Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Дягиль лекарственный {archangelica officinalis hoffm.) применение в медицине, биологические особенности, фармакологические свойства и химический состав .
1.1. История применения Archangelica officinalis Hoffin. 7
1.1.1. Применение Archangelica officinalis Hoffin. в народной меди цине
1.1.2. Применение A. officinalis Hoffin. в современной медицине и других областях
1.2. Биологические особенности вида A. officinalis Hoffin. 11
1.2.1. Ботаническая характеристика вида A. officinalis Hoffin. 11
1.2.2. Онтогенез Archangelica officinalis Hoffin. 1.3. Ареал A. officinalis Hoffin.. 16
1.4. Фитохимический состав представителей рода Angelica и их фарма- 18 кологические свойства
1.5.Заготовка и хранение корней и корневищ A. officinalis Hoffin. 26
1.6. Основные этапы выращивание A. officinalis Hoffin. 28
1.7. Кобальт как потенциальный регулятор продуктивности растений 31
ГЛАВА 2. Материал и методика проведения опытов
2.1. Объект и методы изучения Archangelica officinalis Hoffin 35
2.2. Климатические условия проведения опытов 42
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 47
3.1. Сообщества с Archangelica officinalis Hoffin. 47
3.2. Изучебние биологических особенностей Archangelica officinalis Hoffin.
3.2.1. Условия прорастания семян Archangelica officinalis Hoffin. 48
3.2.2. Особенности роста и развития A. officinalis Hoffin
3.2.3. Особенности цветения и плодообразования Archangelica officinalis Hoffm .
3.2.4. Интродукционные исследования A. officinalis Hoffm. 59
3.3. Сравнительная биохимическая характеристика дикорастущих и интродуцированных особей A. officinalis Hoffm..
3.4. Зависимость биохимического состава сырья A. officinalis Hoffm. от сроков уборки
3.5. Влияние внесения сульфата кобальта на продуктивность и биохимические показатели A. officinalis Hoffm.
3.6. Результаты идентификации веществ экстрагируемых метанолом из подземных органов Archangelica officinalis Hoffm.
Заключение 100
Выводы 108
Литература
- Применение A. officinalis Hoffin. в современной медицине и других областях
- Фитохимический состав представителей рода Angelica и их фарма- 18 кологические свойства
- Климатические условия проведения опытов
- Особенности цветения и плодообразования Archangelica officinalis Hoffm
Введение к работе
Актуальность исследования. Дягиль лекарственный Archangelica officinalis (syn. Angelica archangelica) - ценное лекарственное, пищевое, медоносное, эфирномасличное растение. Экстракты A. officinalis основа средств для лечения заболеваний половой сферы [Lansky, 2000], невралгии, артрита [Вае, 1999], грибковых заболеваний [Wolski et al., 1996], нарушении менструального цикла, анемии [Chen, 2002; Han et al., 2001; Radix Angelica..., 2001]. Дягиль лекарственный входит в состав таких препаратов как «Болюсы Хуато», «Гастритол», «Карвомин*», «Ветримарин », «Антиоксифит», «Ламинарина», «Артемида», «Топ» [Schonfelder, 1997; Пилат, Иванов, 2002].
В XIX веке в России дягиль выращивали в промышленных масштабах и экспортировали в Западную Европу [Щеглов, 1828], он входил в ранние издания отечественной Фармакопеи. Начиная с,VII Фармакопеи, дягиль исключен из списка официнальных растений из-за отсутствия стабильной сырьевой базы. В настоящее время потребность в препаратах содержащих Angelica удовлетворяется за счет импорта.
Для создания отечественных леке 4арственных средств на основе дягиля необходимо: восстановить A. officinalis в статусе официнального растения; разработать технологии выращивания и методов регуляции накопления биологически активных веществ в сырье A. officinalis.
Перспективным способом регуляции продуктивности A. officinalis является применение кобальта, активизирующего ростовые процессы [Lau, Yang, 1976; Hansen, Grossman, 2000], стимулирующего синтез фенольных метаболитов [Chaudhary et al., 1997; Титов, 2003], повышающего устойчивость растений к неблагоприятным метеорологическим условиям.
