Накопление in vivo и in vitro вторичных метаболитов в растениях вида Rhodiola rosea L. карпатского происхождения
|
СтатусДиссертация была зашищена 10 декабря 2019Утверждена Национальным Советом 28 февраля 2020 Автореферат – 0.85 Mb / на румынскомДиссертацияCZU 633.88:[57.085.1/2:577.12:577.15:543.42:543:54](043.2)
|
Ключевые слова
Rhodiola rosea (родиола розовая), каллус, клеточные агрегаты, ВЭЖХ, ЯМР, вторичные метаболиты (ВМ), п-тирозол, салидрозид, розавин, флавоноиды, терпены, пероксидаза, каталазаАннотация
Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, библиографии из 333 наименований, 143 страниц основного текста, 58 рисунков, 13 таблиц и 18 приложении. Полученные результаты опубликованы в 36 научных работах.
Задача работы: оценка особенностей накопления активных компонентов в корневищах растений Карпатской популяции R. rosea (Румыния), а также растений, выращенных в условиях in vivo; для выявления взаимоотношений «генотип-среда-метаболические процессы» для практической разработки методов оптимального накопления вторичных метаболитов в клетках R. rosea, культивируемых in vitro.
Цели работы: определение содержания и состава ВМ и эфирных масел в корневищах растений R. rosea, собранных в Карпатах, Румыния, а также искусственно выращенных в Молдове; введение в культур in vitro эксплантов растений R. rosea и определение влияния различных физических и химических факторов, отдельно и в комбинации, на образование биомассы и накопление ВМ в культуре клеток in vitro; сравнение химического состава корневищ растений R. rosea карпатской популяции и тех, которые получены путем культивирования in vivo.
Научная новизна, оригинальность и теоретическая значимость: впервые был определен состав ВМ и эфирных масел корневищ растений R. rosea собранных в Восточных Карпатах Румынии. Было показано, что кратковременное воздействие на клеточную культуру R. rosea выращиваемую in vitro, а также введение в питательную среду коричного спирта и препарата Reglalg, приводит к повышению содержания ВМ, хотя состав и особенно содержание указанных соединений оставались ниже по сравнению с теми, которые характерны для корневищ спонтанных растений. Таким образом, суточный и сезонный термопериодизм, интенсивное УФ излучение, вариация относительной влажности воздуха, которые характерны для горных условий, являются решающими факторами, определяющие состав и содержание активных веществ, накопленных в корневищах R. rosea. Культура клеток R. rosea представляет собой альтернативный метод и перспективную модель для исследования влияния уровня организации на способность растений накапливать ВМ, а также влияния физических и химических факторов на их накопление.
Полученный результат, который способствует решению важной научной проблемы, заключается в выявлении того факта, что кратковременная экспозиция при низких температурах и УФ излучении, а также введение в питательную среду коричного спирта и препарата Reglalg в начале экспоненциальной фазы роста клеточной культуры, приводит к стимуляция накопления биомассы R. rosea в условиях in vitro и к существенному увеличению содержания ВМ, что является важной предпосылкой для создания искусственных режимов культивирования клеток в биореакторах, специально адаптированных для получения ВМ характерных для корневищ R. rosea.
Практическая значимость работы: исследования in vivo и in vitro показали, что для получения активных компонентов, характерных для растений R. rosea, необходимо создать специфические условия освещения и температуры, подходящие для растений этого вида. Таким образом, подбор оптимальных условий культивирование R. rosea in vivo и in vitro может обеспечить устранение угрозы исчезновения вида из-за интенсивного сбора спонтанно растущих растений.
Внедрение научных результатов: культура каллуса R. rosea в возрасте 10 лет поддерживается до настоящего времени в ИГФЗР и применяется в исследованиях механизмов регуляции биосинтеза ВМ, а также в учебном процессе государственного университета „Дмитрий Кантемир”.
Официальные оппоненты
- Alexandru Rotari
доктор хабилитат, доцент - Larisa Andronic
доктор хабилитат, доцент, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ
Члены Ученого Совета
- Nicolae Balaur, председатель
доктор хабилитат, профессор, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ - Maria Căuş, секретарь
доктор, доцент - Gheorghe Şişcanu, член
доктор хабилитат, профессор, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ - Anastasia Ştefîrţa, член
доктор хабилитат, профессор, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ - Aliona Glijin, член
доктор, доцент
Диссертации
