Введение к работе
Актуальность исследований. Потенциал биологической активности лекарственных растений определяется содержанием в них комплекса веществ, которые при поступлении в организм животных и человека оказывают целебное действие. Современным подходом к решению проблемы поиска лекарственных растений является изучение представителей отечественной флоры, которые издавна применяются в народной медицине. Исследование биохимического разнообразия растений помогает оценить перспективность растений как носителей биологически активных веществ, а также вносит дополнительные сведения в систематику спорных таксонов (Harborne, 1977; Пименов, Борисова, 1987; Высочина, 2004).
Виды рода Spiraea L. представляют значительный интерес как растения, используемые в народной медицине и имеющие большой ресурсный потенциал. В дальневосточных спиреях обнаружены фенольные соединения с высокой биологической активностью (Растительные..., 1987; Растительные..., 2009; Mughal et al., 2012). В различных органах видов рода Spiraea найдены сапонины (Шретер, 1975), эфирные масла (Горяев, 1952), стероидные гликозиды (Фруентов, 1987) и другие биологически активные вещества. Наиболее полно изучен химический состав широко распространенных спирей - S. salicifolia L. и S. media Franz Schmidt. В листьях и соцветиях этих видов спирей найдены флавоноиды (Растительные., 1987) и фенолкарбоновые кислоты (Ahn et al., 1996).
Экстракты из растений рода Spiraea проявляют антиоксидантную (Максимов и др., 1990), антимикробную (Киселева и др., 2011), фитонцидную (Делова, 1967) и другие виды биологической активности. Спиреи широко применяются по всему миру как декоративные кустарники для озеленения городов и населенных пунктов, как кормовые, медоносные и почвоукрепляющие растения.
В настоящее время существует проблема в таксономической принадлежности многих видов рода Spiraea, в том числе и дальневосточных. В связи с этим актуальным является проведение хемотаксономических исследований по дальневосточным представителям рода с учетом внутривидовой изменчивости морфологических и биохимических признаков.
Цель и задачи исследований. Цель работы - сравнительное морфологическое и биохимическое исследование 11 таксонов 9 видов рода Spiraea Дальнего Востока России для решения спорных таксономических вопросов и выявления перспективных видов.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
исследовать содержание вторичных метаболитов в растениях рода Spiraea Дальнего Востока России;
провести хемотаксономическое исследование дальневосточных видов рода Spiraea, используя в качестве признаков-маркеров состав и содержание фенольных соединений;
оценить морфологическую и биохимическую изменчивость спирей секции Calospira C. Koch в дальневосточной части ареала; выявить диагностические признаки в систематике близкородственных видов S. betulifolia Pall. и S. beauverdiana Schneid.;
изучить изменчивость содержания флавонолов у дальневосточных представителей рода Spiraea;
определить антиоксидантную активность дальневосточных представителей рода Spiraea.
Защищаемые положения:
-
-
Фенольные соединения растений рода Spiraea Дальнего Востока России могут быть использованы в качестве хемотаксономических маркеров для решения спорных вопросов систематики на уровне секций и видов и при установлении их родства.
-
На Дальнем Востоке произрастают два морфологически и биохимически различающиеся вида из секции Calospira - S. betulifolia и S. beauverdiana.
-
Растения видов S. beauverdiana, S. betulifolia, S. salicifolia и S. humilis Pojark. перспективны как источники антиоксидантов.
Научная новизна. Впервые проведено хемотаксономическое исследование растений рода Spiraea Дальнего Востока России на основе изучения фенольных соединений. Исходя из материалов по составу и содержанию фенольных соединений, полученных с помощью хроматографических методов, выявлены сходство и родственные отношения дальневосточных спирей. Впервые исследованы эндогенная, сезонная, индивидуальная и межпопуляционная изменчивость содержания флавонолов в спиреях и изменчивость морфологических признаков видов секции Calospira. Установлена диагностическая значимость качественных и метрических признаков. Впервые проведен скрининг на содержание вторичных метаболитов у дальневосточных представителей рода Spiraea, позволивший выявить спиреи с наибольшим накоплением веществ: флавоноидов - у S. media Franz Schmidt var. media и S. media var. sericea (Turcz.) Regel; оксикоричных кислот - у S. ussuriensi Pojark. subsp. ussuriensis, S. betulifolia и S. beauverdiana; катехинов - у S. media var. media; сапонинов - у S. betulifolia, разновидностей S. media, S. ussuriensis subsp. ussuriensis и S. salicifolia. Кроме того, обнаружены перспективные носители антиоксидантной активности - S. beauverdiana, S. betulifolia, S. salicifolia и S. humilis.
Теоретическая и практическая значимость. Материалы диссертации могут быть использованы систематиками растений для уточнения спорных вопросов таксономии рода Spiraea, ресурсоведами - при подготовке и дополнении ресурсоведческих сводок. Результаты хемотаксономических исследований по роду Spiraea являются информативным материалом при разработке спецкурса по хемосистематике в высших учебных заведениях. Сравнительное биохимическое изучение растений рода Spiraea показало перспективность некоторых видов как источников вторичных метаболитов. Данные по изменчивости содержания флавонолов могут быть использованы для определения оптимальных сроков заготовки лекарственных сборов. Экспериментальные исследования показали перспективность этанольных и водных экстрактов S. beauverdiana, S. betulifolia, S. salicifolia и S. humilis как носителей антиок- сидантной активности.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на региональной конференции «Молодые ученые - науке» (г. Благовещенск, 2010, 2011); на международной конференции «Экология и разнообразие лесных экосистем Азиатской части России (г. Костелец, Чехия, 2010); на XI региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2010); на всероссийской научной конференции с международным участием «Проблемы изучения и сохранения растительного мира Евразии» (г. Иркутск, 2010); на 14-м собрании Амурского отделения Русского ботанического общества (г. Благовещенск, 2011); на всероссийской конференции «Проблемы сохранения растительного мира северной Азии и его генофонда» (г. Новосибирск, 2011); на V всероссийской конференции с международным участием «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (г. Барнаул, 2012); на VIII Международном симпозиуме «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты» (г. Москва, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в отечественных и иностранных изданиях, 3 из которых - в изданиях перечня ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 284 наименования (в том числе 100 на иностранных языках). Работа изложена на 203 страницах, иллюстрирована 47 рисунками и 20 таблицами.
Похожие диссертации на Спиреи (Spiraea L.) Дальнего Востока России: изменчивость, хемотаксономия, использование
-