Цели и задачи исследования. Исходя из выше изложенного цель нашей работы состояла в изучении интродукции, путей повышения биологической продуктивности дягиля лекарственного в Предуралье.
При выполнении работы были поставлены следующие задачи:
-
Определить условия стратификации и сроки посева семян A. officinalis.
-
Изучить биологические особенности A. officinalis в условиях культуры на примере Кармаскалинского и Стерлитамакского районов Башкортостана.
-
Оценить влияние интродукции A. officinalis на накопление биологически активных веществ.
-
Установить оптимальные сроки заготовки сырья A. officinalis.
-
Изучить изменение морфологических параметров органов и биохимического состава A. officinalis при воздействии сульфата кобальта.
РОС НАЦИОНАЛЬНА 6ИБЛИОТЄК\/ , .
Научная новизна. Впервые определены условия стратификации и сроки посева семян A officinalis Впервые изучен и проанализирован биохимический состав дикорастущих и интродуцированных растений A officinalis.
Впервые изучено влияние подкормки сульфатом кобальта на морфологические и некоторые биохимические показатели, а также на фотосинтетические пигменты в A officinalis. Впервые показано модулирующее действие CoS04 на содержание железа в дягиле. Впервые показано, что подкормка A officinalis сульфатом кобальта активизирует накопление кума-ринов в дягиле.
Практическая значимость работы. Разработаны практические рекомендации по изучению вторичных метаболитов (Вторичные метаболиты растений и методы их исследования) и методические рекомендации по постановке интродукционных экспериментов с Angelica archangelica L. в Республике Башкортостан.
Рекомендации по выращиванию A. officinalis использованы опытным хозяйством Башкирского аграрного университета. Полученные сведения по интродукции могут быть использованы агрономами для выращивания в лесостепной зоне Башкортостана. Результаты исследования влияния подкормки сульфатом кобальта на растения A. officinalis могут быть использованы для получения сырья заданного состава A officinalis. Предложена оптимальная доза внесения сульфата кобальта.
Результаты проведенных исследований могут быть положены в основу фармстатьи.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международной конференции молодых ученых "Проблемы биоразнообразия и рационального использования растений в сельском хозяйстве" (Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, г. Ялта, 2004) и на интернет-конференции "Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и механики многофазных систем" (Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа, 2003).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка литературы (203 источника, в том числе 100 на иностранных языках), 5 приложений. Работа изложена на 139 страницах, иллюстрирована 23 рисунками, 18 таблицами.
Применение A. officinalis Hoffin. в современной медицине и других областях
Листовые доли самых верхних ли- стьев яйцевидные или яйцевидно-I ланцетные, длиной 5-8 см; длинно-заостренные, неравно-пильчатые, концевые листочки более - менее трехлопастные, боковые - несим-метрично-двух-лопастные [Кучеров, 1970-1989; Цвелев, 2000]. Шаровидные соцветия, представляющие собой сложный зонтик, размещаются на главной и боковых осях 2-4-го порядков [Лысенко, 1994]. Цветки собраны в верхушечные зонтич-ные соцветия диаметром до 15 см, полушаровидные, густые, без оберток, состоящие из 20-40 полу шаровидных густых зонтичков, листочки оберточек линейношиловидные, голые или шероховатые. Зубцы чашечки слабо выражены, лепестки венчика зелено-белой или желтой окраски, длиной 1-1,5 мм, тычинки очень длинные (2-3 мм), столбики короткие. Цветет дягиль на второй год жизни - со второй половины июня по август, после чего отмирает, раскидав по сторонам до тысячи и более, мелких плодиков - плоских крылатых широкоэллиптических семянок размером 3-5 х 5-9 мм, сплющенных сверху, трехреберных с двумя широкими крыльями по бокам.
Плод дягиля лекарственного - двусемянка, состоящая из двух мери-карпиев, которые в начале своего развития плотно соединены между собой перемычкой. По мере созревания плода перемычка все более истончается, и в фазе восковой спелости плод распадается на два мерикарпия, свободно свисающих на карпофоре. Семена дудника распространяются с помощью ветра. У дягиля высокая семенная продуктивность к концу лета в землю поступает -2982-5218 шт./м2 [Лысенко, 1994].
