СИНТЕЗ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В КУЛЬТУРЕ «БОРОДАТЫХ» КОРНЕЙ ASTRAGALUS PENDULIFLORUS LAM.

УДК 582.736:581.143.6:577.13

  • Елена Валерьевна Амброс Центральный сибирский ботанический сад СО РАН https://orcid.org/0000-0002-2119-6503 Email: ambros_ev@mail.ru
  • Ольга Викторовна Коцупий Центральный сибирский ботанический сад СО РАН Email: olnevaster@gmail.com
  • Татьяна Абдулхаиловна Кукушкина Центральный сибирский ботанический сад СО РАН Email: kukushkina-phyto@yandex.ru
  • Татьяна Витальевна Железниченко Центральный сибирский ботанический сад СО РАН Email: zhelez05@mail.ru
  • Татьяна Ивановна Новикова Центральный сибирский ботанический сад СО РАН Email: tin27@mail.ru
Ключевые слова: Astragalus penduliflorus Lam., «бородатые» корни, пролонгированное культивирование, дубильные вещества, катехины, пектины, протопектины, тритерпеновые сапонины, флавоноиды, ВЭЖХ

Аннотация

Проведена Agrobacterium rhizogenes – опосредованная трансформация лекарственного растения Astragalus penduliflorus Lam. с использованием диких штаммов A4-RT, R-1601, 15834 SWISS. По компетентности к трансформации испытывали три типа эксплантов: гипокотили, семядоли и первичные побеги проростков. Определен вирулентный штамм (15834 SWISS) и типы эксплантов для трансформации (первичные побеги и семядоли), характеризующиеся высокими индексами роста (I). Частота трансформации семядолей штаммом 15834 SWISS через 4 недели культивирования составила 15.4% (I = 59.6), гипокотилей – 9.1% (I = 7.3) и первичных побегов – 37.5% (I = 21.0). При пролонгированном культивировании (в течение 8 недель культивирования) I увеличивался в 4.5 раза для первичных побегов (I = 94.5 ± 0.20) и семядолей (I = 265.8 ± 0.35), для культур из гипокотилей – в 5.97 раз (43.6 ± 0.30). Методом ПЦР с праймерами к агробактериальным rolB и virC генам подтверждена трансгенная природа корней и отсутствие бактериального загрязнения. Отобраны линии «бородатых» корней, характеризующиеся активным приростом биомассы c высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ), причем содержание БАВ в культуре «бородатых» корней превосходило их содержание в корнях растений-интродуцентов. Максимальное содержание веществ обнаружено в культурах из первичных побегов (пектинов – 7.8%, протопектинов – 15.3%) и семядолей (дубильных веществ – 16.1%, тритерпеновых сапонинов – 30.5%) при пролонгированном культивировании (в течение 8 недель). Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в гидролизатах экстрактов «бородатых» корней из первичных побегов обнаружены 2 агликона флавонолов: кверцетин и изорамнетин, в этанольных экстрактах «бородатых» корней из семядолей и первичных побегов – кверцетин и 4 флавоноидных компонента. В культуре из семядолей максимальное содержание фенольных соединений (ФС) достоверно не отличалось на 8 и 12 неделях (1.38 ± 0.01 и 1.49 ± 0.06%, от абсолютно сухой массы сырья соответственно). Содержание ФС в культуре из первичных побегов достоверно возрастало в 2 раза с 4 по 12 неделю  культивирования (до 1.24 ± 0.18%). Насколько нам известно, это первый протокол получения культуры «бородатых» корней у A. penduliflorus с использованием A. rhizogenes.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Елена Валерьевна Амброс, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук, научный сотрудник

Ольга Викторовна Коцупий, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук,  научный сотрудник

Татьяна Абдулхаиловна Кукушкина, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Татьяна Витальевна Железниченко, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Татьяна Ивановна Новикова, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

доктор биологических наук, заведующий лабораторией

Литература

Peshkova G.A., Semeystvo Fabaceae, ili Leguminosae – Bobovyye. Flora Tsentral'noy Sibiri [Family Fabaceae, or Le-guminosae – Legumes. Flora of Central Siberia], Novosibirsk, 1979, vol. 2, pp. 600–605. (in Russ.)

