Numerical taxonomy of the genus Glycyrrhiza in the Hyrcanian region

Document Type: Systematics and Biodiversity of Plants

Authors

1 MSc in Plant Systematic, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

2 Research Assistant Prof., Research Division of Natural Resources, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Gorgan, Iran

3 Associate Prof., Department of Biology, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

4 Associate Prof., Plant Breeding, and Biotechnology, Sari Agriculture and Natural Resource University, Sari, Iran

Abstract

Noticeable variation was observed in a number of morphological characters in the Glycyrrhiza specimens in various habitats in north of Iran. To study these variations, two taxa related to the Hyrcanian region from all four known taxa of this genus in Iran, including Glycyrrhiza echinata, and G. glabra var. glabra were studied by numerical taxonomy using morphological characters in three provinces, Golestan, Mazandaran, and Gilan. A total of 15 populations were studied in terms of 60 quantitative and qualitative characters of vegetative and reproductive organs, and the obtained data were analyzed by SPSS software after encoding. Based on the PCA analysis, 11 components created about 98% of diversity, indicating the separation of relatively numerous characters for these taxa. Among these traits, the best one was the length of the pedicle. In the WARD cluster analysis, the populations of each taxon are located in a separate cluster and their position in each cluster is also significantly aligned with the longitude, which can be attributed to the significant influence of climate conditions, including relative humidity from west to east on the variety of peculiarities in these taxa. Based on the results of this study, taxonomic treatment of the studied taxa in Flora Iranica confirmed.

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

مطالعه تاکسونومی عددی جنس شیرین‌بیان در منطقه هیرکانی

Authors [Persian]

  • حمیده حسن نژاد دیوکلایی 1
  • فاطمه فدائی 2
  • آرمان محمودی اطاقوری 3
  • سید کمال کاظمی تبار 4
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سیستماتیک گیاهی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
2 استادیار پژوهش بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران
3 دانشیار گروه زیست شناسی دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
4 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران
Abstract [Persian]

تنوع قابل ملاحظه در صفات ریختی متعددی در جنس شیرین‌بیان (باقلاییان) مشاهده گردید. جهت بررسی چگونگی این تغییرات، دو آرایه مربوط به منطقه هیرکانی شامل:  G. echinataوGlycyrrhiza glabra var. glabra  از مجموع سه آرایه شناخته شده از این جنس در ایران (گونه سوم G. aspera در غرب و مرکز کشور، در منطقه رویشی ایرانو-تورانی پراکنش دارد)، در هر سه استان گلستان، مازندران و گیلان مورد مطالعه ریخت‌شناسی به روش تاکسونومی عددی قرار گرفتند. در مجموع، 15 جمعیت از لحاظ 60 صفت کمی و کیفی مربوط به اندام‌های رویشی و زایشی مورد مطالعه دقیق قرار گرفته و داده‌های به دست ‌آمده، پس از کدبندی با استفاده از آنالیزهای آماری توسط نرم‌افزار SPSS ارزیابی شدند. براساس آنالیز PCA، تعداد 11 مؤلفه حدود 98 درصد تنوع را ایجاد کردند که نشان‌دهنده قدرت تفکیکی صفات نسبتا متعددی برای این آرایه‌هاست. از میان این صفات، بهترین صفت طول دمگل بوده است. براساس نتایج، وضعیت رده‌بندی دو آرایه مطالعه شده در فلورا ایرانیکا تایید شد. در آنالیز خوشه‌بندی به روش WARD، جمعیت‌های هر آرایه در خوشه جداگانه قرار گرفته و جایگاه آن‌ها در هر خوشه نیز
به طور معنی‌داری در راستای طول جغرافیایی مرتب شده است و این می‌تواند مربوط به تاثیر قابل توجه شرایط اقلیمی از جمله میزان رطوبت نسبی از غرب تا شرق روی تنوع ویژگی‌های ریختی در این آرایه‌ها باشد. براساس نتایج مطالعات متعدد، تفاوت‌های ریختی در این آرایه‌ها به طور معنی‌داری با تفاوت در مواد مؤثره گیاهی همراه است و از این نظر مطالعات تنوع ریختی در بررسی‌های آنالیز مواد مؤثره دارویی جایگاه ویژه می‌یابد.

Keywords [Persian]

  • ایران
  • باقلاییان
  • تاکسونومی عددی
  • شیرین‌بیان
  • مورفومتری
Barghi, N. & Siljak-Yakovlev, S. 1990. Karyological study in three species of Glycyrrhiza genus
(G. glabra, G. lepidota and G. echinata). Caryologia 43: 223–234.

