Особенности генеративного развития и динамики накопления аскорбиновой кислоты в листьях и соцветиях тетраплоидной ромашки аптечной

1987). Состав эфирного масла Ромашки аптечной изучался неоднократно, в

результате было выделено несколько веществ. Самой ценной частью эфирного

масла является хамазулен. Хамазулен не синтезируется растением, он

образуется из некоторых секвитерпеновых соединений при обработке

растительного сырья паром. Вещества, из которых образуется хамазулен,

принято называть прохамазуленами, к ним относятся матрицин и матрикарин.

Однако, при обработке цветов Ромашки аптечной паром, только матрицин

переходит в хамазулен. Помимо хамазелена в эфирном масле Ромашки аптечной

были выделены секвитерпеновые спирты (бизабалол, бизабололоксид,

кетоспирт), секвитерпеновые углеводороды состава C15H24 (фарнезен,

кадинен), а из кислотных фракций выделена каприновая кислота (Коновалова,

Рыбалко, 1982).

Эфирное масло локализуется в листьях и цветах Ромашки. Содержание

эфирного масла в листьях составляет от 0,07-0,14%, в то время как в

соцветиях Ромашки аптечной оно достигает 0,1-0,5% ( Лекарственные

средства…, 2000).

В Ромашке аптечной содержатся также до одиннадцати веществ

флавоноидной природы (апигенин, патулитрин и т. д.). Содержание суммы

флавоноидов в соцветиях Ромашки составляет 6-7%. В цветочных корзинках

Ромашки аптечной обнаружены четыре вещества кумариновой природы

(Коновалова, Рыбалко, 1982), а также фитостерин, холин, каротин, глицериды

жирных кислот, витамины “B”, “K” и “C”, никотиновая и салициловая кислоты,

слизи, камеди, сахара (Мишин, 1978).

Лечебное действие Ромашки аптечной обусловлено комплексом

содержащихся в ней перечисленных биологически активных веществ

.

3. Фармокологические свойства и медицинское применение

Ромашки.

Началу изучению фармокологических свойств Ромашки аптечной было

положено в 1927 году, в результате которых было установлено

противовоспалительное действие отвара соцветий Ромашки, обусловленное

содержанием в них эфирного масла. В последствии было выявлено, что настой

соцветий Ромашки аптечной оказывает разносторонее лечебное действие на

организм человека. При различных заболеваниях его применяют как

кровоостанавливающее, антисептическое, успокаивающее, противосудорожное,

потогонное, желчегонное и противоаллергическое средство. Ромашку аптечную

используют для лечения острых и хронических гастритов, язвы желудка,

колитов (Пастушенков, 1989), применяют в качестве слабого мягчительного и

отхаркивающего средства при заболеваниях органов дыхания, назначают при

нарушении работы нервной системы (Ладынина, 1987).

Родовое название (“маточная трава”) дано по применению от “женских”

болезней (Гаммерман, Кадаев,1984). Имеются сведения о положительном

действии Ромашки аптечной при болезнях матки, а Ромашки и Тысячелистника –

при маточных кровотечениях (Соколов, Замотаев, 1987). Настой соцветий

Ромашки уменьшает бродильные процессы, снимает спазмы кишечника и отек

слизистой оболочки желудка (Пастушенков, 1989). Отваром соцветий Ромашки

аптечной ополаскивают голову после мытья для придания волосам золотистого

оттенка (Губанов и др., 1987).

Подробное изучение химического состава Ромашки аптечной привело к

созданию суммарных препаратов с постоянным содержанием действующих веществ.

В ряде стран препараты Ромашки являются постоянной составной частью

ассортимента лекарственных средств – это камиллозан, ромазулан, ‘камилка

масло” и др. (Любарцева, Соколова, 1985).

4. Содержание аскорбиновой кислоты, ее роль

для живых организмов.

1. Химическое строение и свойства аскорбиновой кислоты.

Витамины – это жизненно необходимые органические соединения, которые

в небольших количествах постоянно требуются для нормального протекания

биохимических реакций в организме (Шараев,1994). Витамины были открыты в

1880 году русским ученым Н.И.Луниным. Они относятся к группе сравнительно

низкомолекулярных органических соединений различного химического строения

(Лебедев,1988).

