Assessment of Pituranthos species' adaptation to edaphic and climatological factors in Algerian Sahara

Abstract

الأهداف: تهدف هذه الدراسة إلى تقييم آليات تكيف أنواع جنس Pituranthos مع العوامل التربوية والمناخية في الصحراء الجزائرية. ويركز العمل على استقصاء التباين الكيميائي النباتي والإمكانات البيولوجية لنوعين طبيين: P. chloranthus (ولاية غرداية) وP. scoparius (ولاية أدرار)، مع تحديد دور التغيرات الموسمية والأصل الجغرافي في تعديل خصائص المركبات النشطة بيولوجياً. المنهجية: تضمن الإطار المنهجي جمع المادة النباتية من المنطقتين خلال فصلي الخريف والربيع، مع تحليل دقيق لظروف المناخ والتربة. شملت الدراسة تقدير الأوزموليتات وتحليلاً كيميائياً للمستخلصات الإيثانولية والزيوت العطرية باستخدام تقنيات UPLC/MS-MS وGC-MS. وعلاوة على ذلك، تم توظيف قدرة المستخلصات على الاختزال لتصنيع مركب نانوي أخضر هجين من أكسيد المغنيسيوم المطعّم بالفضة (Ag/MgO)، والذي جرى توصيفه بتقنيات متقدمة مثل XRD وFTIR وSEM وEDX النتائج: أظهرت النتائج تبايناً كيميائياً دقيقاً مرتبطاً بالبيئة؛ حيث تميزت عينات أدرار بغناها بالكاتشين والريسفيراتول وبزيوت عطرية أحادية التربين (مثل الفيلاندرين)، بينما تميزت عينات غرداية بالريبوفلافين والكركمين وبزيوت غنية بالفينيل بروبانويد (الميريستيسين والسافرول). أثبتت الاختبارات البيولوجية فعالية عالية كمضادات للأكسدة والالتهابات، كما أظهر المركب النانوي (Ag/MgO) كفاءة مضادة للبكتيريا تفوق بشكل ملحوظ المستخلصات الخام. الاستنتاج: خلصت الدراسة إلى أن اختيار النوع، الموقع الجغرافي، وموسم الحصاد عوامل حاسمة في تحديد جودة وكمية المركبات النشطة. توضح هذه النتائج آليات التكيف المعقدة لنباتات Pituranthos مع البيئات القاحلة، وتؤكد صحة استخداماتها التقليدية كمصدر طبيعي للمركبات العلاجية المعززة بتقنيات النانو الخضراء. Abstract Assessment of Pituranthos species' adaptation to edaphic and climatological factors in Algerian Sahara Background and Objective: This research investigates the adaptation of the Pituranthos genus to the edaphic and climatic conditions of the Algerian Sahara. The study presents a comprehensive analysis of two medicinal species;Pituranthos chloranthus (Ghardaïa) and Pituranthos scoparius (Adrar) to determine how seasonal variations and geographical origins modulate their phytochemical profiles and biological potential. Methodology: Plant materials were collected across distinct seasons (autumn and spring) and analyzed alongside soil and climate data. The physiological response was assessed through the quantification of osmolytes, while secondary metabolites were characterized using UPLC/MS-MS for ethanolic extracts and GC-MS for essential oils. Furthermore, the study utilized the reducing potential of these extracts to green-synthesize a novel silver-doped magnesium oxide (Ag/MgO) nanocomposite, characterized via UV-Vis, XRD, FTIR, SEM, and EDX. Results: Analytical data revealed highly specific, environment-driven chemoprofiles. P. scoparius (Adrar) exhibited a monoterpene-rich profile (β-Phellandrene, D-Limonene), while P. chloranthus (Ghardaïa) was dominated by phenylpropanoids, specifically Myristicin and Safrole. Biological assays (DPPH, FRAP, and albumin denaturation) confirmed potent antioxidant and anti-inflammatory activities. Notably, the synthesized Ag/MgO nanocomposite demonstrated superior antibacterial efficacy against seven pathogenic strains compared to crude extracts. Conclusion: The findings elucidate the sophisticated biochemical adaptation mechanisms of Pituranthos species to arid environments. The study concludes that species selection, geographic origin, and harvest season are critical factors for optimizing bioactive yields. This work validates the traditional medicinal utility of these species and highlights their significant potential in pharmacology and green nanotechnology.