Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Acumularea in vivo și in vitro a metaboliților secundari la specia Rhodiola rosea L. din populația Carpatină


Autor: Călugăru-Spătaru Tatiana
Gradul:doctor în biologie
Specialitatea: 03.00.04 - Biochimie
Anul:2019
Conducător ştiinţific: Alexandru Dascaliuc
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Genetica, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al AŞM
Instituţia: Institutul de Genetica, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor al AŞM

Statut

Teza a fost susţinută pe 10 decembrie 2019 în CSS şi se află în examinare la CNAA

Autoreferat

Adobe PDF document0.85 Mb / în română

Teza

CZU 633.88:[57.085.1/2:577.12:577.15:543.42:543:54](043.2)

Adobe PDF document 5.71 Mb / în română
191 pagini


Cuvinte Cheie

Rhodiola rosea, calus, agregate celulare, HPLC, RMN, metaboliți secundari (MS), p-tirosol, salidrozid, rosavin, flavonoide, terpene, peroxidaza, catalaza

Adnotare

Teza este constituită din compartimentul introductiv, patru capitole, concluzii generale și recomandări, bibliografie cu 333 titluri, 18 anexe, 135 pagini text de bază, 58 figuri, 13 tabele. Rezultatele obținute sunt publicate în 36 lucrări științifice.

Scopul lucrării: evaluarea particularităților acumulării principiilor active în rizomii plantelor de R. rosea din populațiile carpatine (îndeosebi cele din România) și celor din zonele de cultivare in vivo privind fundamentarea științifică a interrelațiilor „genotip-mediu-procese metabolice” ca bază teoretică de elaborare a căilor și metodelor de optimizare a proceselor de acumulare a metaboliților secundari și obținerii lor pe cale biotehnologică.

Obiectivele lucrării: determinarea compoziției MS și a uleiului volatil din rizomi plantelor de R. rosea din populația carpatină, România, precum și din cei cultivați în Moldova; introducerea în cultura in vitro a explanților din plantele de R. rosea și determinarea influenței diferitor factori fizici și chimici, izolat și în combinație, asupra productivității biomasei și acumulării diferitor componente ale MS în cultura celulară de R. rosea; compararea compoziției chimice a rizomilor de R. rosea din populația carpatină cu cea a rizomilor obținuți prin cultivarea in vivo, precum și a celei acumulate în biomasa celulară obținută în condițiile in vitro.

Noutatea și originalitatea științifică: pentru prima dată a fost determinată compoziția MS, precum și a uleiului volatil, din rizomi de R. rosea din Carpații de Est a României. La fel a fost demonstrat că expunerea de scurtă durată a culturii celulare la acțiunea temperaturilor joase și radiației UV, precum și introducerea în mediul de cultivare a alcoolului cinamic și reglatorului natural de creștere (RNC) Reglalg, influențează benefic acumularea MS în cultura in vitro de R. rosea, dar compoziția și mai ales conținutul lor este mai redus în comparație cu cel caracteristic pentru rizomii plantelor spontane, colectate din munții Carpați, România.

Rezultatul obținut care contribuie la soluționarea unei probleme științifice importante constă în elaborarea procedeelor de aplicare de scurtă durată a temperaturilor joase, radiației UV, introducerea alcoolului cinamic și RNC Reglalg în mediul de cultură la începutul fazei exponențiale de creștere a culturii celulare, fapt ce a avut ca efect stimularea acumulării biomasei de R. rosea în condiții in vitro și sporirea substanțială a conținutul de metaboliți secundari, în vederea creării unor regimuri de cultivare în bioreactoare adaptate special pentru obținerea MS caracteristici pentru rizomii de R. rosea.

Semnificația teoretică: cercetările realizate în condiții de laborator cu expunerea de scurtă durată a materialului biologic la radiația UV și la temperaturi joase dau posibilitatea de a concluziona că termoperiodismul zilnic și cel sezonier, radiațiile UV intense, schimbul umidității relative a aerului caracteristic pentru condițiile din munți, sunt factori importanți ce determină atât conținutul înalt de MS acumulați în rizomi, cât și viabilitatea plantelor de R. rosea. Cultura celulară de R. rosea reprezentă o metodă alternativă și un model prețios pentru a cerceta influența nivelului de organizare biologică asupra capacității plantelor de a acumula MS, precum și a determina influența factorilor fizici și chimici asupra acumulării acestor componenți.

Valoarea aplicativă: cercetările în condiții in vivo și in vitro au demonstrat că pentru obținerea MS, caracteristici pentru R. rosea, este necesar de a crea unele regimuri de iluminare, umiditate și termoperiodism potrivite pentru plantele acestei specii. În așa fel, cultivarea speciei de R. rosea în condiții in vivo și in vitro ar putea asigura eliminarea pericolului dispariției speciei din cauza colectării intensive a plantelor în condiții naturale.

Implementarea rezultatelor științifice: cultura calusului de R. rosea în vârstă de 10 ani este menținută până în prezent în IGFPP și continuă a fi implementată în activitatea de cercetare a mecanismelor de reglare a biosintezei MS, inclusiv în procesul didactic la Universitatea de Stat ”Dimitrie Cantemir”.

