Розмір шрифту: 

Зважаючи на скорочення ареалів більшості видів роду Тирлич (Gentiana L.) та широкий спектр фармакологічної активності їх біологічно активних речовин (БАР: іридоїдів, алкалоїдів, ксантонів, флавоноїдів, фенолкарбонових кислот тощо), для збереження стабільності природних популяцій видів і поповнення сировинної бази, поряд із традиційними методами, використовують біотехнологічні. У раніше проведених дослідженнях нами підібрано умови індукції калюсу та його проліферації для тирличу жовтого (Gentiana lutea L.) і тирличу крапчастого (Gentiana punctata L.) та отримано тривало культивовані калюси цих видів [Страшнюк та ін., 2002, 2004, 2006; Drobyk et al., 2015], здатні до синтезу флавоноїдів і ксантонів [Drobyk et al., 2015а].

Відомо, що для впровадження біотехнологічних розробок важливе значення має і їхня собівартість, тому максимальне здешевлення умов отримання та вирощування клітинної біомаси є пріоритетним завданням. Зважаючи на це, нами розроблено спосіб вирощування культури тканин тирличів у рідких живильних середовищах з поролоновими підкладками [Страшнюк та ін., 2007]. Цей спосіб, крім здешевлення та спрощення процедури вирощування, завдяки гігроскопічності поролонових підкладок полегшує доступ поживних речовин до культур, а завдяки їх інертності – не змінює склад живильних середовищ.

Завдання цієї роботи полягає у дослідженні сумарного вмісту флавоноїдів і ксантонів у культурі тканин G. lutea і G. punctata за вирощування у рідких живильних середовищах з поролоновими підкладками та порівняння цих показників з аналогічними за вирощування калюсів на агаризованих живильних середовищах.

У дослідженні використовували калюсні культури, отримані від рослин G. lutea з полонини Рогнєска (G.l.R, хребет Чорногора, Рахівський р-н, Закарпатська обл., 1650 м н.р.м.) і з гори Трояска (G.l.Tr, хребет Свидовець, Рахівський р-н, Закарпатська обл., 1695 м н.р.м.), а також від рослин G. punctata з гори Брескул (G.p.Br, хребет Чорногора, Надвірнянський р-н, Івано-Франківська обл., 1790 м н.р.м.). Калюси за використання різних субстратів культивували на одному і тому ж живильному середовищі – МС [Murashige, Skoog, 1962] із зменшеним вдвічі вмістом макро- і мікросолей (МС/2), доповненому 0,1 мг/л 6-бензиламінопурину і 0,5 мг/л 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти. Кількісне дослідження сумарного вмісту флавоноїдів проводили спектрофотометричним методом [Селиванчикова и др., 2001]. Сумарний вміст ксантонів визначали за допомогою модифікованого нами хроматоспектрофотометричного методу [Николаева, 2000; Леськова та ін., 2006].

У результаті проведених досліджень нами встановлено, що вміст флавоноїдів у калюсних тканинах кореневого походження G. lutea (трояська і рогнєська популяції), які вирощували у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, складав 0,48 % і 0,52 %, вміст ксантонів – 1,14 % і 0,84 % відповідно.

Досліджено, що кількість флавоноїдів у калюсних тканинах кореневого походження G. lutea (трояська популяція), які вирощували на агаризованому субстраті, у 1,4 раза перевищував таку порівняно з культурою з рідкого живильного середовища, тоді як вміст ксантонів у калюсах з обох субстратів був практично однаковим. Сумарний вміст флавоноїдів у калюсах G.l.Tr, які вирощували як у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, так і на агаризованому субстраті, був нижчим, ніж у пагонах інтактних рослин (флавоноїдів – у 9,2 та 6,5 раза відповідно, ксантонів – у 1,7 та 1,6 раза відповідно). Кількість флавоноїдів у калюсній культурі G.l.Tr, яку вирощували у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, була майже такою ж, як в коренях інтактних рослин, тоді як вміст цих вторинних метаболітів у культурі з агаризованого субстрату був в 1,5 рази вищим, ніж у коренях. Сумарний вміст ксантонів в обох культурах був у 2,6–2,8 раза вищим, ніж у коренях рослин.

При дослідженні калюсних тканин кореневого походження G. lutea (рогнєська популяція), встановлено, що вміст флавоноїдів і ксантонів у культурі, що вирощувалися у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, перевищував у 1,2 раза такі показники у культурі з агаризованого середовища [Drobyk et al., 2015а]. Кількість досліджених вторинних метаболітів у калюсах G.l.R, які вирощували як у рідкому, так і на агаризованому живильних середовищах, була нижчою, ніж у пагонах інтактних рослин (флавоноїдів – 18,7 та 23 рази відповідно, ксантонів – у 4,6 та 5,3 раза відповідно). Суттєвих відмінностей вмісту флавоноїдів у калюсних культурах і в коренях інтактних рослин нами не виявлено. Кількість ксантонів у калюсах з обох субстратів була у 1,3–1,5 раза більшою, ніж у коренях рослин [Леськова та ін., 2006; Страшнюк та ін., 2008].

Встановлено, що вміст флавоноїдів і ксантонів у калюсній тканині кореневого походження G. punctata (брескульська популяція), що вирощувалася у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, складав 0,43 % і 1,18 % відповідно і перевищував такі показники у калюсі на агаризованому субстраті в 1,16 та в 2,3 раза відповідно [Drobyk et al., 2015а]. Кількість флавоноїдів у калюсах G.p.Br, які вирощували як у рідкому живильному середовищі на поролонових підкладках, так і на агаризованому субстраті, була нижчою, ніж у пагонах дикорослих рослин (у 21,3 та 24,7 раза відповідно), однак дещо перевищувала (у випадку культури на поролоновому субстраті – у 1,3 раза) або ж була практично такою ж (у випадку культури на агаризованому субстраті), як в коренях інтактних рослин. Сумарний вміст ксантонів у калюсах, які культивували як на агаризованому субстраті, так і в рідкому середовищі, був нижчим порівняно з таким і в пагонах (у 6,6 раза та 2,9 раза відповідно), і в коренях інтактних рослин (у 6,4 раза та 2,8 раза відповідно) [Леськова та ін., 2006; Страшнюк та ін., 2008].

Отже, проведені дослідження показали здатність калюсів тирличів, які вирощували у рідких живильних середовищах на поролонових субстратах, до синтезу флавоноїдів і ксантонів. Вміст флавоноїдів і ксантонів у культурі тканин, які вирощували у рідких живильних середовищах, перевищував (G. punctata, брескульська популяція, G. lutea, рогнєська популяція) або був нижчим (G. lutea, трояська популяція) порівняно з такими показниками у відповідних калюсах на агаризованих субстратах. Вміст флавоноїдів і ксантонів у більшості калюсних культур, які культивували як на агаризованому, так і на поролоновому субстратах, був більшим або близьким до такого в коренях дикорослих рослин, але нижчим порівняно з їхніми пагонами.

Отже, розроблений спосіб культивування калюсних тканин тирличів у рідких живильних середовищах на поролонових підкладках [Страшнюк та ін., 2007] дозволяє зменшити економічні затрати, замінивши дорогий агар на дешеві поролонові підкладки, а також збільшити як приріст біомаси більшості культур, так і вміст у них флавоноїдів і ксантонів.

Завданням дальших досліджень буде оптимізація складу живильних середовищ та умов вирощування у напрямку підвищення виходу БАР та проведення направленого відбору продуктивних культур тканин тирличів з більшим вмістом вторинних метаболітів.