Каллусные культуры Spergularia marina (L.) Griseb.: получение и фитохимический анализ
- DOI
- 10.5922/gikbfu-2023-1-7
- Страницы / Pages
- 89-112
Аннотация
В последние десятилетия возрос интерес к растениям-галофитам из-за высокого содержания в них биологически активных веществ, обладающих мощной антиоксидантной, противомикробной, противовоспалительной и противоопухолевой активностью и перспективных для профилактики различных заболеваний. На территории Калининградской области произрастает несколько видов галофитов, среди которых особый интерес представляет редкий вид Spergularia marina (L.) Griseb. Биологическая активность и содержание вторичных метаболитов в растениях этого вида изучены недостаточно. Целью настоящего исследования стало получение каллусных культур, изучение содержания некоторых групп фенольных соединений и антиоксидантной активности экстрактов. Проведен подбор регуляторов роста и концентраций, индуцирующих образование каллуса. Было подобрано 19 питательных сред для индукции каллусных культур S. marina. Проведенный фитохимический анализ показал значительное содержание фенольных соединений и гидроксикоричных кислот, а также высокой уровень антиоксидантной активности экстрактов каллусных культур. Из 19 каллусных культур перспективными для получения целевых вторичных метаболитов являются культуры, полученные на питательных средах Мурасиге — Скуга, содержащие следующие комбинации регуляторов роста: ТДЗ 0,25 мг/л и 2,4-Д 1 мг/л, ТДЗ 0,1 мг/л и 2,4-Д 1,5 мг/л, ТДЗ 0,25 мг/л и ИМК 0,25 мг/л, ТДЗ 0,5 мг/л и ИМК 0,25 мг/л, Кин 0,25 мг/л и 2,4-Д 0,5 мг/л.
Abstract
In recent decades, interest in halophyte plants has increased due to their high content of biologically active substances with powerful antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory and antitumor properties and promising for the prevention of various diseases. Several species of halophytes grow on the territory of the Kaliningrad region, among which the rare species Spergularia marina (L.) Griseb. is of particular interest, the biological activity and content of secondary metabolites of which have not been studied sufficiently. The purpose of this study was to obtain callus cultures, to study the content of some groups of phenolic compounds and the antioxidant activity of extracts. The study carried out the selection of growth regulators and concentrations that induce callus formation. 19 nutrient media were selected for the induction of S. marina callus cultures. The conducted phytochemical analysis showed a significant content of phenolic compounds and hydroxycinnamic acids, as well as a high level of antioxidant activity of extracts of callus cultures. Out of 19 callus cultures, cultures obtained on Murashige and Skoog nutrient media containing the following combinations of growth regulators are promising for obtaining target secondary metabolites: 0.25 mg/l TDZ and 1 mg/l 2,4-D; 0.1 mg/l TDZ and 1.5 mg/l 2,4-D; 0.25 mg/l TDZ and 0.25 mg/l IBA; 0.5 mg/l TDZ and 0.25 mg/l IBA; 0.25 mg/l KinN and 0.5 mg/l 2,4-D.
Список литературы
1. Губарева И. Ю. Торичник морской // Красная книга Калининградской области / под ред. В. П. Дедкова, Г. В. Гришанова. Калининград, 2010. С. 141.
2. Иващук О. А., Батлуцкая И., Маслова Е. и др. Подходы к сохранению биоразнообразия редких и находящихся под угрозой исчезновения лекарственных растений на основе микроклонального размножения с оптимизацией параметров методами моделирования нейронных сетей // Научно-исследовательский журнал фармацевтических биологических и химических наук. 2018. Т. 9, № 5. С. 2347—2356.
3. Ларцева Л. О., Пунгин А. В. Подбор концентраций и регуляторов роста цитокининового ряда для мультипликации Spergularia marina (L.) Griseb. в условиях in vitro // ХимБиоSeasons 2022 : сб. тез. докл. Форума молодых исследователей. Кемерово, 2022. С. 27.
4. Ларцева Л. О., Пунгин А. В. Подбор оптимальных питательных сред для роста Spergularia marina (L.) Griseb. в условиях in vitro // ХимБиоSeasons : сб. тез. докл. Форума молодых исследователей, посвященного 125-летию со дня рождения лауреата Нобелевской премии академика Н. Н. Семенова. Калининград, 2021. С. 55—56.
5. Belokurova V. B. Methods of biotechnology in system of efforts aimed at plant biodiversity preservation // Cytology and genetics. 2010. Vol. 44, № 3. P. 174—185.
6. Chang H., Kim M., Kim M. et al. Quality characteristics and antioxidant activities of noodles added with Spergularia marina L. Griseb. powder // Journal of the East Asian Society of Dietary Life. 2017. Vol. 27, № 1. P. 50—60.
7. Cho J. Y., Kim M. S., Lee Y. G. et al. A phenyl lipid alkaloid and flavone C-diglucosides from Spergularia marina // Food science and biotechnology. 2016. Vol. 25, № 1. P. 63—69.
8. Cragg G. M., Newman D. J. Natural products: a continuing source of novel drug leads // Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects. 2013. Vol. 1830, № 6. P. 3670—3695.
