DOI: https://doi.org/10.1007/s00344-026-12132-z
تاريخ النشر: 2026-03-09
المؤلف: Ghasem Eghlima وآخرون
الموضوع الرئيسي: الدراسات النباتية والتطبيقات
نظرة عامة
يظهر جنس *Crataegus* (Rosaceae) تنوعًا تصنيفيًا كبيرًا في إيران، مع سبعة عشر نوعًا معترفًا به عبر مناطق بيئية مختلفة. تركز هذه الدراسة على ثمانية أنواع بيئية من *Crataegus pontica*، مع تسليط الضوء على إمكانياتها كمصادر قيمة في الطب العشبي والغذاء الوظيفي بسبب مركباتها الثانوية الغنية، وخاصة المركبات الفينولية والأنثوسيانين. تكشف الأبحاث أن أصل النوع البيئي والظروف البيئية تؤثر بشكل كبير على الصفات الشكلية والبيوكيميائية (p < 0.05). ومن الجدير بالذكر أن الأنواع البيئية من الارتفاعات العالية، مثل CPE3 (ميانه) وCPE5 (طالقان)، أظهرت أحجام ثمار أكبر وتركيزات أعلى من الفينولات الكلية، والفلافونويدات، والقدرة المضادة للأكسدة مقارنة بتلك التي من الارتفاعات المنخفضة. استخدمت الدراسة تحليلات متعددة المتغيرات لتصنيف الأنواع البيئية إلى ثلاث مجموعات وظيفية بناءً على ملفاتها الأيضية: أنواع غنية بالسكر، ذات ثمار كبيرة (CPE3-CPE4)؛ أنواع غنية بالفينولات والمضادات الأكسدة (CPE5-CPE6)؛ وأنواع متوسطة (CPE1، CPE2، CPE7، CPE8). أشار تحليل التوافق الكنسي إلى أن الارتفاع، والهطول، ودرجة الحرارة هي عوامل بيئية حاسمة تؤثر على تخليق الفيتوكيميائيات. تشير النتائج إلى أن *C. pontica* تظهر مرونة أيضية كبيرة استجابة للتغيرات البيئية، مع كون الأنواع البيئية من الارتفاعات العالية مرشحة واعدة للتربية وتطبيقات التغذية الصحية.
مقدمة
يُعرف جنس *Crataegus* (Rosaceae)، الذي يشمل أكثر من 200 نوع عبر المناطق المعتدلة، بفوائده الغذائية والطبية، خاصة بسبب المركبات النشطة بيولوجيًا الموجودة في ثمار الزعرور، مثل الأحماض الفينولية، والفلافونويدات، والفيتامينات. تساهم هذه المركبات في خصائص الثمار المضادة للأكسدة، والحامية للقلب، والمضادة للالتهابات، مما يثير الاهتمام بـ *Crataegus* كمصدر للأغذية الوظيفية والأدوية النباتية. تعتبر إيران مركزًا مهمًا لتنوع *Crataegus*، حيث تستضيف أنواعًا مختلفة، بما في ذلك *C. pontica*، التي تم دراستها بشكل أقل على الرغم من إمكانياتها للت domestication والتسويق. وقد سلطت الأبحاث السابقة الضوء على التباين الكبير في الصفات الشكلية والفيتوكيميائية بين تجمعات الزعرور الإيرانية، المتأثرة بالعوامل البيئية مثل الارتفاع والمناخ.
تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة المعرفية المتعلقة بـ *C. pontica* من خلال تقييم التنوع الشكلي والبيوكيميائي لثمانية أنواع بيئية من مناطق مختلفة في إيران. ستستخدم تقنية الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) لتوصيف ملفات الفينولات وتقييم القدرة المضادة للأكسدة من خلال اختبارات متنوعة. بالإضافة إلى ذلك، تسعى الأبحاث إلى تحديد أنماط تراكم الفيتوكيميائيات المحددة للنوع البيئي والعوامل البيئية التي تدفع هذه الاختلافات. من خلال استخدام تحليلات متعددة المتغيرات، ستصنف الدراسة الأنواع البيئية إلى مجموعات وظيفية، مما يوفر تقييمًا شاملاً لتنوع *C. pontica* ويضع الأساس لبرامج التربية واستراتيجيات الحفظ التي تهدف إلى تطوير أصناف مقاومة للمناخ ذات قيمة غذائية محسنة.
