БИОТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КАЛЛУСНЫХ КУЛЬТУР ЯТРЫШНИКА ШЛЕМОВИДНОГО – ПЕРСПЕКТИВНОГО ИСТОЧНИКА БИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Анна Ивановна Лосева, Анна Владимировна Позднякова, Александр Юрьевич Просеков, Елена Владимировна Остапова, Ольга Генриховна Альтшулер

Аннотация


Одним из востребованных в фармакологической сфере растением является Orchis maculata L., содержащий алкалоиды, флавоноиды, каротиноиды, антоцианы и стерины – вещества, проявляющие биологически активное действие. На территории России данный вид занесен в Красную книгу, следовательно, актуально использовать биотехнологические методы выращивания in vitro. Данная работа направлена на подбор фитогормонов в питательной среде для получения максимального прироста биомассы каллусной культуры in vitro. Объектом исследования стала 28-дневаная каллусная культура Orchis maculata L., выращенная на различных питательных средах: основа среда Мурасиге-Скуга, варьирование количеством фитогормонов (от 0,1 мг до 2,0 мг) – цитокинов (кинетин, 6-БАП) и ауксинов (ИМК, 2,4-Д). Из каллусных клеток, обладающих наибольшим сухим остатком, получали экстракт (экстрагент – 70 % этанол, продолжительность 60 мин, температура 60 °С, соотношение сырье:экстрагент – 1:10). Спиртовой экстракт подвергался анализу на определение качественного и количественного состава БАВ с помощью ВЭЖХ (Shimadzu LC-20 Prominence) и ТСХ (Sorbfil ПТСХ-АФ-А). Наибольший прирост биомассы каллуса наблюдается при соотношении цитокин:ауксин – 1:1. На 28 сутки культивирования индекс роста = 11,71 ± 0,01 наблюдался при использовании 6-БАП+2,4-Д (1,0 мг + 1,0 мг на 1 л), на питательной среде № 29. Наибольшее содержание сухих веществ (23,81 ± 0,02 %) наблюдалось при использовании среды № 13: кинетин (1,5 мг)+2,4-Д (1,5 мг). Методом ТСХ в этанольном экстракте каллусных клеток (выращенных на среде № 13) было обнаружено содержание кверцетина и кверцетин-3,7-O-β-D-глюкопиранозидов в трисахаридной и дисахаридной форме. Методом ВЭЖХ – рутина (73,07 ± 3,65 мг/кг), кверцетина (15,08 ± 0,75 мг/кг), апигенина (23,63 ± 1,18 мг/кг), колеофолида (12,53 ± 0,63 мг/кг). Представленная в данной работе питательная среда позволит получать каллусную культуру Orchis maculata L. для дальнейшего извлечения из нее БАВ, представляющих интерес в целях здравоохранения.

Ключевые слова


ятрышник; салеп; биотехнология in vitro; каллус; фитогормоны; биологически активные вещества; алкалоиды; флавоноиды; каротиноиды; антоцианы; стерины.

Полный текст:

PDF

Литература


Gantait S., Das A., Mitra M., Chen J.T. Secondary metabolites in orchids: Biosynthesis, medicinal uses, and biotechnology // South African Journal of Botany. 2021. Vol. 139. P. 338–351. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.03.015.

Henneresse T., Tyteca D. Insect Visitors and Potential Pollinators of Orchis militaris (Orchidaceae) in Southern Belgium // Journal of insect science (Online). 2016. Vol. 16(1). Р. 104. https://doi.org/10.1093/jisesa/iew088.

Nuerxiati R., Abuduwaili A., Mutailifu P., Wubulikasimu A., Rustamova N., Jingxue C., Aisa H. A., Yili A. Optimization of ultrason-ic-assisted extraction, characterization and biological activities of polysaccharides from Orchis chusua D. Don (Salep) // International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol. 141. P. 431–443. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.08.112.