Учеными описано более 50 витаминов и витаминоподобных веществ. Из

этого количества 20 витаминов человек должен получать непременно. Среди

них на первом месте стоит витамин “C” (аскорбиновая кислота) (Шараев,

1994)

Впервые витамин "С” был выделен русским ученым Бессоновым из сока капусты

в 1922 году (Карабанов,1977). Венгерский ученый Сент-Гиорги обнаружил, что

полученный им препарат витамина “С” является гексуроновой кислотой. В связи

с физиологическим действием витамина “С” он получил новое название –

аскорбиновая кислота (АК). Структуру этого витамина почти одновременно

расшифровали английские ученые Эйлер и Хирст, немецкий исследователь Михель

(Колотилова,Глушанков,1976).

Аскорбиновая кислота представляет собой бесцветные кристаллы и имеет

эмпирическую формулу (С6Н8О6), молекулярную массу 176 и в химическом

отношении представляет собой лактон-2,3-диэнол-1-гулоновой кислоты

(Кретович,1971).

В кристаллической форме аскорбиновая кислота устойчивая. В водных

растворах быстро теряет свою биологическую активность, особенно в

присутствии воздуха и следов металла (Кудряшов.1948). Аскорбиновая кислота

является одноосновной кислотой, дающей соли типа С6Н7О6М. Она легко

растворяется в метиловом спирте, но в высших спиртах почти не растворима

(Кретович,1971).

Витамин “C” – близкое к сахарам соединение с сильными

восстановительными свойствами (Гребинский,1975). В отличие от всех других

витаминов, витамин "C” наиболее нестоек и легко разрушается (Букин,1982).

Наличие в молекуле этого витамина, так называемой диэнольной группировки,

обуславливает подвижность двух атомов водорода. При потере их, то есть

окислении, аскорбиновая кислота переходит в дегидроаскорбиновую кислоту

(ДГАК) (Карабанов,1977).

[pic]

Если окисление не было глубоким, аскорбиновая кислота вновь может

быть возвращена в исходную форму. Обе формы (собственно АК и ДГАК)

биологически активны, только вторая менее устойчива.

Переходы (АК [pic] ДГАК) осуществляются разными ферментами.

Аскорбиновая кислота окисляется при действии аскорбаторедуктазы,

пероксидазы, полифенолоксидазы. Дегидроаскорбиновая кислота

восстанавливается при участии аскорбаторедуктазы (Гребинский,1975). Среди

условий, влияющих на скорость окисления аскорбиновой кислоты, кроме

катализаторов, очень важную роль играет реакция среды: витамин “C”

относительно более устойчив в кислой реакции среды, малоустойчив в

нейтральной и чрезвычайно быстро распадается в щелочной (Матусис,1975).

Аскорбиновая и дегидроаскорбиновая кислоты относятся к так называемой

свободной аскорбиновой кислоте. Известна еще ее связанная форма –

аскорбиген. Это устойчивое к окислению вещество, обладающее почти

половинной активностью восстановленной аскорбиновой кислоты

(Карабанов,1977). Природа и функции связанной формы аскорбиновой кислоты

находятся в процессе изучения (Кретович,1971).

2. Особенности синтеза аскорбиновой кислоты в растительном

организме.

В растениях, так же как и в организме человека и животных, витамины

ведут себя весьма активно.

Если человек и животные приспособились получать готовые витамины из

растений, то растениям приходится синтезировать их из простых соединений.

Для этого в ходе эволюции они освоили сложные биохимические реакции, идущие

с использованием солнечной энергии (Шараев, 1994).

Синтез витаминов и их накопление происходит уже при прорастании

семян. В покоящихся семенах витамин “C” не обнаруживается, а при их

прорастании они становятся настоящими кладовыми этого “источника здоровья”.

Больше всего витамина “C” синтезируется в листьях растений, особенно

на солнечной стороне. В период подготовки к цветению количество

аскорбиновой кислоты достигает максимума. Во время цветения и

плодообразования в земных частях растений витамина “C” становится все

меньше и меньше, он накапливается в бутонах, цветах, завязях и плодах.

Созревшие плоды, как правило, наиболее богаты витамином “C” (Овчаров,

1955).

Синтез аскорбиновой кислоты идет с использованием солнечной энергии.