Peshkova G.A., Florogeneticheskiy analiz stepnoy flory gor Yuzhnoy Sibiri [Phlorogenetic analysis of the steppe flora of the mountains of southern Siberia], Novosibirsk, 2001, 192 p. (in Russ.)

Yakovlev G.P., Sytin A.K., Roskov Yu.R., Legumes of Northern Eurasia, Kew, 1996, pp. 97–268.

Vydrina S.N., Sistematicheskiye zametki, 1992, no. 89, pp. 1–3. (in Russ.)

Zhu X-Y., Nordic Journal of Botany, 2003, vol. 23, no. 3, pp. 283–294. DOI: 10.1111/j.1756-1051.2003.tb00395.x.

Ma X.Q., Duan J.A., Zhu D.Y., Dong T.T.X., Tsim K.W.K., Phytochemistry, 2000, vol. 54, no. 4, pp. 363–368. DOI: 10.1016/S0031-9422(00)00111-4.

Chater A.O. Astragalus penduliflorus Lam. In: Tutin T.G. et al. (Eds.). Flora Europaea, Vol. II. Cambridge University Press; Cambridge, 1968, pp. 114–115.

Rastitel'nyye resursy SSSR: Tsvetkovyye rasteniya, ikh khimicheskiy sostav, ispol'zovaniye: cemeystva Hydran-geaceae – Haloragaceae [USSR Plant Resources: Flowering plants, their chemical composition, use: Hydran-geaceae – Halora-gaceae families], Leningrad, 1987, vol. 3, 326 p.

The State Pharmacopoeia Commission. Pharmacopoeia of the people’s republic of China. Vol. I. China Medical Science and Technology Press; Beijing, 2010, 212 p.

Lysiuk R., Darmohray R., International Journal of Pharmacology, Phytochemistry and Ethnomedicine, 2016, vol. 3, pp. 46–53, DOI: 10.18052/www.scipress.com/IJPPE.3.46.

Clement-Kruzel S., Hwang S.A., Kruzel M.C., Dasgupta A., Actor J.K., Journal of Medicinal Food, 2008, vol. 11, pp. 493–498.

Ionkova I., Momekov G., Proksch P., Fitoterapia, 2010, vol. 81, no. 5, pp. 447–451. DOI: 10.1016/j.fitote.2009.12.007.

Jia R., Cao L., Xu P., Jeney G., Yin G., Fish Physiology and Biochemistry, 2012, vol. 38, no. 3, pp. 871–881. DOI: 10.1007/s10695-011-9575-z.

Ko J.K., Auyeung K.K., Gastroenterology, 2013, vol. 144, pp. 290–291.

Huang W.M., Liang Y.Q., Tang L.J., Ding Y., Wang X.H., Experimental and Therapeutic Medicine, 2013, vol. 6, no. 1, pp. 199–203. DOI: 10.3892/etm.2013.1074.

Jung Y., Jerng U., Lee S., Chinese Journal of Integrative Medicine, 2016, vol. 22, no. 3, pp. 225–236. DOI: 10.1007/s11655-015-2324-x.

Ma X.Q., Shi Q., Duan J.A., Dong T.T., Tsim K.W., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, vol. 50, no. 17, pp. 4861–4866.

Dungerdorzh D., Petrenko V.V., Deryugina L.I., Khimiya prirodnykh soyedineniy, 1974, no. 2, p. 250. (in Russ.)

Kiselova A.V., Volkhonskaya T.A., Kiselov V.Ye., Biologicheski aktivnyye veshchestva lekarstvennykh rasteniy Yuzh-noy Sibiri [Biologically active substances of medicinal plants of Southern Siberia], Novosibirsk, 1991, 136 p.

Song Ch., Zheng Zh., Liu D., Hu Zh., Sheng W., Zhiwu Xuebao, 1997, vol. 39, no. 12, pp. 1169–1171.