Bojian, B. & Larsen, K. 2010. Flora of China, Vol. 10, pp. 509–511.

Chamberlain, D.F. 1970. Glycyrrhiza L. Pp. 260–263,
In: Flora of Turkey and the East Aegean Islands (Davis, P.H., ed.), Vol. 3. Edinburgh, University Press.

Ghahremaninejad, F. & Nejad Falatoury, A. 2016. An update on the flora of Iran: Iranian angiosperm orders and families accordance with APGIV. Nova Biologica Reperta 3(1): 80–107.

Grigor’ ev, Y.S. &Vassil’ chenko, I.T.1948. Glycyrrhiza L. Pp. 176–184, In: Flora of the U.S.S.R. (Komarov, V.L., ed.), Vol. 13 (English translation 1972).

Haji-Mehdipour, H., Amnzadeh, Y., Hasanlou, T., Shekarchi, M., Abedi, Z. & Pirali-Hamedani, M. 2008. Investigating on the quality of wild licorice roots collected from different regions of Iran. Journal of Medicinal Plants 27(7): 106–114
(In Persian).

Hayashi, H., Zhang, S.-L., Nakaizumi, T., Shimura, K., Yamaguchi, M., Inoue, K., Sarsenbaev, K., Iro, M. & Honda, G. 2003. Field survey of Glycyrrhiza plants in Central Asia (2). Characterization of Phenolics and their variation in the leaves of Glycyrrhiza plants collected in Kazakhstan. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 51(10): 1147–1152.

Rechinger, K.H. 1984. Glycyrrhiza L. Pp. 164–168, In: Flora Iranica (Rechinger K.H., ed.), Vol. 157 Papilionaceae II. Academische Druck- u. Verlagsanstalt, Graz-Austria.

Sharifi-Tehrani, M., Kazemi, A. & Shabani, L. 2012. Phenetic relationships among natural population accessions of Glycyrrhiza glabra L. (Fabaceae) in central Zagros region of Iran, based on quantitative morphology, flavonoids and glycyrrhizin contents data. Taxonomy and Biosystematics 13: 59–72.

Sheidai, M., Fadaei, F. & Assadi, M. 2011. Species relationship and diversification in the genus Arenaria L. (Caryophyllaceae). Phytologia Balcanica 17(2): 191–199.

Sheidai, M. & Fadaei, F. 2005. Intra and inter-specific morphological variations in Bromus L. sect. Genea (Poaceae) species in Iran. Environmental Sciences 9: 59–70.

Sheidai, M., Iraj, Sh. & Karamian, R. 2008. Cytomorphological studies of the genus Glycyrrhiza in Iran. Cytologia 73(3): 333–339.

Townsend, C.C. & Guest, E. 1974. Glycyrrhiza in Flora of Iraq, Vol. 3, pp. 445–449.

Valiolahpor, R., Rashed Mohassel, M.H. & Ghanbari, A. 2006. Evaluation of the effects of planting depth and rhizome size on above ground growth of licorice (Glycyrrhiza glabra L.). Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources 12 (Special Issue in Agronomy): 74–81.

Vibha, J.B., Choudhary, K., Mangal Singh, M.S. & Shekhawat, N.S. 2009. A study on pharmacokienetics and therapeutic efficacy of Glycyrrhiza glabra: A miracle medicinal herb. Botany Research International 2(3): 157–163.

Xian Zhang, Yi. He., Huang, Yu., Jian-An, Wei., Ling, H., Cai-Xia, Li. & Guo-Wei, Z. 2012. HUR-mediated posttranscriptional regulation of p21 is involved in the effect of Glycyrrhiza uralensis licorice aqueous extract on polyamine-depleted intestinal crypt cell proliferation. The Journal of Nutritional Biochemistry 23(10): 1285–1293.

Yang, S.O., Hyun Kim, S.H., Kim, H. Su., Lee, J., Whang, W., Lee, M.W. & Choi, H.K. 2010. Differentiation of roots of Glycyrrhiza species by 1H Nuclear Magnetic resonance spectroscopy and multivariate statistical analysis. Bulletin of Korean Chemical Society 31(4): 825–828.

Yeo, P.F. 1968. Glycyrrhiza L.. P. 127, In: Flora Europaea (Tutin, T.G., Heywood, V.H., Burges, N.A., Moore, D.M., Walentine, D.H., Walters, S.M. & Webb, D.A., eds), Vol. 2. Cambridge University Press (First paperback printing 2010).