9 ditchenko baluho yurin 2013

Разд ел

1. БИОЛОГИЯ , ИНТРОДУКЦИЯ И ВЫРАЩИВАНИЕ ЭХИНАЦ ЕИ

3. Dikova В. EstaЬ!ishment of some viruses-polyphagues on economically important essential oil-bearing and medicinal plants in Bulgaria // Biotechnol.& Biotechnol. Eq. - 2009. - 23. - Р. 80-84/ Se Special Edition/ on line.

4. Dikova В. Tomato spotted wilt virus on some medicinal and essential oil -bearing plants in Bulgaria // BulgarianJournal of Agricultural Science, 2011. - 17,3.- Р. 306-313 .

5. Dikova В. Virus diseases on some essential oil-bearing and medicinal plants in Bulgaria // Agricultural Science. 2012.- 45, 1.- Р . 22-34.

6. Dikova В., Djourmanski А. , Lambev Н. Isolation of Viruses(Polyphagues) from Some Important Medicinal Plants in в·illgari a //Journal of Balkan Ecology, 2010.- 13, 1. - Р. 33- 45.

7. Eastman J. The Book of Field and Roadside: Open-country Weeds, Tre es and W ildflow ers of Eastern No r tЬ Am erica , 2003.- 118 р.

8. Horva th т., Baracsi Е., Takacs А. et а!. Virus infection of Ornamental Plan ts in H~ngary // Cereal ResearcЬ Communications. - 2006. - 34, 1, (Part II). - Р. 485 - 488.

9. Koreneva А.А., Viter A.V., Goroshko V.V., Mishchenko L.T. Study on virus diseases in Echinacea purpurea (L.) Moench. and its influence on content of carbonhydrogensin raw material // Proceedings of the materials of the international conference on topical proЬ!ems of integrated plan t pro tection, Appendix, Minsk, 24-27 July, 2007. - Р. 122-129.

10. Lidanski Т. Statistical methods in Biology and Agriculture.

ZEM IZDAT, Sofia, 1988.

11. Noordam D. Identification of Plant Viruses . - Wageningen PUDOC. 1973.

КУЛЬ ТУРЫ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ КАК ПЮДУЦЕНТЫ ГИДЮКСИКОРИЧНЫХ КИСЛОТ Дитченко Т.И . , Балухо А.В., Юрин В . М. Б е л ору сс кий г ос уда р ств е н ный у ниверсит е т , пр. Не за висимости,

220030,

г . Ми н с к , РеспубАика Бе А арус ь,

4,

ditchenko@bsu.by

Резюме. В статье рассмотрены п одходы, направленные на оптимизацию условий культивирования

purpurea

in vitro Echinacea

в качеств е исто чника гидр о ксик о ричных ки слат и их

45

ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ Э ХИ Н А ЦЕ И производ ных. П оказано, что развиваемые при емы позвол>~ют

зна чи тель н о повысить биосинтетич еский потенциал культуры, ко тора>1 по своим пр од укцио нным характер истикам н е уступа­

ет традиционно и спользуемому ле карственному сырью пacea

Echi-

purpurea.

Summary. Th e approaches of the optimizatioп of in vitro cultiva tion Echinacea purpurea се // culture as а source of hydroxycin namic acids and their derivatives are considered in article. lt is shown that the techniques developed сап significantly impro\te the Ьiosynthetic potential of culture. The production characteristics of Echinacea purpurea c ultures are not inferior to tгa dition ally used natural medical material. Культи вируемые на искусственных питател ьных средах клетки и ткан и лекарственных р асте н ий· могут выступат ь альтернативным ис­

тоqником биолоrиqески активных веществ . По сравн е нию с традици­ онн ы м растит е;\ЬНЫ М сыр ьем клеточные куАьт уры обладаю т сАедуто­

щим и преимуществами

-

поА уqение

[1 ]:

экоАоги чески

чис ты х п р одуктов независимо от кли ­

мата, с еяо на, погоды, лочвенных условий; - в озмо жность оптимизировать и стандарти з ировать ус;\овия вы­ ращи вания;

- возможность автоматизации nроцессов.

