Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 67-71.

Mangrove habitats are important ecosystems for their ecological value, and goods and services they offer. These costal habitats are currently vulnerable due to excessive human activities. The black mangrove Avicennia marina (Forssk.) Vierh. (Avicenniaceae) populations growing in Nabq protected area represents the northernmost latitudinal limit of the Indo-Pacific-East African naturally growing mangrove forests. In this study, nine A. marina populations inhabiting Gulf of Aqaba were studied to assess the genetic relationship among the populations by Start Codon Targeted (SCoT) and Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) as DNA Markers. Variations of photosynthetic pigment content were assessed in the populations growing in different habitat types. The numbers of polymorphic bands were 18 and 6 for SCoT and ISSR, respectively. The percentage of polymorphism showed wide range amounted 40.9 for SCoT and 25 for ISSR, while the number of amplicon bands ranged from 8–10 in SCoT and 2-9 in ISSR. The genetic relationships among populations using SCoT and ISSR analysis showed close relationship between the nearby but different habitat type populations such as sand mound and littoral populations, or between populations of same habitat types in the study region. The photosynthetic pigment content of chlorophyll a and b, and carotenoids in the littoral and intertidal populations were higher than that in the sand mound and salt plain populations. Populations inhabiting Nabq protected area have wide range of polymorphism among different habitat types. Further studies are required to investigate the genetic relationships among populations of A. marina inhabiting the eastern and western sides of the Red Sea.

The second chapter (Paper two):

Urban mangroves, i.e., forests in and around cities are increasingly threatened, particularly for biodiversity conservation and sustainable use. A field study on the spatial pattern of Avicennia marina populations and satellite radiometric indices data analysis was carried out in different habitat types of Nabq protected area, Egypt. This study aims to assess A. marina populations and their spatial distribution pattern based on synchronized remote sensing image analysis and Ripley’s k-function. The intertidal and shoreline habitats exhibited higher densities and healthier mangrove stands compared to the salt flats and sand mound habitats. The spatial pattern of A. marina tends to be aggregated for the populations established in almost all the study habitat types. Individuals in the sand mound and salt flat populations are more widely distributed than in the shoreline and intertidal populations. Two levels of aggregation are recognized: at fine scale (3.5 m). The seedlings and juveniles showed positive associations with the large-size individuals. The integration of remote sensing multiple indices and analyzing spatial and temporal patterns is an important tool for assessing and monitoring the overall health of mangrove forests for conservation and sustainable use.



The third chapter (Paper three):

Background Mangrove forests inhabit different habitat types in the Nabq protected area, South Sinai, Egypt, representing the northernmost latitudinal limit of the Indo-Pacific-East African naturally growing mangrove forests. Plant populations are subjected to natural and human impact stresses affecting the growth and secondary metabolite production. This study aims to monitor the natural population demography and the cytotoxic and anticancer effects of Avicennia marina (Forssk.) Vierh. growing in the intertidal, littoral, sand mound and salt plain habitat types in Nabq-protected areas
Methods Plant population demography traits were monitored, including tree density, height, cover, seedlings and pneumatophores densities. Laboratory studies covered the cytotoxic and anticancer activities of plant leaf extract using Vero and HepG2 cell lines. The content of glycine betaine was measured in the plant material. Data were analyzed statistically using IBM-SPSS package version 22.
Results: The maximum tree height (m), tree density (no/100 m2), and pneumatophore height (cm) reached 4.7, 9.5, and 55, respectively. The plant cover and pneumatophore deformation (%) attained 90 and 50.4, respectively. The seedling and pneumatophore densities (number/m2) reached 12 and 138, respectively. The ethanol crude leaf extract showed less cytotoxic effect on the normal Vero cell line (ATCC-C1008) and significant anticancer efficiency against HepG2 cell line (ATCC-CCL75) over the range varying from 15.62 μg/ml to 1000 μg/ml when compared to Doxorubicin. The crude leaf extracts showed anticancer efficacy at high concentrations (500-1000 μg/ml) comparable to doxorubicin, with 20.88 and 16.23% cell viability values, respectively. The IC50 on HepG2 malignant cells was 63.38-76.09 μg/ml, with a lower value of 40.02 μg/ml for doxorubicin. The littoral and intertidal populations showed higher glycine betaine concentrations than in the sand mounds and salt plains.
Conclusion The growth traits of the studied A. marina populations varied among sites and
reached healthier levels in the littoral and intertidal habitats than in the sand mounds and salt
plains. Ethanolic leaf extract produces a promising metabolite with anticancer activity against
HepG2 hepatocellular carcinoma cell lines. Shoreline populations produce more glycine betaine than the

