280 likes | 418 Views
Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Βιολογίας Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας. Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L. Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ.
E N D
Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Βιολογίας Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L. Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ. 12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011
εισαγωγή Thyme Ένας από τους πλέον εμπορικούς όρους ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΕΣ ΧΩΡΕΣ Ισπανία | Πορτογαλία | Τουρκία| Ισραήλ| Βουλγαρία| Ουγγαρία | Γαλλία| Ελλάδα θυμάρι [el] thymian [de] thym [fr] kekik [tu] tomillo [sp] Βότανα & καρυκεύματα (herbs and spices) Thyme Αιθέρια Έλαια (ΑΕ) Παγκόσμια αύξηση εξαγωγών (2004: > 3000 μετρικοί τόνοι) (International Trade Centre UNCTAD/WTO 2006) Ανάπτυξη προδιαγραφών στο πλαίσιο της διασφάλισης ποιότητας αλλά και της δημόσιας υγείας Ελάχιστη περιεκτικότητα σε ΑΕ
εισαγωγή Thyme Διεθνείς και Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές: «Thyme» Ελάχιστη περιεκτικότητασε ΑΕ: 1,0 - 1,2 mL 100 g-1
εισαγωγή Βοτανικός προσδιορισμός Φυτά υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι» Προδιαγραφές ευρωπαϊκών & διεθνών Οργανισμών Εθνοβοτανικά δεδομένα & δεδομένα από αγορές βοτάνων & καρυκευμάτων Περιγραφές σε Ιστορικά βοτανικά χειρόγραφα (κείμενα Διοσκουρίδη & Θεόφραστου) Φυτά του γένους ThymusL. Th. sibthorpii Benth. & Th. capitatusHoffmans. & Link (Syn. Coridothymus capitatus(L.) Reichenb. fil. & Thymbra capitata(L.) Cav.)
εισαγωγή Προσδιορισμός της περιεκτικότητας Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε ΑΕ Υδροαπόσταξη (συσκευές τύπου clevenger) Επιστημονικώς αποδεκτή Ειδικό εργαστηριακό εξοπλισμό Εξειδικευμένο προσωπικό Αυξημένη ακρίβεια Χρόνο • Έλεγχος περιεκτικότητας μεγάλου αριθμού αυτοφυών φυτών;
σκοπός Σκοπός Η συσχέτιση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο φυτών του γένους Thymusμε μορφομετρικά δεδομένα, και η κατασκευή μαθηματικού μοντέλου εκτίμησής της Προσέγγιση Επιλογή της περιοχής μελέτης - Συλλογή φυτικών ατόμων Μέτρηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ ανά φυτικό άτομο Μελέτη του αδενικού τριχώματος Επεξεργασία δεδομένων & εξαγωγή συμπερασμάτων
μεθοδολογια Επιλογή του Th. sibthorpii Th. sibthorpii Benth. Ένα από τα βασικά είδη στις αγορές βοτάνων & καρυκευμάτων της Β Ελλάδας υπό τον εμπορικό όρο «θυμάρι» Γεωγραφική εξάπλωση σε όλη σχεδόν τη Β Ελλάδα Χημειότυποι φαινολικών ενώσεων (οσμή «θυμαριού»)
μεθοδολογια Επιλογή περιοχής μελέτης GR1270001 : Όρος Χολομώντας GR1270005 : Όρος Στρατονικό – Κορυφή Σκαμνί Κεντρική περιοχή εξάπλωσης του Th. sibthorpiiστην Ελλάδα (Κουρέας αδημοσίευτα δεδομένα) Σημαντική ποικιλότητα ενδιαιτημάτων (Τύποι Οικοτόπων σύμφωνα με Οδηγία 92/43/ΕΟΚ)
μεθοδολογια Προσδιορισμός περιεκτικότητας Συλλογή 120 φυτικών ατόμων του είδους Th. sibthorpii Μέτρηση της περιεκτικότητας σε φύλλα & ταξιανθίες με τη μέθοδο της υδρο-απόσταξης (σύμφωνα με ISO 6751:1984) EOC Essential Oil Content
μεθοδολογία Μορφομετρία Φωτογράφηση των δειγμάτων Σε ειδική φωτογραφική διάταξη Ανάλυση Εικόνας με τη χρήση Η/Υ (λογισμικό: ImageJ & ImagePro Plus) NGH Number of Glandular Hairs Μέσος αριθμός αδενικών λεπίων ανά mm2της κάτω επιφάνειας του φύλλου SGH Size of Glandular Hairs Αδενικά λέπια (peltate glandular hairs) Μέση διάμετρος (σε κάτοψη)αδενικών λεπίων της κάτω επιφάνειας του φύλλου απουσία αδενικών τριχών (capitate glandular hairs)
αποτελέσματα Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο EOC Έντονη διακύμανση της περιεκτικότητας σε ΑΕ μεταξύ των ατόμων του είδους ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
