|
Группа фенольного метаболизма растений
|
Cайт института
ИФР РАН | |||||||||
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН | ||||||||||
| ||||||||||
|
СКРИНИНГ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА CRASSULA L. ПО СОДЕРЖАНИЮ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Лапшин П.В., Загоскина Н.В.Учреждение Российской академии наук Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, 127276 Москва, ул. Ботаническая, д. 35, E-mail: phenolic@ippras.ru, факс (495) 977-80-18 Толстянки (Crassula L.) относятся к экологической группе растений - суккулентам, произрастающим в жарком и сухом климате. Они распространены, главным образом, в теплых и засушливых областях, в местах с периодически полным отсутствием доступной влаги в окружающей среде, где обычно отмечается высокий уровень солнечного облучения и отсутствуют периоды с отрицательной температурой [1]. Все это несомненно сказывается как на морфологических характеристиках этих растений, так и на особенностях их метаболизма [2]. Большинство видов крассул это прямостоячие, полегающие или ползучие травы, чаще с многочисленными ветвящимися стеблями, реже - кустарнички с сочными стеблями и мясистыми листьями [3]. Многие растения этого рода весьма красивы и используются в декоративном цветоводстве. Благодаря легкости их вегетативного размножения, создано большое число гибридных сортов крассул, превышающее число природных видов. Следует также подчеркнуть, что они используются в народной медицине как лекарственные растения, обладающие антимикробным действием [4, 5]. Это касается C. dejecta и C. ovata, которые применяют при лечении ангины, воспалений горла, а также при болезнях с нарушением прочности кровеносных сосудов. Возможно, это связано с их способностью к синтезу фенольных соединений, которые, как известно, защищают клетки и ткани от многих стрессовых воздействий, в том числе и от высоких доз УФ-Б радиации [6, 7]. В тоже время в литературе есть данные о накоплении этих веществ у различных представителей суккулентных растений [8]. Целью нашей работы являлось сравнение содержания фенольных соединений в листьях 80 природных видов, их хлорофиллдефектных химерных форм и гибридных культивируемых сортов растений рода Crassula L. Методика Растения рода Crassula L. выращивали в стеклянной теплице ИФР РАН. Сбор материала осуществляли осенью.
Результаты и обсуждение Исследование большого числа растений рода Крассула показало, что они значительно отличаются по содержанию растворимых фенольных соединений. У некоторых видов, на долю которых приходится около 10-15% от всех проанализированных генотипов, этот показатель очень высокий. Наибольшее содержание фенольных соединений отмечено у C. tetragona и C. gilii (92,2 и 83,2 мкг/г сырой массы, соответственно). У C. rupestris (77,8), C. sarmentosa (76,4), C. arborescens (71,0) и C. thyrsiflora hybr. оно несколько ниже (77,8 - 70,9 2 мкг/г сырой массы). Наименьший же уровень фенольных соединений отмечен у Crassula elegans ssp. namibensis (6,75 мкг/г сырой массы) и Crassula ausensis cv. Corason (3,6 мкг/г сырой массы). Следует подчеркнуть, что разница между максимальным и минимальным уровнем этих соединений была почти 13-кратной. Одна из функций фенольных соединений – защитная, как от действия высокого уровня солнечного облучения, так и от поедания насекомыми или поражения паразитирующими микроорганизмами. Известным механизмом защиты от повреждающего действия избыточной солнечной радиации является синтез флаваноидных пигментов, что является довольно широко распространенным способом защиты у растений вообще и у листовых суккулентов - в частности. Однако рассмотренные представители рода Crassula если и имели визуально заметное красное окрашивание части листовой пластинки, то пигментация наблюдалась практически исключительно на нижней стороне листа (у 22% видов) и еще 19% видов имели лишь красную окантовку по его краю. И только 4 вида (5% от проанализированных растений) могли окрашиваться целиком при высоком уровне солнечного облучения, хотя ни один из них не имел высокого уровня накопления фенольных соединений на момент исследования. Следует также подчеркнуть, что виды крассул, способные к активному синтезу красных пигментов как постоянно, так и только в индуцибельных условиях (высокий уровень освещения или присутствие его коротковолновой составляющей), распределились равномерно среди общей выборки (табл. 1). Таблица 1
*Наличие красной окраски листьев: С – снизу, К – кайма, Ц – целиком. В связи с тем, что было проанализировано большое число видов толстянковых, мы обратили внимание на содержание фенольных соединений у хлорофиллдефектных химер и у нормальных экземпляров этих видов (табл. 2). Этот аспект интересен тем, что, как свидетельствуют литературные данные, хлоропласты являются одним из основных мест синтеза фенольных соединений в клетках зеленых растений [10]. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что из 8 изученных пар толстянковых, большинство (6 видов) демонстрируют прямую связь между способностью к синтезу хлорофилла и накоплением в тканях фенольных соединений. Так, у форм, имеющих поврежденный фотосинтетический аппарат, уровень этих вторичных метаболитов был в 1,5-2 раза меньше, по сравнению с нормальной формой. В тоже время есть и исключения: у двух пар, являющихся разновидностями C. ovata, вариегатные формы накапливали намного больше фенольных соединений, чем их нормальные пары. Следовательно, не во всех случаях уровень фотосинтетической активности растительных клеток обуславливает их способность к синтезу фенольных соединений, что заслуживает внимания и проведения дальнейших исследований. Таблица 2
В заключение следует подчеркнуть, что растения рода Crassula L. значительно отличались по содержанию фенольных соединений. При этом наибольший уровень их накопления в одних случаях был отмечен у самых медленнорастущих видов, в других – он был высок и у быстрорастущих видов, что еще раз подчеркивает «неоднозначность» взаимосвязи между ростовой активностью высших растений и их способностью к синтезу фенольных соединений. ЛИТЕРАТУРА
| Внимание! Эта статья опубликована, на нее можно ссылаться при написании научных работ. Ссылка на эту публикацию выглядит так: Лапшин П.В., Загоскина Н.В. Скрининг представителей рода Crassula по содержанию фенольных соединений. В сб. статей "Современные аспекты структурно-функциональной биологии растений и грибов", под ред. Пузиной Т.И. Орел: Изд-во ГОУ ВПО "Орловский государственный университет". 2010, С. 176-180. Иллюстрации к этой статье:
|