تعتبر النظم البيئية للمانجروف موائل ساحلية بالغة الأهمية تؤدي مجموعة كبيرة من الوظائف البيئية. تشمل هذه الوظائف تثبيت الشواطئ، واقتناص الكربون، والحماية من نحر الشواطئ، وتوفير الموائل لمختلف الأنواع البحرية والبرية. يعتبر نبات الشورى، "المانجروف الأسود"، أحد الأنواع ذو الأهمية البيئية الكبيرة في هذه البيئات. يتميز هذا النوع بقدرته على تحمل الملوحة العالية والتربة اللاهوائية وقدرته على الازدهار في مناطق المد والجزر. وتمثل محمية نبق التى تقع على خليج العقبة على الحدود الشرقية لشبه جزيرة سيناء، مصر.ويمثل هذا الموقع الحد الشمالي الطبيعي لتوزيع تجمعات نبات الشورى في منطقة المحيطين الهندي والهادئ. وهذا يجعل تجمعات المانجروف في هذه المنطقة بالغة الأهمية بشكل فريد لأغراض الصون والدراسات البيئية. نظرًا للضغوط البيئية والأنشطة البشرية، فإن فهم بيئة وصحة تجمعات نبات الشورى أمر ضروري. يدمج هذا العمل نتائج دراسة تقدم وجهات نظر متكاملة حول نبات الشورى: إحداها تدرس التنوع الجيني وصبغات التمثيل الضوئي، والثانية تحلل أنماط التوزيع المكاني باستخدام تقنيات الاستشعار عن بعد، والثالثة تبحث في النشاط المضاد للسرطان لمستخلص الأوراق الخام بالإيثانول بالإضافة إلى الدراسات الديموغرافية على تجمعات نبات الشورى فى منطقة الدراسة.
التنوع الجزيئي وصبغات التمثيل الضوئي:تناولت هذه الدراسة التنوع الجيني ومحتويات صبغة التمثيل الضوئي في تسعة تجمعات من نبات الشورى فى أربعة أنواع من الموائل: منطقة المد والجزر، الخط الساحلي، والتلال الرملية، والسهل الملحي، وتقع جميعها داخل محمية نبق. استخدم البحث نوعين من المؤشرات الجزيئية كودون البدء المستهدف (SCOT)وتكرار التسلسل البسيط المتداخل (ISSR) وقد تم اختيار هذه المؤشرات لموثوقيتها في الكشف عن تعدد الأشكال في الحمض النووي. انتجت مؤشرات (SCOT) نسبة اعلى من تعدد الاشكال (40.91%)مقارنة ب (ISSR) (25%)مما يدل على فعالية أكبر في تقييم التنوع الجيني. بالإضافة إلى ذلك، تقديرمستويات الكلوروفيل أ، والكلوروفيل ب، والكاروتينات كمؤشرات للصحة الفسيولوجية. وجد أن التجمعات في مناطق المد والجزر والمناطق الشاطئية لديها محتويات صبغة أعلى بكثير من تلك الموجودة في السهول الملحية والتلال الرملية. يشير هذا إلى أن النباتات في هذه الموائل، "بين المد والجزر والشاطئية"، أكثر نشاطًا في التمثيل الضوئي، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تحسن التربة وتوافر المغذيات. بينت الدراسة الجزيئية أن التجمعات القريبة من بعضها البعض جغرافيًا أو التي تنتمي إلى أنواع موائل متشابهة تميل إلى أن تكون أكثر تشابهًا وراثيًا، مما يعكس تأثير الظروف البيئية المحلية على التركيب الجزيئى.
النمط المكاني والمؤشرات الإشعاعية. اوضحت هذه الدراسة التوزيع المكاني لتجمعات نبات الشورى بناء على حصر المجموعات النباتية وصور الاستشعار عن بعد عالية الدقة من القمرالصناعي Sentinel-2 حيثتم فحص أربعة أنواع من الموائل: الخط الساحلي، ومنطقة المد والجزر، والتلال الرملية، والسهل الملحي حيث تم استخدام دالةRipley’s Kلتقييم الأنماط المكانية. أشارت النتائج إلى أن تجمعات الخط الساحلي ومنطقة المد والجزر لديها توزيعات متكتلة أكثر، مما يشير إلى ظروف نمو أكثر كثافة وربما أكثر ملاءمة. في المقابل، كانت تجمعات التلال الرملية والسهل الملحي أكثر تشتتًا، ربما بسبب الظروف البيئية القاسية. استكشفت الدراسة أيضًا العديد من المؤشرات الإشعاعية المشتقة من الأقمار الصناعية مثل مؤشر السطوع (BI) ومؤشر الاحمرار (RI) ومؤشر اختلاف الغطاء النباتي المرجح (WDVI) ومؤشر اختلاف المياه المعدل الطبيعي (MNDWI) حيث تم اختبار هذه المؤشرات لارتباطها بمؤشرات صحة النبات المقاسة ميدانيًا، مثل طول الجذور التنفسية وتشوهه. أظهر WDVI أقوى ارتباط بتشوه الجذر (R² = 0.814)، وكان MNDWI مرتبطًا بقوة بطول الجذر وصحته. توضح هذه النتائج فائدة الاستشعار عن بعد كأداة قوية لمراقبة صحة وتوزيع تجمعات المانجروف بمرور الوقت.

