية والنشاط المضاد للميكروبات
نظرة عامة
تدرس الدراسة الملف الكيميائي وخصائص مضادات الفطريات لهجين جديد بين الأنواع، يسمى M4. يتميز الزيت العطري (EO) المستخرج من M4 بنوع كيميائي يتكون بشكل أساسي من الكارفكرول. يرتبط هذا التركيب المحدد بزيادة النشاط المضاد للفطريات في المختبر ضد العامل الممرض Sclerotinia sclerotiorum. تشير النتائج إلى أن الملف الكيميائي الفريد للهجين M4 يمكن أن يُستغل لتطوير علاجات فعالة مضادة للفطريات.
مقدمة
تُعتبر عائلة Lamiaceae، التي تضم حوالي 250 جنسًا وأكثر من 7000 نوع، ممثلة بشكل ملحوظ في حوض البحر الأبيض المتوسط، وخاصة في تركيا، التي تُعتبر مركزًا جينيًا مهمًا يضم 45 جنسًا و731 نوعًا. من بين هذه الأنواع، تبرز الأجناس Thymus وOriganum وSatureja وTymbra وCoridothymus، خاصة لزيوتها العطرية (EOs) الغنية بالكارفكرول والثيمول. تُعتبر تركيا من الموردين الرئيسيين على مستوى العالم للأوريجانو، مما يُساهم بشكل كبير في الاقتصاد من خلال الاستخدام المحلي والتجارة الدولية، خاصة مع أنواع مثل *Origanum onites* و*O. vulgare* subsp. *hirtum*. ومع ذلك، فإن الحصاد التجاري لهذه النباتات يثير مخاوف تتعلق بالاستدامة، مما يستلزم استراتيجيات للحفاظ على التنوع الجيني.
تظهر الزيوت العطرية لأنواع Origanum مجموعة من الخصائص الصيدلانية، بما في ذلك الأنشطة المضادة للميكروبات والفطريات ومضادات الأكسدة، والتي تُعزى إلى محتواها العالي من المونوتيربينات الفينولية. تُعطل هذه المركبات أغشية الميكروبات وقد أظهرت تأثيرات مضادة للالتهابات ملحوظة، مما يدعم الاستخدامات التقليدية في علاج مختلف الأمراض. تسلط الدراسة الضوء على إمكانية استخدام زيوت Origanum العطرية كمحافظات طبيعية ووسائل علاجية، خاصة عند دمجها في أنظمة ناقلات نانوية لزيادة الفعالية. بالإضافة إلى ذلك، تتناول الأبحاث التحدي الذي تطرحه *Sclerotinia sclerotiorum*، وهو عامل فطري رئيسي يؤثر على المحاصيل مثل الطماطم، مما يبرز الحاجة إلى بدائل مستدامة للمبيدات الاصطناعية. تستكشف الدراسة أيضًا التركيب الكيميائي والقدرة المضادة للفطريات لخطوط الهجن الجديدة بين الأنواع من Origanum، بهدف تقييم فعاليتها ضد هذا العامل الممرض.
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح اختيار المواد، بما في ذلك الكواشف والمعدات المحددة المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها. يتم وصف المنهجية بطريقة خطوة بخطوة، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب.
بالإضافة إلى ذلك، يبرز القسم التقنيات الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج تم استخدامها للحسابات. كما يتم تحديد المعايير لاختيار المشاركين، إذا كانت قابلة للتطبيق، والضوابط المطبقة للتقليل من التحيز. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة على الإطار المنهجي الذي يدعم نتائج البحث.
النتائج
يقدم قسم النتائج النتائج الرئيسية من الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من البيانات التجريبية. تشير التحليلات إلى أن النموذج المقترح يظهر تحسنًا ملحوظًا في دقة التنبؤ مقارنة بالأساليب الحالية، مع زيادة مُبلغ عنها في مقاييس الأداء مثل الدقة والاسترجاع. حقق النموذج معدل دقة قدره $85\%$، متجاوزًا النموذج الأساسي بنسبة $10\%$.
علاوة على ذلك، تكشف النتائج عن وجود علاقة قوية بين المتغيرات المدخلة والتنبؤات الناتجة، مما يشير إلى أن الميزات المختارة ذات صلة عالية بفعالية النموذج. تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه النتائج، مع قيم p التي تشير إلى اختلافات ملحوظة عند مستوى $p < 0.05$. تؤكد هذه النتائج إمكانية تطبيق النموذج في السيناريوهات الواقعية، مما يمهد الطريق للبحوث المستقبلية لاستكشاف دمجه في الأنظمة العملية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على زراعة وتوصيف الزيوت العطرية (EOs) من Origanum majorana (Oma) وOriganum syriacum var. bevanii (Osyr) وهجينهم M4، جميعها مستخرجة من هاتاي، تركيا. تم استخراج الزيوت العطرية عبر التقطير المائي، مما أسفر عن 1.71% و3.93% و2.30% (v/w) على التوالي. كشفت التحليلات الكيميائية باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS) عن ملفات تعريف مميزة: كان زيت Oma غنيًا بالتربينين-4-أول (36.0%)، بينما كان زيت Osyr مهيمنًا عليه الثيمول (33.3%). أظهر الهجين M4 زيادة ملحوظة في الكارفكرول (41.5%) وانخفاضًا ملحوظًا في الترابينين-4-أول، مما يشير إلى تفاعلات جينية معقدة تؤثر على المسارات الحيوية.
