| Биологически активные вещества шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) при интродукции в условиях in vitro
Диссертация
Автор: Окладникова, Наталия Николаевна
Название: Биологически активные вещества шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) при интродукции в условиях in vitro
Справка: Окладникова, Наталия Николаевна. Биологически активные вещества шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) при интродукции в условиях in vitro : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.05, 03.00.12 Томск, 2007 175 c. : 61 07-3/553
Объем: 175 стр.
Информация: Томск, 2007
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ ШЛЕМНИК БАЙКАЛЬСКИЙ КАК ИСТОЧНИК БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
13 Ареал и экология Scutellaria baicalensis Georgi Биологически активные вещества Scutellaria baicalensis Georgi Фармакологические и клинические исследования препаратов Scutellaria baicalensis GQOXgi
14 Исследование способов культивирования Scutellaria baicalensis Georgi ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Ботаническая характеристика шлемника байкальского {Scutellaria baicalensis Gtorgi)
22 Физико-географическая характеристика района интродукционных baicalensis развития разновозрастных особей исследований
23 Методы исследования
233 Методы интродукционных исследований и in vitro Аналитические методы Методы обработки данных МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ Scutellaria Georgi ПРИ ИНТРОДУКЦИИ
31 Ритм роста и сезонного Scutellaria baicalensis GQOVgi
33 Морфологические особенности Scutellaria baicalensis Georgi Особенности семенного размножения Scutellaria baicalensis Geovgi КУЛБТУРА ТКАНИ ШЛЕМНИКА БАЙКАЛЬСКОГО
42 Введение Scutellaria baicalensis Georgi в культуру in vitro Особенности каллусной культуры Scutellaria baicalensis Georgi БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА Scutellaria baicalensis Georgi ПРИ ИНТРОДУКЦИИ И В КУЛЬТУРЕ IN VITRO
51 Исследование содержания аскорбиновой кислоты в интактных растениях растениях Scutellaria baicalensis Georgi и в каллусной культуре
52 Динамика наконления Сахаров в интродуцированных шлемника байкальского
53 Исследование динамики накопления дубильных веществ Scutellaria baicalensis Georgi нри интродукции
54 Особенности накопления флавоноидов шлемника байкальского при интродукции и в каллусной культуре
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение:
Актуальность проблемы. В настоящее время растительное сырьё служит источником более трети всех лекарственных средств (Завражнов, 1993). Шлемник байкальский {Scutellaria baicalensis Georgi) семейства яснотковых {Lamiaceae Lindl.) одно из древнейших растений традиционной медицины Китая, Монголии, Японии, Кореи, Дальнего Востока (Базарон и Асеева, 1984; Минаева, 1991; Корр, а. о., 2003). Ареал данного вида сокращается, а в Приморье, Читинской области и Республике Саха (Якутия) шлемник байкальский включен в региональные Красные книги. В связи с тем, что лекарственным сырьем S. baicalensis являются корни, происходит уменьшение численности данного вида. Надземная часть шлемника байкальского изучена недостаточно, несмотря на то, что именно в ней происходят первичные этапы синтеза биологически активных веществ (БАВ) и их предшественников. Существует несколько путей получения ценного и дефицитного лекарственного сырья: интродукция и создание искусственных плантаций; метод культуры тканей и клеток лекарственных растений. Промышленные культуры, но сравнению с ресурсными заготовками гарантируют компактность размещения стандартного площадей, качества, получение лекарственного увеличение растительного биомассы сырья в значительное растений сочетании с высокой концентрацией БАВ. Технология ш vitro позволяет получать экологически чистое сырьё круглый год, независимо от климатических условий и трудностей сбора сырья, увеличивать выход БАВ, регулируя их накопление в культуре. получения БАВ, представляет Учитывая особенности данных путей исследование фитохимических интерес особенностей S. baicalensis при интродукции и в культуре in vitro. Целью настоящей работы было исследование особенностей и динамики накопления биологически морфобиологических активных веществ S. baicalensis при интродукции и в культуре in vitro. Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи: 1. Исследовать S. baicalensis; 2. Определить степень изменчивости и взаимосвязи морфологических признаков при исследовании надземной части шлемника байкальского в условиях интродукции; 3. Изучить некоторые особенности репродуктивной биологии ритм роста и развития разновозрастных растений S. baicalensis при интродукции: длительность цветения соцветия и цветка, фертильность пыльцы; семенную продуктивность (СП) и качество эремов, как показателей степени адаптации семенного размножения данного вида к конкретным условиям; 4. Получить каллусную культуру шлемника байкальского, исследовать динамику роста каллусной культуры S. baicalensis на модифицированных питательных средах; 5. Выявить сезонную динамику накопления БАВ S. baicalensis (аскорбиновой кислоты, углеводов, флавоноидов и дубильных веществ) по морфологическим группам сырья; 6. Изучить динамику накопления аскорбиновой кислоты и флавоноидов в каллусной культуре S. baicalensis. Защищаемые положения. 1, Обоснование возможности возделывания и перспективности S. baicalensis как ценного лекарственного растения в результате изучения ритмологических, морфологических, репродуктивных особенностей вида в условиях интродукции. 2. Пакопление биологически активных веществ в надземной части щлемника байкальского является основой рационального использования лекарственного сырья данного вида.Каллусная культура S. baicalensis продуцент биологически активных веществ. Физиологически активные вещества (фитогормоны и гуминовые кислоты) значительно влияют на рост каллусной культуры шлемника байкальского и накопление в ней флавоноидов и аскорбиновой кислоты. Научная новизна. Впервые S. baicalensis при ритмологические, интродукции изучены адаптационные возможности и выявлены на юге и Томской области антэкологические морфобиологические особенности данного вида в новых условиях произрастания. Проведено комплексное исследование флавоноидов динамики и дубильных накопления веществ, аскорбиновой которое кислоты, Сахаров, их позволит расширить физиологической роли. Впервые изучена динамика накопления аскорбиновой кислоты и влияние фитогормонов на её содержание в каллусной культуре шлемника байкальского. Практическая значимость. Результаты настоящей работы могут быть использованы лекарственного при сырья разработке ресурсосберегающих в естественных методов сбора и S. baicalensis местообитаниях технологии возделывания его на юге Томской области. На основе анализа морфологических признаков и показателей семенной продуктивности были отобраны особи для создания высокопродуктивной агропопуляции. Результаты фитохимического исследования S. baicalensis свидетельствуют о возможности комплексного и рационального использования как надземной, так и подземной части растения для нужд фармацевтической промышленности. Каллусная культура шлемника байкальского является продуцентом аскорбиновой кислоты и флавоноидов, а также может быть основой для получения суспензионной культуры данного вида. На экспериментальном участке Сибирского ботанического сада Томского госуниверситета создана плантация S. baicalensis, плошадью 150 м. Результаты исследований используются при чтении курсов: «Биотехнология лекарственных растений», «Фитохимия», «Нзбранные главы биохимии».Личный вклад соискателя. Автором проведена экспериментальная работа и интерпретация результатов. Постановка задач, решение методических проблем осуществлялось совместно с профессором, доктором биологических наук Р.А, Карначук, старшим научным сотрудником СибБС ТГУ кандидатом биологических наук Т.Г, Хариной, Апробация работы. Материалы диссертации были представлены: на молодежной конференции «Исследования молодых (Новосибирск, 2001); Международном совещании ботаников Сибири» «Проблемы охраны растительного мира Сибири» (Новосибирск, 2001); XI Съезде русского ботанического общества «Ботанические исследования в Азиатской России» (Новосибирск, 2003); соединениям (Москва, VI Международном 2004); III симпозиуме по фенольным научном семинаре Молодежном «Биоразнообразие природных и антропогенных экосистем» (Екатеринбург, 2004); VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино-на-Оке, 2005), XII Международном симпозиуме «Нетрадиционное растениеводство, Эниология, Экология» (Алушта, Украина, 2005); Международной конференции, посвященной 60летию Главного ботанического сада им, Н.