زنیان (Trachyspermum ammi L.) یکی از گیاهان دارویی با ارزش در خانواده چتریان است که ظرفیت بالایی برای بهبود و اصلاح ژنتیکی در راستای افزایش عملکرد دانه، عملکرد اسانس و تولید متابولیت¬‌های ثانویه دارد. تنش‌¬های محیطی و بهبود شیوه¬‌های زراعی می¬‌تواند مسیر¬های متابولیکی گیاهان را تحت‌تأثیر قرار داده و میزان تولید این ترکیبات را افزایش دهد. این پژوهش با هدف شناسایی جمعیت¬های متحمل به تنش کم‌¬آبی و ارزیابی تنوع ژنتیکی صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک 28 جمعیت زنیان تحت شرایط تنش کم¬آبی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار طی دو سال زراعی انجام شد. سپس براساس نتایج تجزیه به مولفه‌¬های اصلی، 12 جمعیت برتر انتخاب شدند و صفات فیتوشیمیایی و تغییرات متابولیت‌¬های ثانویه آن¬‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که جمعیت¬ها از نظر اکثر صفات مورد مطالعه اختلاف معنی¬داری داشتند. همچنین اثر سطوح آبیاری بر تمام صفات معنی‌¬دار بود. تنش کم¬آبی موجب کاهش معنی¬داری در صفات ارتفاع بوته، تعداد انشعابات فرعی، قطر گل¬‌آذین، تعداد چتر در بوته، مساحت کانوپی، وزن هزار دانه، وزن خشک بوته، تعداد گل و دانه در چتر، عملکرد دانه، محتوای کلروفیل a و b، کلروفیل کل، محتوای کاروتنوئید و محتوای نسبی آب برگ شد. اما تنش کم¬آبی منجر به افزایش فعالیت آنزیم¬های آنتی¬اکسیدانی (کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز)، میزان مالون¬دی¬آلدهید، هیدروژن پراکسید، پرولین، محتوای اسانس، محتوای فنول و فلاونوئید کل، فعالیت آنتی¬اکسیدانی، ترکیبات پلی¬‌فنول و تغییر در ترکیبات اسانس شد. برای انتخاب جمعیت-های متحمل به تنش، شاخص‌¬های TOL، SSI، STI، MP، GMP و YSI مورد بررسی قرار گرفتند که شاخص-‌های STI، MP و GMP به‌ عنوان شاخص¬‌های برتر برای شناسایی جمعیت¬‌های متحمل زنیان معرفی شدند. بر اساس این شاخص¬‌ها جمعیت¬‌های Esfahgh، Arakkho و Ardebil به ‌عنوان متحمل¬‌ترین جمعیت¬ها معرفی شدند. آنالیز کروماتوگرافی گازی نشان داد که تیمول، کارواکرول، گاماترپینن و پی¬سیمن ترکیبات اصلی اسانس زنیان را تشکیل می‌¬دهند و بیشترین محتوای تیمول (01/89 درصد) در پاسخ به تنش کم¬آبی در جمعیت Farsmar مشاهده شد. علاوه بر این، نتایج کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا وجود هشت ترکیب مهم شامل گالیک اسید، کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، پی¬کوماریک اسید، روتین، فرولیک اسید، رزمارینیک اسید و آپیجنین را در عصاره فنولی زنیان نشان داد. از آنجائیکه کلروژنیک اسید، کافئیک اسید و پی¬‌کوماریک اسید به‌عنوان ترکیبات اصلی عصاره فنولی زنیان هستند جمعیت‌¬های Yazd و Arakkho در شرایط تنش کم¬‌آبی به لحاظ برتری معنی دار این ترکیبات می¬‌توانند به‌عنوان منابع غنی آنتی¬‌اکسیدانی در صنایع غذایی و دارویی استفاده شوند. این پژوهش به بررسی تغییرات بیان ژن‌¬های دخیل در مسیر سنتز فلاونوئید¬ها در شرایط تنش کم¬آبی در گیاه زنیان پرداخت. نتایج نشان داد که بیان ژن PAL2، که در تولید ترکیبات فنولی نقش دارد در بافت‌¬های گل-‌آذین و برگ گیاه تحت تاثیر تنش افزایش می¬‌یابد که این امر به محافظت از سلول¬‌های گیاهی کمک می¬‌کند. در همین راستا، بیان ژن‌¬های CHS1، F3’H1 و F3'5'H که در تولید فلاونوئید¬ها و آنتوسیانین¬‌ها دخیل هستند تحت تنش کم‌¬آبی افزایش یافت. با این حال بیان این ژن¬ها با افزایش مدت زمان تنش کاهش یافت. این یافته‌¬ها امکان شناسایی و بهره¬‌برداری از جمعیت¬‌های متحمل گیاه زنیان که حاوی مقادیر بالای ترکیبات پلی¬فنلی باشد را در برنامه‌¬های به¬نژادی فراهم می¬‌کند.

کلمات کلیدی: زنیان، تنش کم¬آبی، متابولیت¬های ثانویه، پلی¬فنل، فلاونوئید، بیان ژن