На сухих задерненых почвах лесных вырубок и лугов дягиль нередко зацветает через 10-15 лет.
Корень и корневища мочковатые. Корневище короткое, коническое, почти отвесное (является продолжением стебля), кольчато-морщинистое, внутри полое, с поперечными перегородками, с вертикально отходящими многочисленными придаточными корнями длиной до 30 см. На изломах корневища в толстой коре заметно много смоляных ходов в виде блестящих оранжевых точек. Тип корневой системы взрослых виргинильных особей меняется в зависимости от условий увлажнения. У более взрослых виргинильных особей в зависимости от условий увлажнения меняется тип корневой системы. В заболоченных местообитаниях корневая система размещается в поверхностном 7-сантиметровом слое почвы, и представлена коротким, сильно утолщенным базальным участком главного корня и отходящими от него многочисленными морщинистыми беловатыми боковыми корнями диаметром до 1,5 см. Боковые корни густо покрыты тонкими диаметром 0,2-0,5 мм корнями, собранными в пучки. На дренированных почвах особи имеют хорошо выраженные разветвленный главный корень, достигающий значительной глубины [Лысенко, 1994]. 1.2.2. Онтогенез Archangelica officinalis Hoffm.
Семена A. officinalis, как и других представителей семейства Umbelliferae, характеризуются эндогенным типом покоя, обусловленным недоразвитостью зародыша, нуждающегося в холодовой стратификации [Boros, Domokos, 1982; Ojala, 1985].
Онтогенез представителей рода Angelica детально проанализирован в работах Т.А. Лысенко (1994) и Н.В. Масловой (1989). Им было показано, что в природе семена дягиля прорастают с середины апреля до конца мая, массово - в конце апреля. Тип прорастания надземный. Проростки имеют семядоли длиной 3,18±0,26 см, шириной 0,27±0,02см, гипокотиль длиной 0,80±0,07 см и главный корень длиной 4,88±0,52 см. Семядоли зеленые, голые, узколанцетные, на верхушке заостренные, книзу постепенно суженные в черешок. К середине мая семядоли достигают максимальной длины 4,41 ±0,30 см, разви-вется первый настоящий лист - тройчатый. К концу мая семядоли отмирают и растения переходят в ювенильное состояние [Маслова, 1989].
Ювенильные особи в природе имеют в розетке один-два листа ювенального типа. Гипокотиль и основание главного корня заметно утолщены, покрыты морщинками.
К концу лета около 5% ювенильных особей достигают крупных размеров: длина листовой пластинки достигает 3,77±0,38 см, черешка 13,33+1,30 см, длина главного корня 3-4 см, диаметр в основании 0,2-0,3 см. Ювенильное состояние в природе длится до наступления второго года жизни. В культуре оно продолжается 1,5 месяца.
У имматурных растений все листья в розетке или только верхние — им-матурного (переходного) типа. В природе имматурное состояние длится от 2-3 месяцев до 1 года, в культуре же оно длится до конца лета (середина августа) первого года жизни до весны следующего года. Виргинильные особи крупные, имеют 1-3 перисто - или двуперисто-рассеченных листа, собранных в прикорневую розетку. Виргинильное состояние дягиля в природе длится 10-20 лет, В питомнике виргинильное состояние длится 2-3 года. В виргинильном возрастном состоянии они формируют мощные розеточные побеги. Большинство растений на третий год вступает в генеративный период развития.
Семенная продуктивность особей в различных местообитаниях составляет от 10435 до 13420 шт. семян на одно растение. В культуре генеративные растения имеют меньшие размеры и биомассу, чем в природе, что объясняется, вероятно, недостатком влаги для этого влаголюбивого растения. Весной в период массового прорастания семян на 1 м2 отмечается в разные годы от 5 до 270 ювенильных особей. Популяции дягиля лекарственного в различных местообитаниях являются облигатнонеполночленными. В них отсутствуют постгенеративные растения. Сырая масса подземной части растений составляет 0,15-1,29 кг/м , надземной - 0,26-2,34 кг/м2 [Лысенко, 1994].