ПопуАяциям куАь тивир уемых

in vitro

р астительных клеток nри­

су щи определенные о собенн ости протекания процессов вториqного

метаболизма. В частности, содержание вторичных метаболитов мо­

жет находиться на более низком уровне по сравнению с целым рас­ тениям

[ 4]. Увеличение

количества ценных веществ вторичного про­

исхождения в культуре кле т ок и тканей возможно двумя путями: n у ­

тем количественного увеличения биомассы или путем усиАения син­ теза н еобходимого м ет або 1\ИТа. Поэтому во прос стимуАяции рос та и

накопления вторичных метабоАитов приобретает решающее значе ­

ние для биотехнологического использования культуры тк ани как проДуцента важных фармаi~олоrиqеских соединени й. Одним и з подходов, направленных на решение данной задачи, яв­ ляется измен ен ие состава питательной среды, на кот о р ой осущест­

вляется культивирование кАеток и ткан ей растений . Как правило, соста в п итательной среды , оптимальной для, рост а сущес тв енпо от-

46

Раздел 1. БИОЛОГИЯ , ИНТРОДУКЦИЯ И ВЫРАЩИВАНИЕ ЭХИНАЦ Е И

Аичается от состава среды, способствующей максимаАьному накоп­ Аению целевого продукта. Подбор физических параметров культи­ в ирования (световой и те мперат урный режимы) также пр едставАяе т

собой один из наиболее доступных и эффективных способов повы­ шения биосинтетического поте нциала кАсточных куАьтур. Ц елью

настоящей работы явилась разр аботка условий куАьтивиро ван ия клеток и тканей эхинацеи пурпурной в качестве источника гид рокс и ­

коричных кисАот (ГКК) и их производных. Объектами иссАедования служили каллусная и сус пенз ионная культуры э хинацеи пурпурной. Каллусная ткань была инициирована из листоных э ксплантоn асептичес к и выращснныхтрехнедеАьных рас­

тений. Для ее получения испоАьзовалась питательная среда по проли­ си Мурасиге и Скуга ( среда МС)

[6]

с добаВАением фитогормонов.

Культивирование nолученных каАлусов осуществАяАось на среде МС,

вкАю чающей 0,2 мг/ А 2, 4-дихло р-ф еноксиуксусной кислоты (2,4-Д), 0,5 мr/ А кинетина и 2,0 мг/ л индоАил-3-уксусной кислоты (ИУК). Сус­ пен з ионная культура была инициирова на и з дАитеАьно пассируемой каллусной ткани рыхлого типа. Для ее поддержания в лабораторных условиях ос у ществАяло с ь

nостоянное

персмешивание

питатеАьной

среды с помощью качаАки р отационного типа со скоростью вращения

100-120 об/ мин. КаАлусная и сусnензионная куАьтуры инкубирова­ лись в усАовиях микробиоА о гического термостата в темноте nри тем­ nерату ре

25 · с А ибо 3000 АК.

освещения

в усАовиях фитастата на свету с интенсивностью Продолжительность ростового цикла каллусной

культуры составляАа

30±2 сут.,

в сАучае сус nензионной-

18±2 сут. ДАя

опре д е л ения содержания суммы ГКК и их производных в пересчете на цикориевую кисАату в каАлусной ткани и суспензионной куАьтуре эхи­

нацеи пурпурной использовался спектрафотометрический метод

[3].

Со держ а ни е ГКК в первичной каААусной было крайне низким и сос тавАЯАО в среднем 0,29 ±0,03/о сух.в . Использо в ание различных комбинаций 2,4-Д и ки не тина по зволиАо выявить такое их сочета­

ние, при котором количество ГКК по сравнению с первичным каллу­

сом увеличиАось до 0,64±0,04/о сух. в. ДополнитеАьное повышени е сод ержа н ия ГК до 0,75±0,04/о сух. в . удаАось достигнуть при исполь ­ зова н и и питательной среды с повыш енной концентрацией саха ро зы

(4/о). Однако более существенны е результаты быАи достигнуты в ре­ зультате снижения вдвое концентрации аммонийного и нитратного