Поэтому интенсивность образования витаминов в растениях подчиняется

известному принципу: чем больше света и тепла, тем больше “молекул жизни”.

Уже давно установлено, что в годы с небольшим количеством солнечных лучей

содержание витамина “C” снижено. На скорость синтеза и сохранность

аскорбиновой кислоты в растениях положительно влияет оптимальная

обеспеченность их водой, минеральными и органическими питательными

веществами (Овчаров, 1969).

Известны следующие типы образования аскорбиновой кислоты в растениях:

1) световой, то есть зависимый от фотосинтеза тип образования ее в

земных листьях;

2) независимый от света синтез ее в прорастающих семенах;

3) независимый от света, так называемый травматический синтез в

пораненных органах (Карабанов, 1977).

Многие исследователи считают, что аскорбиновая кислота в организме

растений синтезируется за счет сахаров. Однако, вопрос о конкретной

форме сахара, из которого она синтезируется и путях его превращения по-

прежнему не ясен. Одни авторы считают, что аскорбиновая кислота

образуется в тканях растений при ближайшем участии маннозы; другие –

из глюкозы; третьи полагают, что синтез витамина “C” в одинаковой мере

стимулируется как моно - , так и дисахарами (Егоров, 1954). В

настоящее время преполагают, что аскорбиновая кислота синтезируется в

растениях из Д-глюкозы и Д-галактозы независимыми путями. При

образовании аскорбиновой кислоты из Д-галактозы идут следующие

реакции:

[pic]

При образовании аскорбиновой кислоты из Д- глюкозы используется (-

гулоновая кислота, образующаяся из глюкуроновой кислоты (Гребинский, 1975):

[pic]

Человек и другие приматы не способны синтезировать аскорбиновую

кислоту. Источником поступающего с пищей витамина “C” служат растительные

ткани (Гудвин, Мерсер, 1986).

3. Значение аскорбиновой кислоты для растений и животных.

Возможности витамина “C” сложны и многогранны. Он непременный

участник биосинтеза белков в животных организмах, прежде всего коллагена и

эластина, которые обеспечивают прочность и эластичность костей, хрящей.

Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах ,

происходящих в тканях, обезвреживании токсичных веществ, биосинтезе

гормонов и других необходимых для организма веществ. Витамин “C” участвует

в освоении животным организмом питательных веществ из пищи, в том числе

различных витаминов и минеральных веществ. Аскорбиновая кислота является

внутренней “скорой помощью” при простудах, обеспечивая высокий уровень

защитных сил против болезнетворных микробов и повышает сопротивляемость

организма к нервно-психическим нагрузкам. Без нее невозможно выздоровление

организма от ран, воспалительных процессов, язвенных поражений желудка,

кишечника. Витамин “C” повышает адаптационные возможности и

сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям.

Когда потребность в витамине “C” удовлетворяется не полностью,

возникает его недостаточность –гиповитаминоз. В условиях большего дефицита

развивается авитаминоз (цинга). Суточная потребность в аскорбиновой кислоте

составляет 50-100 мг.

Потребность в витамине “C” в основном удовлетворяется за счет

растительных продуктов (картофеля, капусты). Кладовыми аскорбиновой кислоты

являются шиповник, облепиха, смородина черная, зелень, клубника, горох

зеленый, томаты и многие другие овощные и плодовые культуры.

Хорошими и надежными источниками витамина “C” являются дикорастущие

съедобные травы: борщевик, лебеда, крапива, лопух, клевер, одуванчик,

ромашка аптечная, сныть обыкновенная и другие (Шараев, 1994).

В растениях, также как и в животных организмах, аскорбиновая кислота

играет немаловажную роль. Отдавая или присоединяя атом водорода

аскорбиновая кислота выступает в роли его переносчика, особенно там, где

происходит образование богатых энергией молекул АТФ. Тем самым она служит

промежуточным звеном между различными веществами и реакциями растительного

организма (Карабанов, 1977).

Аскорбиновая кислота может быть донором электронов в фотосинтетических

реакциях. Полагают так же, что аскорбиновая кислота участвует в переносе

электронов от пластохинона к цитохрому f при фотофосфорилировании.

Кроме непосредственного участия аскорбиновой кислоты в процессах

фотосинтеза, она может положительно воздействовать на ассимиляцию

углекислоты путем предохранения хлорофилла от окисления (Кудряшов, 1948 ;

Овчаров, 1958).

