BioScience Blog – Научный Биологический блог

Биологически активные вещества (БАВ) растений рода EchinaceaMoench., в частности эхинацеи пурпурной, за последние десятилетия широко используются в качестве источников эффективных лекарственных средств преимущественно с иммуностимулирующей и противовоспалительной активностью. К ним относятся полисахариды, флавоноиды, гидроксикоричные кислоты и их производные, эфирные масла, алкиламиды, жирные кислоты. Фенольные соединения эхинацеи (гидроксикоричные кислоты и флавоноиды) обладают антибактериальным, противогрибковым и антиоксидантным действием, а также усиливают иммуностимулирующую активность водорастворимого полисахаридного комплекса. Большой научный и практический интерес представляет получение биологически активных фенольных соединений с помощью метода культуры клеток и тканей растений. Обладая рядом преимуществ (возможность выделения необходимых веществ независимо от сезона, климата, болезней; регуляция синтеза вторичных метаболитов путем изменения условий культивирования и др.), этот метод может составить альтернативу природному источнику практически ценных веществ. На продукцию БАВ культурами растительных клеток и тканей влияет целый ряд факторов. В первую очередь, это состав питательной среды и содержание отдельных ее компонентов (фитогормонов, макроэлементов, сахарозы и др.). Целью настоящей работы явилось изучение накопления гидроксикоричных кислот и флавоноидов каллусной культурой эхинацеи пурпурной при варьировании содержания фитогормонов, а также уровней азота и фосфора в среде культивирования. Для культивирования каллусов эхинацеи пурпурной в работе использовалась питательная среда по прописи Мурасиге и Скуга (МS), в которую вносили различные комбинации регуляторов роста: 0,1 – 0,2 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 0,2 – 1,0 мг/л кинетина, а также 2,0 мг/л индолил-3-уксусной кислоты (ИУК). Было протестировано 6 вариантов питательных сред, которые различались соотношением 2,4-Д и кинетина. В экспериментах по изучению влияния содержания азота и фосфора в среде культивирования на выход фенольных соединений было использовано 3 варианта сред: среда МS, характеризующаяся вдвое сниженной концентрацией соединений азота (1/2 N), фосфатов (1/2 Р), а также соединений азота и фосфора одновременно (1/2 NP). Культивирование каллусов эхинацеи пурпурной осуществлялось в темноте при постоянной температуре 24,50С. В результате установлено, что наиболее высокие уровни накопления гидроксикоричных кислот и суммы флавоноидов в пересчете на кверцетин характерны для каллусов эхинацеи пурпурной, культивируемых на среде MS, содержащей 0,1 мг/л 2,4-Д и 0,5 мг/л кинетина, самые низкие – в присутствии 0,1 мг/л 2,4-Д и 1,0 мг/л кинетина. Снижение концентрации таких макроэлементов как азот и фосфор в среде культивирования приводило к возрастанию содержания фенольных соединений в каллусной культуре эхинацеи. При этом дефицит фосфора вызывал более значительное увеличение выхода гидроксикоричных кислот и флавоноидов по сравнению с дефицитом азота. При культивировании каллусов эхинацеи пурпурной на среде, характеризующейся уменьшением содержания как азота, так и фосфора, не было отмечено   более   сильного  образования  анализируемых  фенольных  соединений  по сравнению с вариантами сред со сниженной концентрацией одного из указанных макроэлементов.