Стабильность накопления фенольных соединений как видовая особенность представителей семейства Яснотковые (Lamiaceae)

Содержание вторичных метаболитов в растениях сильно варьирует в зависимости от погодно-климатических условий, поэтому актуальной проблемой лекарственного растениеводства является оценка таксонов по стабильности содержания целевых соединений в разные по погодным условиям годы и выявление наиболее предсказуемых по этому параметру видов. В работе проведена оценка 14 хозяйственно значимых видов из семейства Яснотковые (Lamiaceae). Многие представители семейства Яснотковые относятся к востребованным лекарственным, эфирномасличным и пряно-ароматическим культурам благодаря содержанию биологически активных веществ с многофункциональным действием. Целью работы является сравнительная оценка представителей семейства Яснотковые по стабильности состава сырья в зависимости от погодно-климатических условий года. Для достижения поставленной цели было определено содержание фенольных соединений в изучаемых видах и приведена их сравнительная характеристика. Содержание фенольных соединений отражает суммарное количество различных групп вторичных метаболитов – это и простые фенолы, и флавоноиды, и дубильные вещества, и фенолкарбоновые кислоты. В результате 4-х летних наблюдений, как стабильные по содержанию фенольных соединений при различных погодно-климатических условиях следует отметить следующие виды: чабер садовый (коэффициент вариации 3,48%), душица обыкновенная (коэффициент вариации 4,11%), иссоп лекарственный (коэффициент вариации 5,59%), тимьян обыкновенный (коэффициент вариации 8,21 %), монарда дудчатая (коэффициент вариации 9,5%) и змееголовник молдавский (коэффициент вариации 9,71%). Следовательно, именно у этих культур будут наиболее предсказуемы показатели содержания фенольных соединений и, соответственно, качество сырья для дальнейшего применения и переработки.

1. Запрометов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растения. М.: Наука, 1996. 45 с.

2. Антоненко М.С., Меснянкина В.С., Маланкина Е.Л. Вариабельность содержания фенольных соединений в листьях кипрея узколистного (Chamaenerion angustifolium (L.) Scop.) в зависимости от условий произрастания // Овощи России. 2024. № 3. С. 36-44. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2024-3-36-44

3. Sytar O., Zivcak M., Bruckova K., Brestic M., Hemmerich I., Rauh C., et al. Shift in Accumulation of Flavonoids and Phenolic Acids in Lettuce Attributable to Changes in Ultraviolet Radiation and Temperature. Sci. Hortic. 2018;239:193-204. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.05.020

4. Mykhailenko O., Gudžinskas Z., Kovalyov V., Desenko V., Ivanauskas L., Bezruk I. et al. Effect of Ecological Factors on the Accumulation of Phenolic Compounds in Iris Species from Latvia, Lithuania and Ukraine. Phytochem. Anal. 2020;31(5):545-563. https://doi.org/10.1002/pca.2918

5. Макаров С.С., Макарова Т.А., Самойленко З.А., Макаров П.М., Гулакова Н.М., Кузнецова И.Б. Особенности размножения эстрагона (Artemisia dracunculus L.) в культуре in vitro и ex vitro // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 3 (101). С. 77-83. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2023-101-3-77-83

6. Макаров С.С., Макарова Т.А., Бердышева Е.А. Способы получения растительного сырья кровохлебки лекарственной (Sanguisorba officinalis L.) в условиях таежной зоны Западной Сибири: Монография. Москва: Колос-с, 2023. 72 с. EDN: BYXSCF.

7. Макаров П.Н., Макаров С.С., Макарова Т.А., Самойленко З.А., Гулакова Н.М. Микроклональное размножение наперстянки пурпурной (Digitalis purpurea L.) и адаптация регенерантов методом гидропоники // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2024. № 4. С. 53-69. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2024-4-53-69

8. Ampofo J., Ngadi M., Ramaswamy H.S. The Impact of Temperature Treatments on Elicitation of the Phenylpropanoid Pathway, Phenolic Accumulations and Antioxidative Capacities of Common Bean (Phaseolus vulgaris) Sprouts. Food. Bioprocess. Technol. 2020;13(9):1544-1555. https://doi.org/10.1007/s11947-020-02496-9

9. Sytar O., Zivcak M., Bruckova K., Brestic M., Hemmerich I., Rauh C., et al. Shift in Accumulation of Flavonoids and Phenolic Acids in Lettuce Attributable to Changes in Ultraviolet Radiation and Temperature. Sci. Hortic. 2018;239:193-204. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.05.020.

10. Alhaithloul H.A.S., Galal F.H., Seufi A.M. Effect of Extreme Temperature Changes on Phenolic, Flavonoid Contents and Antioxidant Activity of Tomato seedlings (Solanum lycopersicum L.). PeerJ. 2021;9: e11193. https://doi.org/10.7717/peerj.11193

11. Жукова О.Л., Абрамов А.А., Даргаева Т.Д., Маркарян А.А. Изучение фенольного состава подземных органов сабельника болотного // Вестник МГУ. Серия «Химия». 2006. Т. 47, № 5. С. 342-345. EDN: JVHDQN.