Особенностью представителей рода Angelica является наличие арбуску-лярной микоризы, способствующей лучшему усвоению из почвы фосфора и аммиачного азота. Везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ) образуется под действием грибов-зигомицетов из порядка Glomales, для которых симбиоз является облигатной стадией. Гифы Glomus fasciculatum переводят нерастворимые формы фосфатов в растворимые, обеспечивая растение фосфатами [Cliquet, Stewart, 1993; Ruiz-Lozano et al., 2002; Landwehr et al., 2002]. Очевидно, что спектр симбионтов гораздо богаче, иначе чем объяснить высокое содержание витамина Віг в растении, имеющего по мнению Б. А. Ягодина (1970) бактериальное происхождение. С поверхности корней Angelica sylvesris выделены также базидиомицеты рода Dioszegia [Renker et al., 2004].
Семена дягиля лекарственного характеризуются недоразвитым зародышем, что необходимо учитывать при выращивании этого растения. После прорастания нередко наблюдается гибель самосева. Ювенильное состояние в природе длится до наступления следующего года, в культуре 1,5 месяца. В природе имматурное состояние длится от 2-3 месяцев до 1 года, в культуре -от конца лета (середина августа) первого года жизни до весны следующего года. Виргинильное состояние в природе может растянуться до 10-20 лет, в культуре до 2-3 лет.
Фитохимический состав представителей рода Angelica и их фарма- 18 кологические свойства
Климат Башкортостана континентальный. Зима холодная продолжительная и многоснежная, с частыми метелями. Лето, вследствие обилия солнечного света и тепла, сухое и даже жаркое. Переходные сезоны (весна, осень) короткие. В весенне-летний период отмечаются поздние весенние и ранние осенние заморозки. На климат Башкортостана, расположенный почти в центре материка, влияют и атлантический океан и материк. Приходящие с Атлантического океана влажные массы воздуха, уже трансформированные в более сухие и континентальные массы, зимой приносят тепло, летом - прохладу. Вторжение арктического воздуха летом и континентального воздуха из Сибири зимой вызывают резкие похолодания. Континентальность климата республики определяется ее положением внутри континента и формой рельефа. Существенную роль в формировании климата РБ играют Уральские горы, преграждающие западный перенос воздушных масс. Такое положение заметно увеличивает увлажненность [Агроклиматические..., 1976]
Исследования проводили в трех районах Башкортостана — Кармаска-линском, Стерлитамакском и Белорецком. Эти районы относятся к трем разным зонам, подзонам и районам: лесостепная зона, прибельская лесостепная подзона, левобережный прибельский район (Кармаскалинский район) степная зона, предуральская степная подзона, Чермасано-Ашкадарский равнинный район (Стерлитамакский район) горно-лесная зона, среднегорная (высокогорная) таежно-лесная подзона, среднегорный таежно-лесной район (Белорецкий район). Лесостепная зона. Переходная (прибельская) лесостепная подзона. Подзона отличается достаточным, но не всегда устойчивым увлажнением. В отдельные годы последствия засухи проявляются довольно резко. Среднегодовая температура воздуха по подзоне колеблется от 2,3 до 2,5 , среднемесячная января -14,6е, июля от +18,3 до 19, Г. Наибольшая +38, наименьшая -46.
Левобережный прибельский район. Сумма годовых осадков от 350-400 до 450-500 мм. За период с температурой выше 10е количество осадков у устья р. Белой 250-270 мм, в остальной части - 200-250 мм. Сумма температур за тот же период 2000-2200.
Начало безморозного периода по годам колеблется от середины мая до первой пятидневки июня, конец чаще отмечается до первой половины сентября. Длина безморозного периода от 100-110 дней в северной части до 130 и более на возвышенных местах. Высота снежного покрова за первую половину зимы 15-20, во вторую - 30-40 см. [Почвы Башкирии, 1973].