47

ИННОВАЦИОН Н ЫЕ ПОДХОДЫ К ИЗУ ЧЕН ИЮ ЭХИНАЦЕИ

азота , а также фосфатов. Содержание ГКК в каААусах эхинацеи, культивируемых на данном варианте питательной среды, возрастало

в

1,8

раза по сравнению с полной питательной средо й . Таким обра -­

зом в рез ультате последовательной оптимизации состава питатель­

ной среды было достигнуто практически четырехкратное увеличе ­ ние (1,13±0,09 '/о сух. в.) биосинтетического потенциала nервоначаilь ­ но полученн ой каАлусной культуры эхина це и пурнурн ой

[5] . Однако

уров н и накоn лени я анализируемых соединений по-прежнему оста ­ вались ниже, чем в трад ици онно используемом лекарственном сырье

эхи нацеи пурпурной. В связи с этим был о пред принято ком пл ексное

ис сл едов ание, направАенное на ра зрабо тку с оста ва nродукционной питатеАьной среды и оптимизацию физических условий культивиро­ вания i п

vitro

эхина цеи пурпурной. Путем ц еленаправАенного изме­

нения м ин еральной основы nита т ельной среды (исключение источ ­ ников аммонийного азота, с н ижение вдвое концентрации нитрат но ­

го азота и др.), использ ования повышенной концентрации источника

углеводного питания (сахароза

4'%),

полного ис кАючения из состава

питательной среды 2,4-Д и ее замен ы на другой синтетический аук ­

син - 1-н афтилу к су сну ю кислоту в концентрации 1,0- 2,0 мг/ л, а так­ же ку 11ьтивирования на свету бы i\И получены клеточные линии, в ко ­

торых содержание ГКК сос тавляло в среднем

5,46±0,51 /о

сух . в. Ра з ­

ра ботанная для каллусной куАьтуры продукц ионная питательная

среда

[ 2]

бы]\ а использована и для выращив ания суспензионной

куАьтуры эхинацеи пурпурн ой, поскольку биотехнологич еское про­ изводство вторичных Nrетаболитов растени й основано преимущес­ твенно н а суспензионной культуре. При этом было обнаружено, что изменение способа культивирования не привод ю1о к снижению био­ синтетическ ого nотенциала культуры. Следу ет отметить , что росто ­

вая активность как каллусной, так и суспензионной культуры при выращивании на nродукционной nитательной среде п одде ржива лась

на достато • rно высоком уровн е. В частности, время удвоения сырой биомассы каллусов состаш\Я J10 в среднем

пензионной культу ры-

5,6±0,2

5,9± 0, 3 сут . ,

а клеток су с­

сут . Высокие скорости прироста био­

массы по11ученных ку11ьтур, а также возможность nолучения цеАе во­

го продукта в течение всего года, экономия пл ощадей и др . позво i\Я­

ют рассматривать культуры клет ок и ткане й эхинацеи пурпурной в

качест в е персrт ек тивных источников БАБ, кот орые по своим продук-

48

Раздел 1. БИОЛОГИЯ, ИНТ РОДУ КЦИЯ И ВЫРАЩ И ВАНИЕ ЭХИНАЦЕИ ционны м характеристикам не уступают традиционно используемо ­ му лекарственному сыр ью.

Библиография

1.

Бутенко Р.Г. Биология клеток высших р астен и й

технологии на их основе .- М.: ФБК-ПРЕСС,

2. Дитченко Т.И.,

in vitro 1999.- 160 с .

и био­

Юрин В.М. Р азработка состава продукционной пи­

тательной среды для куАьтиви ров ания каллусной ткани эхинацеи пур­

пурной в качестве источника гидроксикоричных кислот // Тр. Белорус­ ского

roc.

ун-та. Фи з иологические, биохимические и молекулярные ос ­

новы ф у нкционирования биосистем.-

3. Куркин В . А.,

2011.- Т . 6, Ч. 1.- С. 39-46.

Авдеева О.И . , Авдеев а Е.В. и др. К олич ественное оп­

ред еление суммы гидроксико ричн ых кислот в над земной части Echinacea purpurea // Растит. ресурсы.- 1998. - Т. 34, Вып. 2.- С. 81-85.

