НАКОПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТКАНЯХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO:

Лина Викторовна Затонская; Людмила Ивановна Тихомирова; Екатерина Олеговна Козлова; Виктор Анатольевич Петухов

doi:10.14258/jcprm.2020025540

Лина Викторовна Затонская Алтайский государственный университет Email: zatonskayalv@list.ru
Людмила Ивановна Тихомирова Алтайский государственный университет Email: L-tichomirova@yandex.ru
Екатерина Олеговна Козлова Алтайский государственный университет Email: lit-lost@mail.ru
Виктор Анатольевич Петухов Алтайский государственный университет Email: petukhov-va@mail.ru

https://doi.org/10.14258/jcprm.2020025540

Ключевые слова: содержание микро- и макроэлементов, интактные растения, растения-регенеранты, питательная среда Мурасиге-Скуга, фитогормоны, лекарственные растения

Аннотация

Разработка теоретических основ оптимизации продукционного процесса биологически активных веществ при выращивании лекарственных растений современными методами биотехнологии – одна из главных задач фундаментальных исследований в данной области.

Цель данного исследования – изучение содержания и особенности накопления элементов у регенерантов лекарственных растений, выращенных на питательной среде Мурасиге-Скуга с разным содержанием фитогормонов.

Растения-регенеранты в культуре in vitro активно накапливают элементы (K, P, Ca, Mg, Na, Zn, Mn, Fe, B, Al, Cu, Pb, Sr, V, Cr, Ag, Mo, Ti, Ni, Co, Se, Cd). Содержание изученных нами микроэлементов Mn, Zn и Cu находилось на уровне нормальных значений для растительности континентов, Fe в регенерантах P. alba – значительно выше. Содержание тяжелых и токсичных металлов Pb, Cd, As, Cr, Ni не превышало нормального уровня в растениях и допустимый уровень для БАД, чая на растительной основе и лекарственного растительного сырья.

Отмечена высокая зависимость накопления элементов у растений-регенерантов Iris spuria сорт Art And Soul от содержания гормонов в питательной среде. Представители всех трех групп (макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы) имели сходную кривую диаграммы. Максимальный пик располагался на концентрации 2.5 мкМ БАП с ауксинами, далее коэффициент снижался на 5 мкМ БАП, и следующий более низкий пик наблюдали на 5.0 мкМ БАП+А. Самое низкое значение Кн приходилось на концентрацию 7.5 БАП. Введение ауксинов на данной концентрации БАП стимулировало еще один пик, и далее коэффициент накопления имел тенденцию к росту при концентрации 10.0 мкМ БАП. Выявленная зависимость делает возможным регуляцию и направленное накопление необходимых для исследователя элементов в тканях растений.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Лина Викторовна Затонская, Алтайский государственный университет

кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры техносферной безопасности и аналитической химии

Людмила Ивановна Тихомирова, Алтайский государственный университет

кандидат биологических наук, заведующая отделом биотехнологии растений

Екатерина Олеговна Козлова, Алтайский государственный университет

магистрант

Виктор Анатольевич Петухов, Алтайский государственный университет

преподаватель кафедры техносферной безопасности и аналитической химии

Литература

Butenko R.G. Biologiya kletok vysshikh rasteniy in vitro i biotekhnologiya na ikh osnove. [Biology of cells of higher plants in vitro and biotechnology based on them]. Moscow, 1999, 152 p. (in Russ.).

Zaprometov M. Advances in Cell Culture, 1989, vol. 7, pp. 201260.

Zagoskina N.V. Novyye i netraditsionnyye rasteniya i perspektivy ikh ispol'zovaniya. 2018, no. 13, pp. 269273. (in Russ.).

Cheng I.F., Breen K. BioMetals, 2000, vol. 13, no. 3, pp. 7783. DOI: 10.1023/A:1009229429250.

Mee J.J., Jae S.C., Hyun A.J., Ji Y.K., Hae Y.C. Arch. Pharm. Res., 2003, vol. 26, no. 10, pp. 809815.

Dorofeyev V.Yu., Karnachuk R.A., Shilova I.V. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya, 2008, no. 2(3), pp. 1217. (in Russ.).

Matkowski A. Biotechnology Advances, 2008, vol. 26, no. 6, pp. 548560. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2008.07.001.

Tadhani M., Patel V. Subhash R. J. Food Compos. Analysis, 2007, vol. 27(3), pp. 323329. DOI: 10.1016/j.jfca.2006.08.004.

Tikhomirova L.I., Bazarnova N.G., Sysoyeva A.V. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2018, no. 1, pp. 145154. DOI: 10.14258/jcprm.2018012734. (in Russ.).