Среднегодовая продолжительность солнечного сияния в г.Уфа составляет 1941 час. По характеру климата Уфимский а Кармаскалинский районы относятся к теплым районам [Фаткуллин, 1994].
Степная зона. Предуралъская степная подзона. Предуральская степь характеризуется неустойчивым увлажнением. Среднегодовая температура по отдельным пунктам колеблется от 2,2 до 2,9, причем наибольшая температура воздуха в тени доходит в отдельные годы до 39, а на поверхности почвы до 63. Здесь наблюдаются резкие изменения погоды, малоснежные зимы и засухи, сопровождающиеся ветровой эрозией почв. Осадков выпадает недостаточно.
Средняя многолетняя сумма осадков колеблется от 331 до 428 при крайних отклонениях от 210 до 612.
Чермасано-Ашкадарский равнинный район. Сумма температур за период выше 10 - 2200, сумма осадков за этот же период 150-200 мм, годовое количество осадков 350 - 400 мм. Продолжительность безморозного периода 120-130 дней (со второй декады мая до середины сентября). [Почвы Башки рий, 1973].
Среднегодовая продолжительность солнечного сияния в г. Стерлитамак составляет 2023 часа. По характеру климата Стерлитамакский район относится к теплым районам [Фаткуллин, 1994].
Горно-лесная зона. Среднегорная (высокогорная) таежно-лесная подзона. Среднегорныи таежно-лесной район. Среднегодовая сумма температур составляет в среднем 0,7, среднемесячная января -16,2, июля 16,5. Наибольшая 38, наименьшая -48. Сумма годовых осадков составляет 423 мм, за теплый период 336 мм, за холодный период 87 мм. Безморозный период приходится на начало июня. Продолжительность безморозного периода составляет примерно 90 дней. Продолжительность залегания снежного покрова составляет до 175 дней. По характеру климата район относится к холодному. В отдельные годы в мае наблюдается 20-25 дней с заморозками, в июне 3-4 дня, в августе до 2 и в сентябре до 11-15 дней [Фаткуллин, 1994].
Рельеф. Левобережный прибельский район находится ниже 200 м над уровнем моря. Рельеф волнисто-увалистый с широкими водоразделами. Ува-листость в рельефе нарастает в юго-восточном направлении. Степень расчленения 0,5-1,5 км, глубина местных базисов эрозии 25-125 м, средние уклоны 1-3 [Фаткуллин, 1994; Почвы Башкирии, 1973].
Место выращивания в Чермасано-Ашкадарском равнинном районе располагается на высоте 200-300 м над уровнем моря. Рельеф Чермасано-Ашкадарской степи - слабоволнистый с хорошо развитыми пологими склонами северной и восточной экспозиции. Степень расчленения 0,5 — 1,5 км, глубина местных базисов эрозии 50 -100 м., уклоны 1-3. Степень освоения 50-60%. Основные почвы - черноземы [Фаткуллин, 1994; Гирфанов, Ряхов-ская, 1975; Почвы Башкирии, 1973].
Точка сбора растительного материала в среднегорном таежно-лесном районе расположена на высоте 500-700 метров над уровнем моря. Территория этой подзоны большей частью покрыта лесами. Главным водораздель ным хребтом является Урал-Тау. В южной части подзоны рельеф более выровненный. Представлена Иремельско-Ямантаусским горным узлом с абсолютными отметками вершин выше 1600 м [Фаткуллин, 1994; Почвы Башкирии, 1973].
Почвы. В Кармаскалинском районе - выщелоченные черноземы, которые отличаются значительной мощностью перегнойного горизонта (40-60 см). По механическому составу они относятся к суглинистым, глинистым и тяжелосуглинистым. Содержание физической глины колеблется от 50 до 70% [Гирфанов, Ряховская, 1975].
Выщелоченные черноземы характеризуются хорошими физико-химическими показателями. Удельный вес твердой фазы колеблется в преде-лах 2,48-2,56 г/см , вниз по профилю увеличивается до 2,72. Объемный вес колеблется от 0,8 до 1,1 г/см . Общая скважность сравнительно велика (60-70%), уменьшаясь по профилю до 44-50%. Полная влагоемкость превышает 60% [Гирфанов, Ряховская, 1975].