Lin L.-Z., He X.-G., Lindenmaier M., Nolan G., Yang J., Cleary M., Qiu S.-X., Cordell A. G., Journal of Chromatog-raphy A, 2000, vol. 876, no. 1–2, pp. 87–95.

Im k., Kim M.-J., Jung T.-K., Yoon K.-S., KSBB journal, 2010, vol. 25, no. 3, pp. 271–276.

Du M., Wu X.J., Ding J., Hu Z.B., White K.N., Branford-White C.J., Biotechnology Letters, 2003, vol. 25, no. 21, pp. 1853–1856. DOI: 10.1023/A:1026233728375.

Dhiman N., Patial V., Bhattacharya A., Biotechnological approaches for medicinal and aromatic plants: conservation, genetic improvement and utilization, Springer; Singapore, 2018, pp.87–155. DOI: 10.1007/978-981-13-0535-1_5.

Jiao J., Gai Q.Y., Fu Y.J., Ma W., Peng X., Tan S.N., Efferth T., Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, vol. 62, no. 52, pp. 12649–12658. DOI: 10.1021/jf503839m.

Gamborg O.L., Eveleigh D.E., Canadian Journal of Biochemistry, 1968, vol. 46, no. 5, pp. 417–421.

Tepfer D., Cell, 1984, vol. 37, no. 3, pp. 959–967. DOI: 10.1016/0092-8674(84)90430-6.

Suman P.S.K., Ajit K.S., Darokar M.P., Sushil K., Plant Molecular Biology Reporter, 1999, vol. 17, pp. 1–7. DOI: 10.1023/A:10075 28101 452.

Zheleznichenko T., Banaev E., Asbaganov S., Voronkova M., Kukushkina T., Filippova E.., Mazurkova N., Shish-kina L., Novikova T. Biotech., 2018, vol. 8, pp. 260. DOI: 10.1007/s13205-018-1280-5.

Godoy-Hernandez G., Vazquez-Flota F.A., Plant Cell Culture Protocols. Series: Methods in Molecular Biology, 2006, vol. 318, no. 2, pp. 51–58. DOI: 10.1385/1-59259-959-1:051.

Halder M., Roychowdhury D., Jha S., V. Srivastava et al. (Eds.). Hairy roots: an effective tool of plant biotechnology, Springer Nature Singapore Pte Ltd., Singapore, 2018, pp. 21–44. DOI: 10.1007/978-981-13-2562-5_2.

Sidneeva O.V., Turczaninowia, 2005, vol. 8, no. 4, pp. 73–82. (in Russ.)

Flores H.E., Hoy M.W., Pickard J.J., Trends in Biotechnology, 1987, vol. 5, no. 3, pp. 64–69. DOI: 10.1016/S0167-7799(87)80013-6.

Fukui H., Feroj-Hasan A.F.M., Ueoka T., Kyo M., Phytochemistry, 1998, vol. 47, no. 6, pp. 1037–1039. DOI: 10.1016/S0031-9422(98)80067-8.

Sevón N., Oksman-Caldentey K.M., Planta Medica, 2002, vol. 68, no. 10, pp. 859–868. DOI: 10.1055/S-2002-34924.

Spena A, Schell J., Molecular and general genetics, 1987, vol. 206, no. 3, pp. 436–440. DOI: 10.1007/BF00428883.

Dehio C., Schell J., Molecular and general genetics, 1993, vol. 241, no. 3–4, pp. 359–366.

Опубликован
2020-06-10
Как цитировать
1. Амброс Е. В., Коцупий О. В., Кукушкина Т. А., Железниченко Т. В., Новикова Т. И. СИНТЕЗ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В КУЛЬТУРЕ «БОРОДАТЫХ» КОРНЕЙ ASTRAGALUS PENDULIFLORUS LAM. // Химия растительного сырья, 2020. № 2. С. 209-221. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/6284.
Выпуск
Раздел
Биотехнологии

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)