Способ повышения содержания гликозидов коричного спирта и салидрозида в растениях rhodiola rosea l.

Способ повышения содержания гликозидов коричного спирта и салидрозида в растениях rhodiola rosea l.

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к лекарственному растениеводству и может быть использовано для получения растительного сырья с повышенным содержанием биологически активных веществ, в частности гликозидов коричного спирта и салидрозида, обладающих выраженным тонизирующим действием.

Известны различные способы повышения содержания биологически активных веществ в лекарственных растениях путем обработки специальными химическими реагентами (фитогормоны и их синтетические аналоги, ретарданты и микроэлементы), а также под действием факторов абиотической (температурный, световой и водный режим, УФ-облучение) и биотической (атака фитофагами, фитоалексины) природы. Например, обработка мачка желтого (Glaucium flavum Crantz.) ретардантом хлорхолинхлоридом (CCC), а также под действием УФ-облучения или путем создания водного дефицита приводит к двух-трехкратному увеличению содержания алкалоида глауцина (Шаин С.С. Биорегуляция продуктивности растений. М., 2005. 218 с.).

Известно повышение содержания стероидного алкалоида соласодина в листьях паслена дольчатого (Solanum laciniatum Ait.) под влиянием такого биотического фактора, как поражение растений тлями (Шаин С.С. Биорегуляция продуктивности растений. М., 2005. 218 с.).

Однако указанные способы не являются универсальными в отношении регуляции биосинтеза различных классов природных соединений.

В настоящее время большое внимание уделяется использованию соединений фенольной природы в медицине. Известно, что уровень накопления фенольных соединений в растениях может быть увеличен путем замедления темпов первичного метаболизма (создание дефицита азота, калия, фосфора и серы), приводящих к усилению синтеза фенольных соединений (Никитина B.C. Поиск новых подходов в физиолого-биохимическом исследовании лекарственных растений. // Вестник Башкирского университета. 2001. №2. С.110-113.).

Известен способ повышения содержания салидрозида в растениях родиолы розовой (Rhodiola rosea) путем выращивания в условиях светокультуры (Ковалева Н.П., Тихомиров А.А., Долгушев В.А. Особенности роста и развития Rhodiola rosea при выращивании в условиях светокультуры. // Физиология растений. 2003. Т.50. №4. С.593-597), который взят за прототип.

Недостатком указанного способа является высокая стоимость светового оборудования, затраты на электроэнергию и обеспечение работы оранжерейного комплекса. Другим недостатком этого способа является невозможность получения в промышленных объемов растительного сырья из-за ограниченных площадей в условиях закрытого грунта.

Задачей настоящего изобретения является разработка более дешевого и менее трудоемкого способа получения больших объемов растительного материала с высоким содержанием соединений фенольной природы - салидрозида и гликозидов коричного спирта, в растениях родиолы розовой (Rhodiola rosea), в том числе в местах естественного произрастания и при выращивании культуры.

Технический результат состоит в том, что применяемый способ позволяет повысить содержание салидрозида и розавина (гликозид коричного спирта) в 4 и 1.5 раза соответственно.

В способе для повышения содержания салидрозида и гликозидов коричного спирта в растениях родиолы розовой создают условия кратковременной засухи средней жесткости.

Технический результат достигается тем, что растения подвергают водному дефициту в течение двух недель, при этом к концу периода засухи содержание воды в почве составляет 10-20% от полной влагоемкости почвы.

Увеличение содержания вторичных метаболитов в родиоле розовой достигается за счет индукции ферментов, участвующих в превращениях свободных аминокислот (тирозин и фенилаланин) до розавина и салидрозида, участвующих в защитных реакциях растений к дефициту влаги. Предлагаемый способ повышения содержания вторичных метаболитов родиолы розовой опробован на примере растений родиолы розовой уральского происхождения, культивируемых в подзоне средней тайги.

На фиг.1 приведена таблица содержания салидрозида и розавина в каудексе R.rosea в зависимости от длительности периода водного дефицита.

На фиг.2 изображен внешний вид растений Rhodiola rosea L. в условиях контроля (A), недельного водного дефицита (Б) и трехнедельного водного дефицита (B).

Пример 1. Контроль. В качестве исходного материала для экспериментов служили растения Rhodiola rosea в генеративном возрастном состоянии, которые были получены из семян растений, произрастающих на Северном Урале. В период весеннего отрастания растения были пересажены в вегетационные сосуды и выращивались в контролируемых условиях, исключающих воздействие атмосферных осадков. Объем сосудов составлял 5 л. Сосуды заполняли смесью торфа и песка из расчета (3:1). По мере высыхания почвы растения поливали. Содержание воды в почве составляло 50% от полной влагоемкости почвы. Подземную часть растения (каудекс) освобождали от почвы, промывали в проточной воде и высушивали при 70°C в течение 24 часов. Определение розавина и салидрозида в каудексе растений проводили методом ВЭЖХ (Краснов Е.А., Саратиков А.С., Суров Ю.П. Растения семейства толстянковых. Томск, 1979. 208 с.). В каудексе родиолы розовой содержание розавина составило 1%, салидрозида - 0.8% (фиг.1). Растения этой группы имели бледно-зеленый цвет листьев, в них происходило накопление антоциановых пигментов по краям листовой пластинки, а нижние листья усыхали и опадали (фиг.2A). Растения формировали полноценные семена.

Пример 2. Закладывали опыт с вегетативными растениями родиолы розовой, как в примере 1. Растения прекращали поливать, действие водного дефицита длилось в течение одной недели. Содержание воды в почве составляло 20% от полной влагоемкости. Определение розавина и салидрозида проводили, как в примере 1. Содержание в подземной части родиолы розовой розавина и салидрозида составило 1.5 и 3.5% соответственно (фиг.1). Растения имели внешний вид, такой же как и растения примера 1, формировали цветки, однако плодов не образовывали (фиг.2Б).

Пример 3. Обработку растений родиолы розовой проводили аналогично примеру 2 с той разницей, что длительность водного дефицита составляло две недели. Содержание воды в почве было 15% от полной влагоемкости. Содержание в подземной части родиолы розовой розавина и салидрозида составило 1,5 и 4% соответственно (фиг.1).

Пример 4. Обработку растений родиолы розовой проводили аналогично примеру 2 и 3 (засуха средней жесткости) с той разницей, что длительность водного дефицита составляла три недели. Содержание воды в почве было менее 10% от полной влагоемкости (условия жесткой засухи). Содержание в подземной части родиолы розовой розавина и салидрозида резко уменьшилось по сравнению с примерами 2 и 3 и составило 1 и 1,2% соответственно (фиг.1). Отмечена гибель растений (фиг.2В).

Пример 5. Обработку растений родиолы розовой проводили аналогично примеру 2 с той разницей, что после периода водного дефицита возобновляли полив на протяжении последующих двух недель по мере высыхания почвы. Содержание воды в почве было не менее 60% от полной влагоемкости. Содержание салидрозида и розавина снизилось до уровня контроля (соответственно и 0,7 и 1,0%), что свидетельствует об обратимости наблюдаемого эффекта (фиг.1).

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет значительно увеличить содержание биологически активных веществ родиолы розовой, салидрозида и веществ, входящих в группу гликозидов коричного спирта.

Способ повышения розавина и салидрозида в подземной части растений родиолы розовой (Rhodiola rosea L.), заключающийся в том, что растения подвергают водному дефициту в течение двух недель, при этом к концу периода засухи содержание воды в почве должно находиться в интервале 10-20% от полной влагоемкости почвы.