Эти черноземы характеризуются высоким содержанием гумуса, доходящего до 15%, количество валового азота колеблется от 0,33 до 0,77% (0,57%), содержание подвижного калия составляет в среднем 34,5 мг-экв, сумма поглощенных оснований 30,5-49,6 мг-экв, гидролитическая кислотность 2-5 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 87-95%, содержание фосфорной кислоты колеблется в пределах 1,5-9,0 мг на 100 г почвы [Гирфанов, Ряховская, 1975].
В Стерлитамакском районе дягиль лекарственный выращивали на хорошо удобренном солонцеватом черноземе. Большей частью солонцеватые черноземы располагаются в понижениях рельефа. Для них характерен тяжелый механический состав, с содержанием механической глины до 76%. Наличие в пахотном и подпахотном горизонтах поглощенного натрия обусловливает неблагоприятные физические свойства этих почв.
Содержание гумуса в них колеблется от 2,8 до 6,8%, общий азот 0,20 « 0,38, гидролизуемый азот 60-87 мг на 1 кг почвы, валовой фосфор 0,10-0,12%, подвижный фосфор 3,0-5,0 мг на 1 кг, сумма поглощенных оснований - 56,7 мг-экв, гидролитическая кислотность 0,004 мг-экв на 100 г почвы, степень насыщенности почв основаниями 99%, рН солевой вытяжки 6,8-7,2 [Гирфанов, Ряховская, 1975].
Климатические условия проведения опытов
При введении в культуру растений важно не только оценить продуктивность растений, но и определить содержание действующих веществ. В некоторых случаях при введении в культуру лекарственных растений может наблюдаться снижение накопления действующих веществ.
Поэтому мы считали необходимым проведение сравнительного анализа биохимического состава дикорастущих и интродуцированных особей. В таблице 7 представлены данные по изучению аминокислотного состава корней и корневищ и листьев дикорастущих и интродуцированных растений. Если биохимический состав корней дягиля лекарственного наиболее изучен, то по биохимическому составу листьев имеются лишь единичные данные.
По большинству аминокислотных составляющих интродуцированные растения дягиля практически не отличались от дикорастущих, а в некоторых случаях их содержание было выше. Доминирующей аминокислотой, как в листьях, так и в корнях и корневищах A.officinalis является пролин. При введении в культуру содержание в листьях пролина, характеризующего устойчивость растения к неблагоприятным факторам возрастает. В корнях и корневищах интродуцированных растений увеличивается содержание незаменимых аминокислот - валина и фенилаланина. Возрастание содержания фени-лаланина важно с той точки зрения, что он является предшественником фе-нольных метаболитов, в частности, кумаринов. Одновременно возрастает содержание и другого предшественника фенольных соединений - L-тирозина.
На 33% возрастает также содержание аргинина, являющегося - незаменимой аминокислотой для детей и регулирующего функции тимуса. Обращает внимание возрастание содержания глицина, принимающего участие в синтезе креатина. Таблица 7
В условиях культуры содержание индивидуальных аминокислот и их сумма в листьях дягиля возрастает. Аналогичное явление обнаружил И.В. Трулевич(1991). Кроме сравнения аминокислотного состава нами был проведен сравни тельный анализ некоторых биологически активных веществ и биохимичеких составляющих.
Наряду с исследованием аминокислотного состава проводили изучение и некоторых биохимических показателей. Как показано в таблице 8 содержание протеина в листьях культурных растений дягиля лекарственного, было в два раза больше, чем в листьях природных растений. Количество клетчатки и жира в листьях не изменялось, а в корнях и корневищах происходило снижение ее количества. Изучение биохимического состава показало, что накопление зольных элементов в листьях культурных растений увеличивалось почти в два раза. В корнях и корневищах наблюдалось ее небольшое снижение.