Cuprins


1. METABOLISMUL SECUNDAR LA PLANTE
  • 1.1. Caracteristica generală a metabolismului secundar la plante
  • 1.2. Metode alternative de cultivare a plantelor pentru obținerea metaboliților secundari
  • 1.3. Implicarea speciilor reactive de oxigen în biosinteza, degradarea și acumularea metaboliților secundari la plante
  • 1.4. Rhodiola rosea L. – sursă de metaboliți secundari importantă pentru medicină
  • 1.5. Concluzii la capitolul 1

2. MATERIALE ȘI METODE DE CERCETARE
  • 2.1. Obiectele de studiu
  • 2.2. Metodele și procedeele de cercetare
  • 2.2.1. Metode de multiplicare și cultivare a plantelor de R. rosea în condiții in vivo
  • 2.2.2. Multiplicarea plantelor de R. rosea în condiții in vitro
  • 2.2.3. Metode de determinare a parametrilor fiziologici și biochimici a culturii in vitro
  • 2.2.4. Studiul influenței factorilor chimici și fizici asupra dinamicii de creștere a culturii in vitro de R. rosea
  • 2.2.5. Metode fiziologice și biochimice de analiză a materialului vegetal
  • 2.2.6. Metodele utilizate în separarea, purificarea și analiza metaboliților secundari
  • 2.3. Analiza statistică a datelor
  • 2.4. Concluzii la capitolul 2

3. ANALIZA COMPOZIȚIEI METABOLIȚILOR SECUNDARI ÎN EXTRACTELE DIN RIZOMII PLANTELOR DE R. rosea COLECTATE ÎN MUNȚII CARPAȚI, ROMÂNIA, ȘI CELOR CULTIVATE ÎN CONDIȚIILE REPUBLICII MOLDOVA
  • 3.1. Analiza metaboliților secundari în extractele din rizomi de R. rosea colectați în Munții Carpați, România
  • 3.1.1. Analiza compoziției extractelor prin cromatografia în strat subțire
  • 3.1.2. Analiza prin spectrofotometria UV-VIS a conținutului metaboliților secundari în extractele alcoolice din rizomi de R. rosea
  • 3.1.3. Analiza HPLC a componenților metaboliților secundari în extractele din rizomi de R. rosea
  • 3.1.4. Analiza RMN a p-tirosolului și diacetatului de p-tirosol
  • 3.1.5. Analiza HPLC a uleiului volatil din rizomi de R. rosea
  • 3.1.6. Caracteristica fizico-chimică a uleiului volatil din rizomi de R. rosea
  • 3.2. Analiza metaboliților secundari în extractele din rizomi de R. rosea colectați în diferite masive ale Munților Carpați (România, Ucraina și Polonia)
  • 3.3. Analiza compoziției metaboliților secundari în extractele din rizomii plantelor de R. rosea cultivate în condițiile Republicii Moldova
  • 3.4. Concluzii la capitolul 3

4. INFLUENȚA FACTORILOR CHIMICI ȘI FIZICI ASUPRA CREȘTERII BIOMASEI ȘI ACUMULĂRII METABOLIȚILOR SECUNDARI ÎN CULTURA CELULARĂ DE R. rosea
  • 4.1. Influența conținutului fitohormonilor în mediul de cultivare asupra acumulării biomasei calusului și agregatelor celulare de R. rosea
  • 4.2. Spectrul polipeptidelor în extractele din celulele calusului de R. rosea la diferite faze de creștere
  • 4.3. Influența radiației ultraviolete asupra acumulării biomasei, conținutului compușilor fenolici și activității antioxidante totale a extractelor din calusul de R. rosea
  • 4.4. Influența temperaturilor joase pozitive asupra creșterii biomasei calusului și agregatelor celulare de R. rosea, precum și a parametrilor biochimici ai extractelor din biomasa acestora
  • 4.5. Influența temperaturilor negative asupra parametrilor fiziologici ai calusului și agregatelor celulare de R. rosea, precum și a parametrilor biochimici ai extractelor din biomasa acestora
  • 4.6. Influența reglatorului natural de creștere Reglalg asupra parametrilor fiziologici ai calusului și agregatelor celulare de R. rosea, precum și a parametrilor biochimici ai extractelor din biomasa acestora
  • 4.6.1. Influența reglatorului natural de creștere Reglalg asupra potențialului oxidoreducător al extractelor din celulele calusului de R. rosea
  • 4.7. Testarea influenței combinate a factorilor fizici și chimici asupra acumulării metaboliților secundari în calusul de R. rosea
  • 4.8. Testarea influenței combinate a factorilor fizici și chimici asupra acumulării metaboliților secundari în agregatele celulare de R. rosea
  • 4.8.1. Analiza HPLC a metaboliților secundari din extractele agregatelor celulare de R. rosea supuse expoziției radiației UV, temperaturilor joase pozitive și precursorului alcoolului cinamic
  • 4.9. Concluzii la capitolul 4

CONCLUZII ȘI RECOMANDĂRI
BIBLIOGRAFIE ANEXE
DECLARAȚIA PRIVIND ASUMAREA RĂSPUNDERII
CV-ul AUTORULUI