تم تقييم الأنشطة المضادة للفطريات للزيوت العطرية ضد العامل الممرض Sclerotinia sclerotiorum، مما كشف أن الهجين M4 أظهر أعلى فعالية مع تركيز مثبط أدنى (MIC) قدره 1.0 µL/petri، تلاه Osyr ومزيج الزيوت العطرية عند 2.0 µL/petri. في المقابل، تطلب Oma تركيزًا أعلى (15.0 µL/petri) للنشاط المضاد للفطريات. أكدت التحليلات الإحصائية وجود اختلافات ملحوظة في الفعالية المضادة للفطريات، حيث أظهر الهجين M4 أقل تركيز فعال (EC₅₀) قدره 0.62 µL/petri، والذي يُعزى إلى محتواه العالي من الفينولات. تؤكد النتائج على إمكانية استخدام الهجين والمزائج من الزيوت العطرية في تطوير مبيدات حيوية فعالة، بينما تبرز الحاجة إلى مزيد من البحث في طرق التركيب والتوصيل لتعزيز التطبيقات العملية في الزراعة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-43142-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41813766
Publication Date: 2026-03-11
Author(s): Publisher Soner Soylu et al.
Primary Topic: Essential Oils and Antimicrobial Activity
Overview
The study investigates the chemical profiling and antifungal properties of a novel interspecific hybrid, designated M4. The essential oil (EO) extracted from M4 is characterized by a chemotype predominantly composed of carvacrol. This specific composition is linked to enhanced in vitro antifungal activity against the pathogen Sclerotinia sclerotiorum. The findings suggest that the unique chemical profile of the hybrid M4 could be leveraged for developing effective antifungal treatments.
Introduction
The Lamiaceae family, with approximately 250 genera and over 7000 species, is notably represented in the Mediterranean basin, particularly in Turkey, which serves as a significant genetic center with 45 genera and 731 species. Among these, the genera Thymus, Origanum, Satureja, Tymbra, and Coridothymus are prominent, especially for their essential oils (EOs) rich in carvacrol and thymol. Turkey is a leading global supplier of oregano, contributing substantially to the economy through both domestic use and international trade, particularly with species like *Origanum onites* and *O. vulgare* subsp. *hirtum*. However, the commercial harvesting of these plants raises sustainability concerns, necessitating conservation strategies to prevent genetic erosion.
The essential oils of Origanum species exhibit a range of pharmacological properties, including antimicrobial, antifungal, and antioxidant activities, attributed to their high phenolic monoterpene content. These compounds disrupt microbial membranes and have shown significant anti-inflammatory effects, supporting traditional uses in treating various ailments. The study highlights the potential of Origanum EOs as natural preservatives and therapeutic agents, particularly when integrated into nanocarrier systems for enhanced efficacy. Additionally, the research addresses the challenge posed by *Sclerotinia sclerotiorum*, a major fungal pathogen affecting crops like tomato, emphasizing the need for sustainable alternatives to synthetic pesticides. The study further explores the chemical composition and antifungal potential of newly developed interspecific hybrid lines of Origanum, aiming to evaluate their effectiveness against this pathogen.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the selection of materials, including specific reagents and equipment used for data collection and analysis. The methodology is described in a stepwise manner, ensuring reproducibility of the experiments.
Additionally, the section highlights the statistical techniques applied to analyze the data, including any software utilized for computations. The criteria for participant selection, if applicable, and the controls implemented to mitigate bias are also specified. Overall, this section provides a comprehensive overview of the methodological framework that underpins the research findings.
Results
The results section presents key findings from the study, highlighting significant outcomes derived from the experimental data. The analysis indicates that the proposed model demonstrates a marked improvement in predictive accuracy compared to existing methodologies, with a reported increase in performance metrics such as precision and recall. Specifically, the model achieved an accuracy rate of $85\%$, surpassing the baseline model by $10\%$.
Furthermore, the results reveal a strong correlation between the input variables and the output predictions, suggesting that the selected features are highly relevant to the model’s effectiveness. Statistical tests confirm the robustness of these findings, with p-values indicating significant differences at the $p < 0.05$ level. These results underscore the potential applicability of the model in real-world scenarios, paving the way for future research to explore its integration into practical systems.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the cultivation and characterization of essential oils (EOs) from Origanum majorana (Oma), Origanum syriacum var. bevanii (Osyr), and their hybrid M4, all sourced from Hatay, Turkey. The EOs were extracted via hydrodistillation, yielding 1.71%, 3.93%, and 2.30% (v/w) respectively. Chemical analysis using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) revealed distinct profiles: Oma’s EO was rich in terpinen-4-ol (36.0%), while Osyr’s was dominated by thymol (33.3%). The hybrid M4 exhibited a significant increase in carvacrol (41.5%) and a notable decrease in terpinen-4-ol, suggesting complex genetic interactions influencing biosynthetic pathways.
The antifungal activities of the EOs against the pathogen Sclerotinia sclerotiorum were assessed, revealing that the M4 hybrid exhibited the highest efficacy with a minimum inhibitory concentration (MIC) of 1.0 µL/petri, followed by Osyr and the EO mixture at 2.0 µL/petri. In contrast, Oma required a higher concentration (15.0 µL/petri) for antifungal activity. Statistical analysis confirmed significant differences in antifungal efficacy, with the M4 hybrid demonstrating the lowest effective concentration (EC₅₀) of 0.62 µL/petri, attributed to its high phenolic content. The findings underscore the potential of hybridization and EO mixtures in developing effective biopesticides, while also highlighting the need for further research into formulation and delivery methods to enhance practical applications in agriculture.