9. El-Dien O. G., Shawky E., Aly A. H. et al. Phytochemical and Biological Investigation of Spergularia marina (L.) Griseb. growing in Egypt // Natural Product Sciences. 2014. Vol. 20, № 3. P. 152—159.
10. Feduraev P., Skrypnik L., Nebreeva S. et al. Variability of phenolic compound accumulation and antioxidant activity in wild plants of some Rumex species (Polygonaceae) // Antioxidants. 2022. Vol. 11, № 2. P. 311.
11. Flowers T. J., Colmer T. D. Salinity tolerance in halophytes // New Phytologist. 2008. P. 945—963.
12. GBIF. Spergularia marina (L.) Griseb. in GBIF Secretariat // GBIF Backbone Taxonomy : Checklist Dataset. Copenhagen, 2021. URL: https://www.gbif.org/species/3085658 (дата обращения: 15.04.2023).
13. Ingeloeg T., Andersson R., Tjernberg M. (eds.). Red Data Book of the Baltic Region. Part 1 : Lists of Threatened Vascular Plants and Vertebrates. Uppsala ; Riga, 1993. Р. 96.
14. Jakimiuk K., Wink M., Tomczyk M. Flavonoids of the Caryophyllaceae // Phytochemistry Reviews. 2022. Vol. 21, № 1. P. 179—218.
15. Karadeniz F., Kim J. A., Ahn B. N. et al. Anti-adipogenic and Pro-osteoblastogenic Activities of Spergularia marina Extract // Preventive nutrition and food science. 2014. Vol. 19, № 3. P. 187—193.
16. Ksouri R., Megdiche W., Falleh H. et al. Influence of biological, environmental and technical factors on phenolic content and antioxidant activities of Tunisian halophytes // Comptes Rendus Biologies. 2008. Vol. 331, № 11. P. 865—873.
17. Lee J., Kim M., Kim S. et al. Changes in antioxidant and cancer cell growth inhibitory activities of Spergularia marina Griseb. extract according to different cooking methods // Korean Journal of Food and Cookery Science. 2017. Vol. 33, № 6. P. 673—681.
18. Lee J. J., Jung H. O. Changes in physicochemical properties of Spergularia marina Griseb. by blanching // Korean Journal of Food Preservation. 2012. Vol. 19, № 6. P. 866—872.
19. Lokhande V. H., Suprasanna P. Prospects of halophytes in understanding and managing abiotic stress tolerance // Environmental adaptations and stress tolerance of plants in the era of climate change. N.Y. 2012. Р. 29—56.
20. Miri A., Ghalehnoo Z. R., Shaharaki E. Evaluation of antioxidant and antimicrobial activity of Spergularia marina (L.) Griseb. extract // Journal of Fundamental and Applied Sciences. 2016. Vol. 8, № 2. P. 501—517.
21. Miri A., Shahraki E., Tabrizian K., Oudi S. Anti-nociceptive and antiinflammatory effects of the hydroalcoholic extract of the Spergularia marina (L). Griseb. in male mice // Fen. Bilimleri. Dergisi. (CFD). 2015. Vol. 36, № 3. P. 501—517.
22. Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures // Physiologia plantarum. 1962. Vol. 15, № 3. P. 473— 497.
23. Park Y. H., Lee J. J., Son H. K. et al. Antiobesity effects of extract from Spergularia marina Griseb. in adipocytes and high-fat diet-induced obese rats // Nutrients. 2020. Vol. 12, № 2. P. 336.
24. Pathak M. R., Abido M. S. The role of biotechnology in the conservation of biodiversity // Journal of Experimental Biology. 2014. Vol. 2. P. 352—363.
25. Phillips G. C., Garda M. Plant tissue culture media and practices: an overview // In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. 2019. Vol. 55. P. 242—257.
26. Pliszko A. A new record of Spergularia marina (Caryophyllaceae) from southern Poland // Acta Musei Silesiae, Scientiae Naturales. 2017. Vol. 66, № 1. P. 49—51.
27. Pungin A., Lartseva L., Loskutnikova V. et al. The Content of Certain Groups of Phenolic Compounds and the Biological Activity of Extracts of Various Halophyte Parts of Spergularia marina (L.) Griseb. and Glaux maritima L. at Different Levels of Soil Salinization // Plants. 2022. Vol. 11, № 13. S. 1738.
28. Sembiring E. N., Elya B., Sauriasari R. Phytochemical screening, total flavonoid and total phenolic content and antioxidant activity of different parts of Caesalpinia bonduc (L.) Roxb // Pharmacognosy Journal. 2018. Vol. 10, № 1. P. 123—127.
29. Skoog F., Miller C. O. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro // Symposia of the Society for Experimental Biology. 1957. Vol. 11. P. 118—130.
30. Skrypnik L., Feduraev P., Golovin A. et al. Biotechnological Potential of Different Organs of Mistletoe (Viscum album L.) collected from Various Host Tree Species in an Urban Area // Plants. 2022. Vol. 11, № 20. P. 2686.
31. Štefan M. B., Vuković Rodríguez J., Blažeković B. et al. Total hydroxycinnamic acids assay: Prevalidation and application on Lamiaceae species // Food Analytical Methods. 2014. Vol. 7. P. 326—336.