αποτελέσματα Περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο 24% < 1,2 mL 100g-1 EOC Σημαντικό ποσοστό (24%) των ατόμων δεν πληρούν τις προϋποθέσεις ελάχιστης περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
αποτελέσματα Μορφομετρικά δεδομένα NGH Κάνναβος 1 mm2 LGN = 22,8 αδενικά λέπια / mm 2 LGN = 5 αδενικά λέπια / mm 2
αποτελέσματα Μορφομετρικά δεδομένα SGH Κάνναβος 1 mm2 SGH= 63 μm SGH= 117 μm
αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης p < 0,05 Ανάλυση γραμμικής παλινδρόμησης (linear regression) F = 8,876 R2 = 0,278 NGH EOC EOC Η πυκνότητα των αδενικών λεπίων συνδέεται με την περιεκτικότητα σε ΑΕ με μία ασθενή γραμμική σχέση NGH ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης Ασθενής γραμμική συσχέτιση NGH EOC Πιο ισχυρή συσχέτιση ? VGH Volume of Glandular Hairs Όγκος αδενικού λεπίου
αποτελέσματα Υπολογισμός LGV Με βάση μελέτη αδενικών λεπίων στα: Thymus vulgaris L. (Bruni & Modenesi 1983) Satureja thymbra L. (Bosabalidis 1990) Vsub Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος Vcell εφυμενίδα Κύτταρα κεφαλής VGH SGH Κύτταρο μίσχου Κύτταρο βάσης Vsub: Υπεφυμενιδικός εκκριματοδόχος χώρος Vcell: όγκος κυττάρων κεφαλής R: ακτίνα αδενικού λεπίου σε κάτοψη και Rh: μέγιστο ύψος του υπεφυμενιδικού εκκριματοδόχου χώρου.
αποτελέσματα Ανάλυση παλινδρόμησης R2 = 0,813 EOC mL 100g-1 μm3 VGH Μετρήσεις NGH No. / mm2 Η περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο περιγράφεται από τη γραμμική συνάρτηση:
αποτελέσματα Μοντέλο εκτίμησης (LGN, LGV) EOC mL 100g-1 VGH μm3 NGH No. / mm2
αποτελέσματα Όταν στη συνάρτηση Αντικατασταθεί o VGHμε SGH τότε:
αποτελέσματα Μοντέλο εκτίμησης (NGH, SGH) EOC mL 100g-1 SGH μm NGH No. / mm2
αποτελέσματα Κατηγοριοποίηση EOC L Χαμηλή <1,2 mL 100g-1 Μ Μεσαία 1,2-2,5 mL 100g-1 Η Υψηλή >2,5 mL 100g-1 NGH SGH NGH-L Χαμηλή < 9 αδένες ανά mm2 NGH-M Μεσαία 9-15 αδένες ανά mm2 NGH-H Υψηλή >15 αδένες ανά mm2 SGH-L Μικρή < 80 μm SGH-M Μεσαία81-90 μm SGH-H Μεγάλη91-100 μm SGH-VH Πολύ μεγάλη >100 μm
αποτελέσματα Δενδρόγραμμα απόφασης L M H Classification & Regression Tree (μέθοδος CRT) Διχοτομική κλείδα για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ SGH Υψηλή περιεκτικότητα (αποδεκτή) EOC > 2,5 mL 100 g-1 NGH Χαμηλή περιεκτικότητα (μηαποδεκτή) EOC <1,2 mL 100 g-1 SGH Μέση περιεκτικότητα (αποδεκτή) EOC > 1,2 mL 100 g-1 NGH Μέση περιεκτικότητα (αποδεκτή) Χαμηλή περιεκτικότητα (μηαποδεκτή) EOC <1,2 mL 100 g-1 EOC > 1,2 mL 100 g-1
συμπεράσματα Σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές για τα φυτά που διακινούνται εμπορικά υπό τον όρο «θυμάρι» ορίζεται ελάχιστη περιεκτικότητα 1,0-1,2 % (mL 100g-1) σε ΑΕ 1. Έντονηδιαφοροποίηση της περιεκτικότητας σε ΑΕ στο εμπορικά σημαντικό είδος Th. sibthorpii[0,2 – 3,5% (mL 100g-1)] 2. Η περιεκτικότητα σε ΑΕ μπορεί να εκτιμηθεί με βάση μορφολογικούς χαρακτήρες όπως η πυκνότητα και το μέγεθος των αδενικών λεπίων της κάτω επιφάνειας των φύλλων 3. Η σχέση της πυκνότητας και μεγέθους αδενικών λεπίων με την περιεκτικότητα περιγράφεται από την συνάρτηση: 4. Η διάκριση των αυτοφυών ατόμων του Th. sibthorpii που πληρούν τις προδιαγραφές ελάχιστης περιεκτικότητας σε ΑΕ μπορεί να επιτευχθεί σε τέσσερα βήματα με τη χρήση διχοτομικών κλειδών 5.
Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Βιολογίας Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής & Φυτογεωγραφίας Χρήση μορφομετρικών δεδομένων για την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αιθέριο έλαιο αυτοφυών φυτών του γένους Thymus L. Κουρέας Δ. & Κοκκίνη Σ. 12ο Επιστημονικό Συνέδριο | Ελληνική Βοτανική Εταιρεία | Ρέθυμνο 2011