Салманова, Р. К. Использование Ятрышников флоры Нахчыванской автономной республики в народной медицине // Вестник современных исследований. 2018. № 10.3(25). С. 86–87.

Tekinşen K.K., Güner A. Chemical composition and physicochemical properties of tubera salep produced from some Orchidaceae species // Food Chemistry. 2010. Vol. 121. Issue 2. P. 468–471. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.12.066.

Hossain M. M., Therapeutic orchids: traditional uses and recent advances – An overview // Fitoterapia. 2011. Vol. 82. Issue 2. P. 102–140. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2010.09.007.

Ковригина Л.Н., Филиппова А.В., Романова Н.Г., Монгуш Б.О. Охраняемые орхидные в Кемеровском районе // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. 2017. № 4. С. 4–8. DOI: 10.21603/2542-2448-2017-4-4-8.

Popova E., Kim H.H., Saxena P.K., Florent Engelmann, Hugh W. Pritchard, Frozen beauty: The cryobiotechnology of orchid diversity // Biotechnology Advances. 2016. Vol. 34. Issue 4. Р 380–403. https://doi.org/10.1016/ j.bio¬techadv.2016.01.001.

Круглова Н.Н., Титова Г.Е., Сельдимирова О.А. Каллусогенез как путь морфогенеза in vitro у злаков // Онтогенез. 2018. Т. 49. № 5. С. 273–288. DOI: 10.1134/S0475145018050038.

Гвасалия М.В., Маляровская В.И., Рахмангулов Р.С. Влияние регуляторов роста на индукцию каллусогенеза in vitro растений чая (Camellia sinensis (l.) O. Kuntze) // Вестник Мичуринского государственного аграрно-го университета. 2020. № 2(61). С. 51–56.

Молчан О.В., Юрин В.М. Влияние фитогормонов на каллусогенез и ростовые характеристики культур in vitro Vinca major L. // Труды Белорусского государственного университета. Серия: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. 2016. Т. 11. № 1.

С. 162–169.

Шейко Е.А. Редкие виды орхидей умеренной зоны и современные методы их эффективного сохранения в искусственных условиях // Живые и биокосные системы.

№ 4. URL: http://www.jbks.ru/archive/ issue-4/article-3

Murashige T., Scoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Culture // Physiology Plantarum. 1962. Vol. 15. Р. 473–497.

Yeow L.C., Chew B.L, Sreeramanan S. Elevation of secondary metabolites production through lightemitting diodes (LEDs) illumina-tion in protocorm-like bodies (PLBs) of Dendrobium hybrid orchid rich in phytochemicals with therapeutic effects // Biotechnology Re-ports. 2020. Vol. 27. Р. e00497. https://doi.org/10.1016/ j.btre.2020.e00497.

Lee P.L., Chen J.T. Plant regeneration via callus culture and subsequent in vitro flowering of Dendrobium huoshanense // Acta Physiol Plant. 2014. Vol. 36. P. 2619–2625. https://doi.org/10.1007/s11738-014-1632-7.

Bhattacharyya P., Kumaria S., Diengdoh R., Tandon P. Genetic stability and phytochemical analysis of the in vitro regenerated plants of Dendrobium nobile Lindl., an endangered medicinal orchid // Meta Gene. 2014. Vol. 2. P. 489–504. https://doi.org/10.1016/j.mgene.2014.06.003.

Филиппова С.Н., Дитченко Т.И., Логвина А.О., Юрин В.М. Разработка эффективных способов депонирования каллусных культур ценных лекарственных растений // Труды БГУ. 2015. Т. 10. № 1. С. 205–220.

Sukhikh S., Noskova S., Ivanova S., Skrypnik L., Pungin A., Ulrikh E., Chupakhin E., Babich O. Study of the Properties of In Vitro Dactylorhiza maculata (L.) Soó (Family Orchidaceae) // Extracts. Plants (Basel, Switzerland), 2021. Vol. 10(7). Р. 1330. https://doi.org/ 10.3390/plants10071330.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.