12. Isah T. Stress and Defense Responses in Plant Secondary Metabolites Production. Biological Research. 2019;52 (1):39. https://doi.org/10.1186/s40659-019-0246-3

13. Morison J.I., Lawlor D.W. Interactions between Increasing CO2 Concentration and Temperature on Plant Growth. Plant Cell Environment. 1999;22(6):659-682. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1999.00443.x

14. Shohael A.M., Ali M.B., Yu K.W., Hahn E.J., Paek K.Y. Effect of Temperature on Secondary Metabolites Production and Antioxidant Enzyme Activities in Eleutherococcus senticosus Somatic Embryos. Plant Cell Tissue Organ Culture. 2006;85(2):219-228. https://doi.org/10.1007/s11240-005-9075-x

15. Berini J.L., Brockman S.A., Hegeman A.D., Reich P.B., Muthukrishnan R., Montgomery R.A., Forester J.D. Combinations of Abiotic Factors Differentially Alter Production of Plant Secondary Metabolites in Five Woody Plant Species in the Boreal-temperate Transition Zone. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1257. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01257

16. Kim Y.S., Choi Y.E., Sano H. Plant Vaccination: Stimulation of Defense System by Caffeine Production in Planta. Plant Signal Behavior. 2010;5(5):489-493. https://doi.org/10.4161/psb.11087

17. De Luca V., Salim V., Atsumi S.M., Yu F. Mining the Biodiversity of Plants: a Revolution in the Making. Science. 2012;336(6089):1658-1661. https://doi.org/10.1126/science.1217410

18. Wurtzel E.T., Kutchan T.M. Plant Metabolism, the Diverse Chemistry Set of the Future. Science. 2016;353(6305):1232-1236. https://doi.org/10.1126/science.aad2062

19. Коровкин О.А., Черятова Ю.С. Ботаника: Учебник. Москва: КноРус, 2024. 464 с. EDN: CBVVAR

20. Макаров П.Н., Макаров С.С., Чудецкий А.И., Зайцев А.Л. Биологические особенности роста и развития растений рода Монарда (Monarda L.) в условиях закрытого и открытого грунта: Монография. Москва: Колос-с, 2023. 74 с. EDN: IGRLRE.

21. Маланкина Е.Л., Ткачёва Е.Н., Козловская Л.Н. Лекарственные растения семейства Яснотковые (Lamiaceae) как источники флавоноидов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018. Т. 21, № 1. С. 30-35. https://doi.org/10.29296/25877313-2018-01-06

22. Malankina E.L., Tkacheva E.N., Kuzmenko A.N., Zaychik B.T., Ruzhitskiy A.O., Evgrafova S.L. Some specific features of the biochemical composition of the raw material of mint (Mentha spicata var. crispa L.). Moscow University Chemistry Bulletin. 2022;77(6):342-346. https://doi.org/10.3103/S0027131422060050

23. Маланкина Е.Л., Солопов С.Г., Романова Н.Г. Взаимосвязь между биохимическими показателями и фенотипическими признаками чабера садового (Satureja hortensis L.) // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2023. Т. 26, № 4. С. 10-15. https://doi.org/10.29296/25877313-2023-04-02

24. Тутельян В.А. Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи / Под ред. В.А. Тутельяна, К.И. Эллера. М., 2010. 180 с.

25. Воронина Е.П., Горбунов Ю.Н., Горбунова Е.О. Новые ароматические растения для Нечерноземья. М.: Наука, 2001. 172 с.

26. Kumar I., Sharma R.K. Production of Secondary Metabolites in Plants under Abiotic Stress: an Overview. Significances Bioeng. Biosci. 2018;2:196-200. https://doi.org/10.31031/sbb.2018.02.000545

27. Ksouri R., Megdiche W., Falleh H., Trabelsi N., Boulaaba M., Smaoui A. et al. Influence of Biological, Environmental and Technical Factors on Phenolic Content and Antioxidant Activities of Tunisian Halophytes. C.R. Biol. 2008;331:865-873. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.07.024

28. Kumari B., Tiwari B.K., Hossain M.B., Rai D.K., Brunton N.P. Ultrasoundassisted Extraction of Polyphenols from Potato Peels: Profiling and Kinetic Modelling. Int. J. Food Sci. Technol. 2017;52:1432-1439. https://doi.org/10.1111/ijfs.13404

29. Marshall H., Scora R. A New Chemical Race of Monarda fistulosa (Labiatae). Canadian Journal of Botany. 1972;50(9):1845-1849.

30. Janicsák G., Máthé I., Miklóssy-Vári V. Comparative Studies of the Rosmarinic and Caffeic Acid Contents of Lamiaceae Species. Biochemical Systematics and Ecology. 1999;27(7):733-738.

31. Berezina E., Brilkina A., Veselov А. Content of Phenolic Compounds, Ascorbic Acid, and Photosynthetic Pigments in Vaccinium macrocarpon Ait. Dependent on Seasonal Plant Development Stages and Age (the Example of Introduction in Russia). Scientia Horticulturae. 2017;218:139-146. http://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.01.020

32. Ткачёва Е.Н. Особенности накопления полифенолов в сырье лекарственных растений из семейства Яснотковые // V научно-практическая конференция «Современные аспекты использования растительного сырья и сырья природного происхождения в медицине». 15 марта 2017 г. Москва: Изд-во Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, 2017. С. 217-219. EDN: YJJPQL.