الديموغرافيا السكانية والتأثير السام للخلايا والمضاد للسرطان لمستخلص أوراق نبات الشورى.
تناولت هذه الدراسة ديموجرافيا المجموعات النباتية واثر مستخلصات النبات على السمية الخلوية، والتأثيرات المضادة للسرطان. تم تحليل التجمعات عبر موائل مختلفة شاملة ساحلية، وبين المد والجزر، وتلال رملية، وسهول ملحية من خلال قياس معايير النمو مثل كثافة الأشجار، والارتفاع، والغطاء، والشتلات، وخصائص الجذور التنفسية. أظهرت النتائج سمات المجموعات النباتية الاكثر صحة في الموائل الساحلية وبين المد والجزر مقارنة بالمناطق الداخلية. أظهر مستخلص الأوراق الإيثانولي لنبات الشورى سمية خلويةمنخفضة ضد خلاياVero (الكلى) ونشاطًا واعدًا مضادًا للسرطان ضد خلايا سرطان الكبد HepG2بالمقارنة مع الدواء القياسي للعقار (Dox) وقد أثبت المستخلص الخام تأثيرات كبيرة مضادة للسرطان بتركيزات أعلى 500-1000 ميكروغرام / مل، بقيمIC50تتراوح بين 63.38-76.09 ميكروغرام / مل، مقارنة بـ 40.02 ميكروغرام / مل للدوكسوروبيسين. بالإضافة إلى ذلك، كان محتوى الجلايسين بيتين، المخفف للإجهاد، أعلى في المجموعات الموجودة الموائل الساحلية. تسلط النتائج الضوء على إمكانات أوراق نبات الشورى كعامل طبيعي أكثر أمانًا ومضادًا للسرطان وتؤكد على تأثير الظروف البيئية على الخصائص البيوكيميائية للنبات.
تتكامل هذه الدراسات مع بعضها البعض في تقديم رؤية شاملة لبيئة نبات الشورى في منطقة محمية نبق. يقدم التحليل الجيني والصبغي نظرة ثاقبة للصحة الفسيولوجية والوراثية للمجموعات النباتية، في حين يقدم التحليل المكاني والاستشعار عن بعد فهمًا أوسع على مستوى اشكال الارض الطبيعية.والجدير بالذكر أن موائل المد والجزر والشريط الساحلى أكثر ملاءمة لـ لنبات الشورى فيما يتعلق بالتنوع الجيني والصحة الفسيولوجية. يوفر النشاط المضاد للسرطان لمستخلص الأوراق الخام لـ نبات الشورى استخدامًا بديلاً محتملا ومستدامًا للأنواع النباتية. اوضح دمج المؤشرات الجينية مع صور الأقمار الصناعية إطارًا جديدًا لصون المانجروف. من خلال ربط بيانات الاستشعار عن بعد بالمعايير الجينية والفسيولوجية على أرض الواقع، يصبح من الممكن تحديد المناطق التي تتطلب جهودًا عاجلة للصون أو المناسبة لمشاريع الاستعادة المستقبلية. يظهر النشاط المضاد للسرطان لمستخلص الأوراق استخدامًا أكثر استدامة وواعدًا للأنواع النباتية من عقار السرطان القياسي. يسمح هذا النهج أيضًا بالمراقبة المستمرة، حتى في المناطق النائية أو التي يتعذر الوصول إليها.

تعزز هذه النتائج المتكاملة أهمية دراسة الموائل في الحفاظ على مجموعات نباتات المانجروف. يسلط التنوع الجيني والصفات الفسيولوجية المتفوقة في مناطق المد والجزر الساحلية الضوء على وضعها ذو الأولوية للحماية. علاوة على ذلك، يوفر الاستشعار عن بعد طريقة قابلة للتطوير لمراقبة الصحة البيئية. النشاط المضاد للسرطان للمستخلص الخام هو تحقيق بحثي مستقبلي لاختباره ضد عدة أنواع من السرطان. اوصت الدراسة بتوجيه الأبحاث المستقبلية تبنى هذا النهج المزدوج ليشمل المزيد من المناطق الجغرافية وأن تحقق في الاتجاهات طويلة الأجل، مما يتيح ممارسات الصون الاكثر تكيفًا ومرونة للنظم البيئية لأشجار المانجروف في مصر وخارجها

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.