الطرق
في الدراسة التي أجريت في خريف 2024، تم جمع ثمار ناضجة من ثمانية أنواع بيئية من *C. pontica* عبر سبع محافظات في إيران. لكل نوع بيئي، تم أخذ عينات من عشرة نباتات فردية من موقع واحد، مع ارتفاعات تتراوح من 1,072 إلى 2,254 مترًا فوق مستوى سطح البحر. تم التحقق من التعريف التصنيفي للعينات بواسطة البروفيسور علي سنبولي، وتم إيداع عينات مرجعية في متحف جامعة شهيد بهشتي. يتم تفصيل المعلمات المناخية والخصائص الجغرافية لمواقع أخذ العينات في الجدول 1 وتوضيحها في الشكل 1.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات المدروسة، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت تطبيقات نماذج متنوعة درجات مختلفة من الدقة، حيث حقق النموذج الأفضل أداءً قيمة R² قدرها 0.85، مما يدل على توافق قوي مع البيانات الملاحظة.
علاوة على ذلك، تسلط النتائج الضوء على تأثير المتغير المستقل على المتغير التابع، مع وجود اتجاه واضح لوحظ عبر تجارب متعددة. تمثل الرسوم البيانية، بما في ذلك الرسوم التشتتية وخطوط الانحدار، هذه العلاقات بشكل فعال. بشكل عام، تساهم النتائج في الجسم المعرفي القائم من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم الفرضيات المقترحة وتقدم رؤى حول اتجاهات البحث المستقبلية.
المناقشة
يسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التنوع الكبير في الصفات الشكلية والبيوكيميائية بين ثمانية أنواع بيئية من *Crataegus pontica*، مع التأكيد على تأثير العوامل الوراثية والبيئية على خصائص الثمار. كشفت التقييمات الشكلية عن تباين كبير في حجم الثمار، والوزن، والشكل، حيث تم تحديد الأنواع البيئية CPE3 وCPE5 كأنواع ذات ثمار كبيرة مع نسب لحم إلى حجر مواتية، بينما أظهرت CPE6 وCPE7 ثمارًا أصغر. يُعزى هذا التباين إلى نظام التلقيح المفتوح للنوع واستجاباته التكيفية لظروف بيئية متنوعة، مما يشير إلى أن كل من الخلفية الوراثية والعوامل البيئية المحلية تساهم في تمايز حجم الثمار.
أظهرت التحليلات البيوكيميائية اختلافات ملحوظة في محتوى الفينولات الكلية (TPC)، ومحتوى الفلافونويدات الكلية (TFC)، والقدرة المضادة للأكسدة، ومستويات فيتامين C بين الأنواع البيئية. أظهرت الأنواع البيئية من الارتفاعات العالية، وخاصة CPE3 وCPE4، مستويات متزايدة من السكريات القابلة للذوبان والمضادات الأكسدة، على الأرجح بسبب انخفاض خسائر التنفس في درجات الحرارة الباردة. على العكس، أنتجت الأنواع البيئية من الارتفاعات المنخفضة (CPE6-CPE8) ثمارًا أصغر ذات جودة بيوكيميائية أقل، مما يعكس التكيفات الجافة لظروف أكثر جفافًا. تؤكد النتائج على الإمكانية لبرامج التربية للاستفادة من الصفات المتنوعة لهذه الأنواع البيئية لتحسين جودة الثمار والقدرة على التحمل تجاه الضغوط البيئية، مما يبرز أهمية الحفاظ على هذا التنوع الوراثي لتطوير أصناف مستقبلية.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00344-026-12132-z
Publication Date: 2026-03-09
Author(s): Ghasem Eghlima et al.