Введение в культуру A.officinalis не влияло на накопление фосфора в листьях и корнях и корневищах и кальция в листьях, а в корнях и корневищах оно возрастало на 25%. Введение в культуру сопровождалось активизацией оттока Сахаров из листьев в подземные органы (табл. 8). Если у природных популяций отношение содержания Сахаров в корнях к содержанию в листьях составляло 4,4 , то при введении в культуру это соотношение возрастало до 8,3. Очевидно, что выращивание A.officinalis в условиях открытого пространства активизирует процессы образования фотоассимилятов.
Сравнение содержания аскорбиновой кислоты в листьях A. officinalis, заготовленных в мае 2002 года показало, что по содержанию витамина С, образцы, собранные в природе, практически не отличались от культивируемых, что видно из рисунка 9. Отличия были недостоверны, но следует отметить, что в листьях культивируемых растений содержание аскорбиновой кислоты было более стабильным.
Следует также отметить, что при определении содержания аскорбиновой кислоты в свежесобранных листьях в начале отрастания мы столкнулись со сложностью титрования экстрактов по Тильмансу из-за высокого содержания в черешках растений антоцианидина (рис.
Также обращает на себя внимание то, что при интродукции происходит увеличение содержания эфирного масла на 17%. Это является особенно важным, т.к. дягиль лекарственный относится к эфирно-масличным культурам.
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что листья и корни и корневища A. officinalis, содержат аминокислоты семь из которых являются незаменимыми (метионин, лизин, треонин, валин, изолеицин, лейцин, фенилаланин). Листья - аскорбиновую кислоту и флавоноиды, что позволяет использовать их как пищевую добавку [Касьянова, 2003].
Биохимический состав дикорастущих и интродуцированных образцов растений существенно не изменяется. 3.4. Зависимость биохимического состава сырья A. officinalis от сроков уборки
Заготовку корней и корневищ дягиля лекарственного в основном проводят на второй год осенью после отмирания листьев. Однако в литературе высказывается мнение, что заготовку можно проводить весной. Поэтому нами было проведено изучение динамики накопления действующих веществ в A. officinalis, для определения оптимального срока весенней заготовки сырья. Сбор материала для исследования проводили в начале и в конце мая. В этом случае также изучали биохимический состав надземных и подземных органов.
Данные, приведенные в таблице 9, показывают, что содержание аминокислот в корнях и корневищах и листьях в начале мая третьего года вегетации выше, чем при уборке в конце мая. Возможно, что по мере роста растения идет снижение содержания аминокислот как в корнях и корневищах, так и в листьях. В этот срок уборки в корнях и корневищах сумма аминокислот уменьшается практически в 2 раза, в надземной части этот процесс менее выражен - 12%. Содержание пролина, метионина, лизина, треонина, аргинина, глицина и серина уменьшается в корнях и корневищах на 36-71%, в листьях — 9-28%. Содержание цистеина в подземных органах дягиля лекарственного и тирозина в надземных органах не меняется. Большее снижение содержания лейцина и гистидина наблюдается в корнях и корневищах и незначительное -в листьях. Единственная аминокислота, которая накапливается в дягиле лекарственном в мае месяце - валин. В корнях она увеличивается на 79%, в листьях-на 55%.
Особенности цветения и плодообразования Archangelica officinalis Hoffm
В результате исследований сообществ дягиля лекарственного было выяснено, что он может произрастать в естественных и антропогенных нитрофильных сообществах затененных мест и опушек.
На семенах собранных в изученных сообществах был отработан режим стратификации. При стратификации семян в течение 1-1,5 месяцев в холодильной камере были получены единичные всходы. Стратификация, проведенная в естественных условиях с чередованием теплых и холодных температур в течение 5-5,5 месяцев показала всхожесть - 65-73%. Всхожесть семян при летнем посеве сразу после сбора семян составляет 83%. К аналогичным результатам приходит Бомме [Bomme, 2001]. При осеннем посеве всхожесть семян снижается до 25-27%.
В результате проведенного исследования выявлено, что для дягиля лекарственного наиболее оптимальной является холодовая стратификация в течение 9 месяцев с посевом в июле-августе, непосредственно после созревания семян.
Наблюдения за прорастанием семян показали, что время появления всходов растянуто до 20 суток. Появление первого настоящего листа наблюдается на 9-й день, второго - на 22 день, третьего на 29 день. Корневая система в это время стержневая.