Tikhomirova L.I., Bazarnova N.G., Il'icheva T.N., Martirosyan YU.TS., Afanasenkova I.V. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2018, no. 4, p. 235245. DOI: 10.14258/jcprm.2018043887. (in Russ.).

Tikhomirova L.I., Bazarnova N.G., Sinitsyna A.A. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2018, vol. 44, no. 7, pp. 860869.

Tikhomirova L.I., Bazarnova N.G., Khalavin I.A. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2018, vol. 44(7), pp. 893898. DOI: 10.1134/S1068162018070130.

Popov A.I., Dement'yev Yu.N. Vestnik krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2017, no. 9, pp. 9196. (in Russ.).

Nozdryukhina L.R., Grinkevich N.I. Narusheniye mikroelementnogo obmena i puti yego korrektsii. [Violation of trace elements and ways of its correction]. Moscow, 1980, 280 p. (in Russ.).

Austenfeld F.A. Z. Pflanzenernahr. und Bodenkunde, 1979, vol. 142, no. 6, pp. 769777.

Nemereshina O.N., Gusev N.F., Filippova A.V. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya, 2013, no. 11, pp. 54–64. (in Russ.).

Murashige T., Skoog F. Physiol. Plant, 2006, vol. 15, no. 4, pp. 473497. DOI: 10.1111/j.1399–3054.1962.tb08052.x.

FR.1.31.2004.00.986 Metodika vypolneniya izmereniy massovoy kontsentratsii tsinka, kadmiya, svintsa i medi v pishchevykh produktakh, prodovol'stvennom syr'ye, kormov i produktov ikh pererabotki, biologicheski aktiv-nykh do-bavkakh k pishchi, biologicheskikh ob"yektakh metodom inversionnoy vol'tamperometrii na analizatorakh tipa TA–Lab (svidetel'stvo ob attestatsii № 31-04/04 ot 26.12.2003 g) [FR.1.31.2004.00.986 Methodology for measuring the mass concentration of zinc, cadmium, lead and copper in food products, food raw materials, feed and processed products, bio-logically active food additives, biological objects by inverse voltammetry on type analyzers TA – Lab (certificate of certi-fication No. 31-04 / 04 of December 26, 2003)]. (in Russ.).

Perel'man A.I. Geokhimiya. [Geochemistry]. Moscow, 1989, 528 p. (in Russ.).

Afanas'yeva L.V. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2016, no. 3, pp. 103108. DOI: 10.14258/jcprm.2016031197. (in Russ.).

Yel'chininova O.A., Rozhdestvenskaya T.A., Chernykh Ye.Yu. Bioraznoobraziye, problemy ekologii Gornogo Altaya i sopredel'nykh regionov: nastoyashcheye, proshloye, budushcheye. Materialy Mezhdunarodnoy konferentsii. [Biodiver-sity, environmental problems of the Altai Mountains and adjacent regions: present, past, future. Materials of the Interna-tional Conference]. Gorno-Altaysk, 2008, pp. 51–55. (in Russ.).

Il'in V.B. Elementnyy khimicheskiy sostav rasteniy. [Elemental chemical composition of plants]. Novosibirsk, 1985, 129 p. (in Russ.).

SanPiN 2.3.2.1078-01. Gigiyenicheskiye trebovaniya k bezopasnosti i pishchevoy tsennosti produktov. [SanPiN 2.3.2.1078-01. Hygienic requirements for safety and nutritional value of products]. Moscow, 2001, 269 p (in Russ.).

Dobrovol'skiy V.V. Pochvovedeniye, 1997, no. 4, pp. 431441. (in Russ.).

Il'in V.B. Tyazholyye metally v sisteme pochva–rasteniye. [Heavy metals in the soil–plant system]. Novosibirsk, 1991, 151 p. (in Russ.).

Sosorova S.B., Merkusheva M.G., Ubugunov L.L. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2016, no. 2, pp. 5359. DOI: 10.14258/jcprm.201602697. (in Russ.).

Gosudarstvennaya farmakopeya RF XIII izdaniya. [The State Pharmacopoeia of the Russian Federation of the XIII edi-tion]. Moscow, 2015, URL: http://femb.ru. (in Russ.).

Misawa M. Adv Biochem Eng Biotechnol. Springer–Verlag, Berlin, 1985, pp. 5988.

Dicosmo F., Misawa M. Biotechnology Advances, 1995, vol. 13(3), pp. 425453.

Ramachandra R.S., Ravinshankar G.A. Biotechnology Advances, 2002, vol. 20, no. 2, pp. 101153. DOI: 10.1016/S0734-9750(02)00007-1.

Chub V.V. Rost i razvitiye rasteniy. [Plant growth and development]. Moscow, 2005, 640 p. (in Russ.).