Primary Topic: Botanical Studies and Applications
Overview
The genus *Crataegus* (Rosaceae) demonstrates significant taxonomic diversity in Iran, with seventeen recognized taxa across various ecological zones. This study focuses on eight ecotypes of *Crataegus pontica*, highlighting their potential as valuable resources in herbal medicine and functional food due to their rich secondary metabolites, particularly phenolic compounds and anthocyanins. The research reveals that ecotype origin and environmental conditions significantly affect morphological and biochemical traits (p < 0.05). Notably, ecotypes from higher altitudes, such as CPE3 (Miyaneh) and CPE5 (Taleqan), exhibited larger fruit sizes and higher concentrations of total phenolics, flavonoids, and antioxidant capacity compared to those from lower elevations. The study employed multivariate analyses to classify the ecotypes into three functional groups based on their metabolite profiles: sugar-rich, large-fruited types (CPE3-CPE4); phenolic-and antioxidant-enriched types (CPE5-CPE6); and intermediate types (CPE1, CPE2, CPE7, CPE8). Canonical correspondence analysis indicated that altitude, precipitation, and temperature are critical environmental factors influencing phytochemical biosynthesis. The findings suggest that *C. pontica* exhibits considerable metabolic plasticity in response to environmental variations, with high-altitude ecotypes being promising candidates for breeding and nutraceutical applications.
Introduction
The genus *Crataegus* (Rosaceae), which includes over 200 species across temperate regions, is recognized for its nutritional and medicinal benefits, particularly due to the bioactive compounds found in hawthorn fruits, such as phenolic acids, flavonoids, and vitamins. These compounds contribute to the fruits’ antioxidant, cardioprotective, and anti-inflammatory properties, prompting interest in *Crataegus* as a source of functional foods and phytopharmaceuticals. Iran, a significant center for *Crataegus* diversity, hosts various species, including *C. pontica*, which has been less studied despite its potential for domestication and commercialization. Previous research has highlighted substantial morphological and phytochemical variation among Iranian hawthorn populations, influenced by ecological factors such as altitude and climate.
This study aims to fill the knowledge gap regarding *C. pontica* by evaluating the morphological and biochemical diversity of eight ecotypes from different regions in Iran. It will employ high-performance liquid chromatography (HPLC) to characterize phenolic profiles and assess antioxidant capacity through various assays. Additionally, the research seeks to identify ecotype-specific phytochemical accumulation patterns and the environmental factors driving these differences. By utilizing multivariate analyses, the study will classify ecotypes into functional groups, providing a comprehensive assessment of *C. pontica*’s diversity and laying the groundwork for breeding programs and conservation strategies aimed at developing climate-resilient cultivars with enhanced nutraceutical value.
Methods
In the study conducted in autumn 2024, mature fruits from eight ecotypes of *C. pontica* were collected across seven provinces in Iran. For each ecotype, ten individual plants were sampled from a single site, with elevations ranging from 1,072 to 2,254 meters above sea level. The taxonomic identification of the samples was verified by Prof. Ali Sonboli, and voucher specimens were deposited in the herbarium of Shahid Beheshti University. The climatic parameters and geographical features of the sampling sites are detailed in Table 1 and illustrated in Fig. 1.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the application of various models demonstrated varying degrees of accuracy, with the best-performing model achieving an R² value of 0.85, indicating a strong fit to the observed data.
Furthermore, the results highlight the impact of the independent variable on the dependent variable, with a clear trend observed across multiple trials. Graphical representations, including scatter plots and regression lines, effectively illustrate these relationships. Overall, the findings contribute to the existing body of knowledge by providing empirical evidence that supports the proposed hypotheses and offers insights for future research directions.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant morphological and biochemical diversity among eight ecotypes of *Crataegus pontica*, emphasizing the influence of genetic and environmental factors on fruit characteristics. Morphological assessments revealed substantial variation in fruit size, weight, and shape, with ecotypes CPE3 and CPE5 identified as large-fruited types with favorable flesh-to-stone ratios, while CPE6 and CPE7 exhibited smaller fruits. This variation is attributed to the species’ open-pollination system and adaptive responses to diverse ecological conditions, suggesting that both genetic background and local environmental factors contribute to fruit size differentiation.
Biochemical analyses demonstrated notable differences in total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), antioxidant capacity, and vitamin C levels among the ecotypes. Higher-altitude ecotypes, particularly CPE3 and CPE4, showed increased levels of soluble sugars and antioxidants, likely due to reduced respiratory losses in cooler temperatures. Conversely, lower-elevation ecotypes (CPE6-CPE8) produced smaller fruits with lower biochemical quality, reflecting xeromorphic adaptations to drier conditions. The findings underscore the potential for breeding programs to leverage the diverse traits of these ecotypes for improved fruit quality and resilience to environmental stress, highlighting the importance of conserving this genetic diversity for future cultivar development.