Регуляция продукции вторичных метаболитов фенольной природы каллусной культурой Echinacea purpurea L. Moench корневого происхождения

  • Татьяна Ивановна Дитченко Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Владимир Михайлович Юрин Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

Аннотация

Разработан протокол получения каллусной культуры эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea L. Moench) из изолированных отрезков корней асептически выращенных проростков в качестве источника эксплантов. Протестировано 10 комбинаций синтетических ауксинов (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота, 1-нафтилуксусная кислота) и цитокининов (кинетин, 6-бензиламинопурин) для оптимизации прироста биомассы полученной каллусной культуры. Определены уровни накопления гидроксикоричных кислот и флавоноидов в каллусах, культивируемых в присутствии разных комбинаций фитогормонов. Установлено, что модификация минеральной основы питательной среды Мурасиге – Скуга (снижение концентрации нитрата и фосфата, полное исключение аммония) позволяет существенно повысить содержание целевых вторичных метаболитов. Показано отсутствие стимулирующего эффекта сахарозы на уровни накопления фенилпропаноидов и флавоноидов.

Биографии авторов

Татьяна Ивановна Дитченко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Владимир Михайлович Юрин, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

доктор биологических наук, профессор; профессор кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Литература

  1. Kurkin VA. Fenilpropanoidy kak vazhneishaya gruppa biologicheski aktivnykh soedinenii lekarstvennykh rastenii [Phenylpropanoids as the most important group of biologically active compounds of medicinal plants]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamentalʼnykh issledovanii. 2015;12(7):1338 –1342 (in Russ.).
  2. Samorodov AV, Pospelov SV, Moiseeva GF, Sereda AV. Fitokhimicheskii sostav predstavitelei roda ekhinatseya i ego farmakologicheskie svoistva [Phytochemical composition of genus Echinacea and its pharmacological properties]. Khimiko-farmatsevticheskii zhurnal. 1996;30(4):32–37 (in Russ.).
  3. Kutsik RV, Zuzuk BM, Rybak OV. Immunokorrigiruyushchie i protivovospalitelʼnye svoistva biologicheski aktivnykh veshchestv rastenii roda Echinacea Moench [Immunocorrective and anti-inflammatory properties of biologically active substances of plants of genus Echinacea Moench]. Provizor. 2002;5:53– 60 (in Russ.).
  4. Bizunok NA. Farmakologicheskie svoistva ekhinatsei [Pharmacological properties of Echinacea]. Retsept. 2008;5:42–52 (in Russ.).
  5. Abbasi BH, Saxena PK, Murch SJ, Liu C-Z. Echinacea biotechnology: сhallenges and opportunities. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant. 2007;43(6):481– 492. DOI: 10.1007/s11627-007-9057-2.
  6. Ditchenko TI, Yurin VM. The development of productional medium for Echinacea purpurea callus tissue as a source of hydroxycinnamic acids. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Fiziologicheskie, biokhimicheskie i molekulyarnye osnovy funktsionirovaniya biosistem. 2011;6(1):39 – 46 (in Russ.).
  7. Ditchenko TI, Shabunya PS, Fatykhova SA, Molchan OV, Yurin VM. Analiz proizvodnykh kofeinoi kisloty v kallusnoi kulʼture Echinacea purpurea [Analysis of caffeic acid derivatives in Echinacea purpurea callus culture]. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya. 2017;7(2):54 – 63 (in Russ.).
  8. Kurkin VA. Lekarstvennye rasteniya kak istochnik importozameshchayushchikh preparatov [Medicinal plants as a source of import-substituting drugs]. Fundamentalʼnye issledovaniya. 2013;8(1):139 –142 (in Russ.).
  9. Doiko IV, Tikhomirov AA, Chepeleva GG, Leontʼeva VM. Dinamika nakopleniya gidroksikorichnykh kislot v razlichnykh chastyakh rastenii ekhinatsei purpurnoi i rudbekii volosistoi, vyrashchennykh v usloviyakh svetokulʼtury [Dynamics of hydroxycinnamic acid accumulation in various parts of purple coneflower and rudbeckia hirta plants grown under the conditions of light culture]. Khimiya rastitelʼnogo syrʼya. 2002;3:35–37 (in Russ.).
  10. Butenko RG. Biologiya kletok vysshikh rastenii in vitro i biotekhnologii na ikh osnove [Biology of cells of higher plants in vitro and biotechnology]. Moscow: FBK-PRESS; 1999 (in Russ.).
  11. Murashige T, Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15(3):473– 497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
  12. Nocov AM. Metody otsenki i kharakterictiki rocta kulʼtur kletok vycshikh ractenii [Methods for assessing and characterizing the growth of cell cultures of higher plants]. In: Raldugina GN, Danilova SA, Yurʼeva NO, Kuznetsov VV. Molekulyarno-geneticheckie i biokhimicheckie metody v covremennoi biologii ractenii. Moscow: BIONOM; 2011. p.386 – 403 (in Russ.).
  13. Kurkin VA, Avdeeva OI, Avdeeva EV, Mizina PG. Kolichestvennoe opredelenie summy gidroksikorichnykh kislot v nadzemnoi chasti Echinacea purpurea [Quantative determination of the amount of hydroxycinnamic acids in the aerial part of Echinacea purpurea]. Rastitelʼnye resursy. 1998;34(2):81– 85 (in Russ.).
  14. Smolenskaya IN, Reshetnyak OV, Smirnova YN, Chernjak ND, Globa EB, Nosov AM, et al. Protivopolozhnoe vliyanie sinteticheskikh auksinov – 2,4-dikhlorfenoksiuksusnoi i 1-naftiluksusnoi kislot na rost kulʼtury kletok zhenʼshenya nastoyashchego i sintez ginzenozidov [The opposite effect of synthetic auxins – 2,4-dichlorophenoxyacetic and 1-naphthylacetic acid on the growth of ginseng cell culture and ginsenoside synthesis]. Fiziologiya rastenii. 2007;54:243–252 (in Russ.).
  15. Nikolaeva TN, Zagoskina NV, Zaprometov NV. Obrazovanie fenol’nykh soedinenii v kallusnykh kulʼturakh chainogo dereva pod deistviem 2,4-D i 1-NUK [Formation of phenolic compounds in callus cultures of tea tree by action of 2,4-D and 1-NAA]. Fiziologiya rastenii. 2009;56(1):53–58 (in Russ.).
  16. Endress R. Plant Cell Biotechnology. Springer-Verlag: Berlin Heidelberg; 1994.
  17. Villarreal MO, Howat S, Hong S, Jang MO, Jin Y-W, Lee E-K, et al. Plant cell culture strategies for the production of natural products. BMB Reports. 2016;49(3):149 –158.
Опубликован
2019-01-18
Ключевые слова: Echinacea purpurea L. Moench, каллус корневого происхождения, индекс роста, фенольные соединения, гидроксикоричные кислоты, флавоноиды
Как цитировать
Дитченко, Т. И., & Юрин, В. М. (2019). Регуляция продукции вторичных метаболитов фенольной природы каллусной культурой Echinacea purpurea L. Moench корневого происхождения. Экспериментальная биология и биотехнология, 2, 57-64. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/2509
Выпуск
№ 2 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Клеточная биология и биотехнология растений

Copyright (c) 2018 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).