Аскорбиновой кислоте принадлежит значительное место в дыхании

растений. Наличие аскорбиновой кислоты в растении и ее участие в

дыхательной системе придает большую стойкость растительному организму, так

как она может окисляться различными ‘конечными” оксидазами, то есть может

функционировать в различных условиях температуры и на различных этапах

развития растений (Егоров, 1954).

Сорта, содержащие большое количество аскорбиновой кислоты,

характеризуются повышенной морозо- и газоустойчивостью.

В растительных организмах, витамин “C” действует в составе единой

окислительно-восстановительной системы, вторым компонентом которой

выступает глютатион. Система аскорбиновая кислота – глютатион наиболее

активна в зоне клеточного деления, то есть она имеет непосредственное

отношение к росту растений (Карабанов, 1977).

Участвуя во всех окислительно-восстановительных процессах в

растительном и животном организмах, аскорбиновая кислота оказывает

активирующее действие на ферменты, может функционировать в качестве

коферлинта, способствует нормальному развитию и повышению сопротивляемости

организма к неблагоприятным факторам внешней среды.

Глава 2. Методика исследования

В 1999 году на базе Ботанического сада УдГУ был заложен полевой опыт

на площади 180 м2. Повторность опыта была трехкратная (рис. 2 ).

[pic]

Летом 1999 года (18.06) были взяты почвенные образцы методом конверта.

Анализ почв был проведен в лаборатории М.Ф. Кузнецова (1997) (прил. 1).

Объектом нашего исследования была новая генетическая форма Ромашки

аптечной с тетраплоидным набором хромосом, семена которой были привезены из

США. Исследование данного генетического типа продолжалось 2 года (1999-2000

г.г.).

Семена Ромашки были посеяны 1.05.99 года рядками с междурядьями

шириной 0,5 м. Ряды располагались поперек склона. Глубина заделки семян 1-

1,5 см. Высеянные семена были присыпаны торфяной крошкой против образования

корки на почве.

Уход за посевами Ромашки аптечной состоял в прополке и рыхлении

междурядий в оба года исследования.

В 1999 году произошло обильное осыпание семян Ромашки, часть из них

сразу дали всходы, поэтому Ромашка ущла под зиму в стадии розетки листьев.

В период с 1999- 2000г.г. проводились дальнейшие наблюдения за

особенностями онтогенеза Ромашки аптечной, исследовалось влияние внешних

факторов на урожайность и накопление витамина “C” в листьях и цветах

Ромашки в условиях Удмуртии.

В связи с этим перед нами были поставлены следующие задачи:

1. Проследить за особенностями развития Ромашки . Отметить наступление

очередного этапа генеративной фазы развития растения в условиях

Удмуртии.

2. Изучить влияние погодных условий на количественные характеристики

Ромашки аптечной: число соцветий, их размер и массу.

3. Выяснить как влияют погодные условия на урожайность соцветий

Ромашки аптечной.

4. Проследить за динамикой накопления аскорбиновой кислоты в листьях и

цветах Ромашки аптечной за период онтогенеза.

5. Сравнить онтогенетические особенности развития Ромашки аптеч-

ной, а также количественное содержание аскорбиновой кислоты в

листьях и цветах Ромашки диплоидного и тетраплоидного типа.

Для решения вышепоставленных задач в оба года исследования проводились

следующие наблюдения и анализы:

1. Для изучения особенностей развития Ромашки аптечной проводились

фенологические наблюдения с момента появления всходов до гибели растений,

в 1999 году с периодичностью в 14 дней, в 2000 году с перерывом в 7-10

дней, так как неблагоприятные погодные условия ускорили прохождение

основных этапов развития Ромашки.

В связи с тем, что особенностью Ромашки аптечной является продол-

жительное цветение, генеративное развитие было разделено на несколько фаз:

бутонизацию, начало цветения, массовое цветение, цветение – начало

плодоношения, массовое плодоношение. В каждый год исследования отмечалась

дата наступления, продолжительность и конец определенной фенофазы Ромашки

аптечной.

2. Для измерения диаметра соцветий Ромашки каждые две недели ви-

зуально отбирались три типичных по своим характеристикам растения с каждой

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5