В, Цицина РАН «Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов» (Москва, 2005); III Международной конференции, посвященной 120-летию Гербария им, П,Н, Крылова Томского государственного университета (Томск, 2005) V Международной научнопрактической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2006), VII Открытой окружной конференции молодых ученых «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2006), Заочной электронной конференции Российской Академии Естествознания (Москва, 2006 г,). Публикации. Но теме диссертации опубликовано 11 работ, 1 статья в ведущем научном журнале из перечня ВАК, Структура диссертации и её объем. Диссертационная работа изложена на 175 страницах, содержит 30 рисунков, 11 таблиц и 9 приложений. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 332 источников, из них 206 отечественных и 126 иностранных. Благодариость. Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям профессору, д-ру биол. наук, Р.А. Карначук и старшему научному сотруднику СибБС, канд. биол. наук Т.Г. Хариной за внимательное и чуткое отношение, помощь в интерпретации полученных результатов исследования. Искренне признательна доценту, канд. биол. наук Р.И. Лещук за консультации при освоении методик фитохимического анализа и за моральную поддержку на протяжении всего периода исследований. Благодарю доцента канд. биол. наук, В Пулькину за помощь в освоении методик по определению фертильности пыльцы; канд. мед. наук Е.Н. Амосову за предоставленный метчик байкалеина, профессора д-ра хим. наук, В.И. Литвиненко за предоставленный ГСО байкалина; сотрудников и студентов кафедры физиологии растений и биотехнологии ТГУ, лаборатории лекарственных растений СибБС ТГУ. Местонахождения шлемника байкальского Граница ареала Ценоареал (районы массового распространения) Рисунок 1 фрагменты ареала5. baicalensis на территории Российской Федерации (Атлас ареалов, 1976): а Забайкальский фрагмент; б Амурский фрагмент; в Приморский фрагмент Восточный и южный рубежи распространения S. baicalensis проходят по государственной границе с Китаем и Монголией (Пешкова, 1985; Атлас ареалов, 1976). Есть данные о нахождении шлемника байкальского в Якутии (Макаров, 1979; Красная книга Республики Саха (Якутия), 2000), единичные экземпляры отмечены около Иркутска (Телятьев, 1987; Зуев, 1997). В Восточном Забайкалье S. baicalensis приурочен к формации нителистниковой степи, кроме этого он встречается в мятликовых, типчаковых, ковыльных и холоднополынных степях (Сергиевская, 1959; Дулепова, 1986). Нителистниковая степь в Забайкалье служит основным компонентом горнолесной полосы и занимает значительные площади. Западная граница распространения этих степей sibiricum проходит по Ангаре (Сергиевская, 1959). Filifolium (L.) Kitam. вместе с другими маньчжурско-даурскими степными растениями в сочетании со степными широколиственными лесами образовывали лесостепные неморальные ландшафты миоценового и плиоценового времени. Плейстоценовое похолодание климата привело к исчезновению в первую очередь широколиственных лесов на территории большей части Восточной Сибири, вместе с ними вымерли и многие маньчжурско-даурские виды; уцелели только наиболее приспособленные, такие как, Filifolium sibiricum (L.) Kitam., Scabiosa comosa Fisch. ex Roem. et Schult., Menispermum dahuricum L., Scutellaria baicalensis Georgi и некоторые другие (Пешкова 1972, 1985). Таким образом, шлемник байкальский можно рассматривать как реликт третичного периода миоцен-плиоценовых лесостепных неморальных ландшафтов, связанный в своем происхождении с широколиственными лесами (Пешкова, 1985). Северный фрагмент ареала Амурско-Зейское междуречье (Рисунок 1 б), где S. baicalensis распространен на остепненных склонах высоких террас pp. Амура, Зеи и наиболее крупных притоках этих рек. Самое северное нахождение шлемника байкальского на Амуре с. Черняево. Кроме этого S. baicalensis отмечен на
|