Рост и развитие пересаженных растений ничем не отличались от роста и развития растений прошедших естественную стратификацию. Развитие растений A. officinalis проходят ряд этапов: ювенильный, имматурный, виргинильный и генеративный периоды.
Растения первого года вегетации растут и развиваются нормально и успевают развернуть розетку из 4-5 листьев. Количество листовых пластинок на листе достигает 25-35 шт. Масса корней - 85-96 г, а всего растения 164-172 г.
Во второй половине октября, все листья вегетативных побегов отмирают. Растения второго года вегетации начинают отрастать в середине апреля. Для них характерно очень быстрое нарастание вегетативной массы. Длина листьев , составляет в среднем 80 см, количество листовых долей на листе - до 83 шт. В конце мая начале июня наблюдается наибольшее накопление массы надземной части дягиля лекарственного - 700-900 г. К концу второго года вегетации у виргинильных растений масса корней и корневищ достигает 500-1000 г.
У экземпляров дягиля второго года вегетации, перешедших к плодоношению бутонизация начинается в начале июня. Массовое цветение наступает в конце июня. Нормально развитое растение образует на главном стебле один центральный зонтик, 6-8 зонтиков первого порядка, 10-18 зонтиков второго порядка и 5-22 зонтиков третьего порядка.
Цветение зонтиков разных порядков происходит разновременно и центробежно с интервалом в 6-8 дней. В целом дягиль лекарственный цветет 20-23 дня. Цветение одного зонтика продолжается 5-6 дней. Высота цветоноса % растений дягиля лекарственного в культуре в среднем достигает 140 см, хотя максимальная высота цветущих особей может быть более 215 см. Как цветоносы, так и лучи зонтиков растут во время всего периода цветения и достигают 27-113 см, 3,3-9,3 см, первого порядка; 13-47 см, 1,7-8,2 см, второго порядка; 5-15 см, 0,5-5 см, третьего порядка, лучи центрального зонтика достигают 5,8-10,6 см.
Зацветание зонтиков боковых ветвей, если они есть, выросших из пазух прикорневых листьев, начинается на 5-6 дней позже, чем зацветание зонтиков главной оси побега.
Завязывание плодов в зонтике начинается центростремительно. Цветение и плодоношение растения идет центробежно. В отличие от дикорастущих особей начало и конец цветения и плодообразования не растянут во времени.
Плоды зонтиков всех порядков одной и той же особи отличаются между собой по величине (гетерокарпия). Так, средняя масса плодов центрального зонтика равна 7,68 г, зонтиков первого порядка 9,01 г, зонтиков второго порядка 4,83 г. Количество семян одной особи составляет 48311 шт. Вес плодов, , собранных с одной особи, равен в среднем 217,4 г. Промышленные сборы нужно проводить во время полного созревания семян зонтиков второго порядка. В культуре наступление генеративного периода наблюдается на второй год вегетации у 90% особей, в природе зацветание может происходить на 2-15 годы.
Интродукционные исследования, проведенные в Стерлитамакском и 2-ух точках Кармаскалинского района показали, что в Стерлитамакском районе всходы дягиля появлялись на 1-4 дня раньше. Разница в сроках прорастания семян дягиля лекарственного по годам составляет 3-6 дней.
Рост и развитие растений происходит в пределах нормы. В точке один Кармаскалинского района масса листьев была больше на 8-21% и составляла 92,0 г. Масса корней в Стерлитамакском районе превышала массу подземных « органов в других точках на 10-25%. Общая масса растений практически не имела различий. Масса семян центрального зонтика практически не изменялась. Масса семян зонтика первого порядка в Стерлитамакском и в точке два Кармаскалинского районов составляла более 9 г, а в точке Кармаскалинский район один была меньше на 33%. Семенная продуктивность одного растения в точке один Кармаскалинского района была меньше на 38%, чем в других точках, где она составляла примерно 250 г. Средняя масса корней и корневищ дягиля лекарственного в разных точках произрастания составляла от 784 г до 852 г. Средняя масса всего растения от 1478 до 1753 г.