4. Носов А. М. Использование клеточн ых технологий. для п р о­ мышА с нного псАучения био ;\о гически активных веществ раститеАЪ ­

ного происхождения // Б иотехн о логия . - 2010. - NQ5.

5.

- С. 8- 28.

Юрин В . М. Экзогенная ре гуляция вто рично го метабоАизма в

культуре клеток и тканей растений / В.М. Юрин [и др.] // Тр. Белорус­ ског о гос. ун-та. Физиологические, биохимические и моАекулярные о с­ новы функционирования биосистем.-

2008.- Т. 3, Ч . 2.- С. 118-126.

6. Murashige Т ., Skoog F. А revised medium for rapid growth and bloassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant.- 1968. - Vol. 15, NQ 13. - Р. 473- 497. БИОЛОГИЯ , МОРФОЛОГИЯ И ОСОБЕННОСТИ КУЛЬ ТУРЫ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО СОРТА

ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ Живчиков А.И. 1 , Живчикава Р .И. 2 1

Д альневосточный федераАьный университет, у л. Сух анова,

690950, 2

Вл адиво сток , Россия,

ginzeng@)mail.ru;

Примо р ская пАод о во- ягодная опытная станция Приморского НИИСХ, у л. 50 лет Ок тяб ря , 22 , 6909 10, Владивосток, Россия, ginzeng@)mail.ru

49

8,

633.88+615.32 :58 42.14+53.52 и 66

УДК

БЕК

Инновационные подходы к изучению зхипацеи: Материал ы Между ­

И66

народной научной конференции. Полтава: Дивосвiт ,

2013. - 228

-

П олтава,

25-27

июня

2013

г.

-

с.

ISBN 978-617-633-073-8. О с вещены результаты интродукции ра:шичных видов рода Эхинацся (Ec hiпa­

cea Moenclt),

особенности их биологии, культивиров ания , фитохимни и фRр:\с\ако­

логи и, использования в гуманитарной медицине, зоотехнии. Изл ожены резу.~ь­ таты ра з работки технологий изготовления препаратов и функци о нальных про ­ дуктов с эхинацеей.

Представленi результати iнтроду"цii рi з них видiв род у Ехiнаuея (l<; c l1 iпacea

Moench) , особливостi

iхньоi бiологil, "ультивування , фiтoxiмii

i

фар :\с\акологii , ви­

користання в гуманiтарнiй медипинi, зоотехнi1. Ви"л аденнi результати роз р обки

технологiй виготовлення препаратiв та функцiональних продуктiв з ехiнапеею .

The results of different species of Echinacea genus introduction (Echinacea Moench), peculiarities of th.eir Ьiology, cultivation, photochemistry апd phaпnacology, usag·e in humaпitariaп and veterinary medicine, zootechnics are given. The results of working out the technology of preparations апd functional products with Echinacea are stated.

Ergebnisse der Introduktion von verschiedenen Arten der Echinacea Gattung (Echinacea МоеnсЬ), Besordenheiten ihrer Biologie, Kul tivieren , Phitochemien und Pharmakologie, Beпнtztшg in Ншnав - 1.111d \' eteriп armediziп , ZootecJшie (Tierzucl1tlehre) sind erlaнtert. Da bei sind die Erg ebnisse der A usarbeitung der Heгste llнng­ stechnologoe der funktionellen Produkte aus Echiпacea dargestellt. Ре дакционная коллегия: С.В. По спелов ( ответственный редактор), В .Н . Самородов (научный редактор),

Л.А . Г.:~ущенко, И.В. Корнев, Н . Н . Опара, П . В. Пи саренко, В.Ф. Почерняева .

На первой странице обложки- новый сорт эхинацеи nурпурной

Moencl1)

(Echinacea purpшea (1.)

"Герхард Мадаус" . (Авторы В.Н. СаtVюрод ов, С. В. Поспе.Jiов). Фото С. В. Поспелова.

М а териалы поготовлены к печати Полтавским отделениеNI Укра инекого ботаничеr:­ кого общества, напечатаны на языке оригинала.

УДК ББК

633.88+ 615.32:58 42.14+53.52

© Полтавская государственная аграрная академия,

ISBN 978-617-633-073-8.

© Дивосвiт, 2013 .

2013.