Компонентный состав и свойства биологически активных веществ интактных растений и в культуре in vitro пажитника греческого (Trigonella foenum-graecum L.), возможности их практического использования : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ; научный руководитель Юрин В.М.

Abstract

Объектом исследования являются нативные растения и клеточные культуры листового и стеблевого происхождения пажитника греческого ярового сорта Ovari 4 и озимого сорта PSZ.G.SZ. Целью НИР было изучение состава и свойств биологически активных веществ пажитника греческого в интактных растениях, введение его в культуру in vitro, сравнительное определение уровней накопления биологически активных веществ в зависимости от способов культивирования, разработка лабораторного регламента получения биологически активных веществ из культуральных сырьевых источников. Проект выполнялся совместно с учеными Западно-Венгерского университета (Венгрия). Венгерской стороной исполнялись этапы по изучению состава и свойств биологически активных веществ пажитника греческого в интактных растениях и разработке лабораторного регламента получения биологически активных веществ из пажитника греческого in vivo. Белорусским научным коллективом, представленным сотрудниками Белорусского государственного университета и ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси», на базе Белорусского госуларственного университета выполнялись этапы, включающие инициирование клеточных культур пажитника греческого разных сортов, оптимизацию условий их роста, определение морфофизиологических характеристик, проведение биохимического анализа синтезируемых клеточными культурами фенольных соединений и сапонинов, изучение закономерностей действия химических и физических условий культивирования на продукцию фенольных соединений и сапонинов каллусными культурами, инициацию и определение морфофизиологических и биохимических характеристик суспензионной культуры, разработку схемы получения фенольных соединений и сапонинов на основе суспензионной культуры. В результате проведенного исследования были впервые получены каллусные культуры листового и стеблевого происхождения пажитника греческого ярового сорта Ovari 4 и озимого сорта PSZ.G.SZ и оптимизирован состав питательных сред по содержанию фитогормонов и сахарозы, что позволило значительно интенсифицировать и стабилизировать ростовые процессы каллусов. Установлены различия в морфофизиологических характеристиках каллусных тканей различного происхождения. Изучены особенности накопления фенольных соединений и сапонинов клеточными культурами, проведен качественный анализ и оценен биосинтетический потенциал каллусных культур относительно органов нативных растений пажитника греческого. Получена суспензионная культура на основе наиболее рыхлой и однородной по структуре каллусной линии. Высокая активность роста и продукция фенольных соединений и сапонинов суспензионной культурой пажитника греческого позволяют судить о значительной перспективности разработки технологии получения биологически активных соединений на ее основе. Изучено влияние света, низкотемпературного воздействия, содержания экзогенных углеводов и фитогормонального состава среды на продукцию фенольных соединений и сапонинов каллусными линиями и иммобилизации клеток в кальций-альгинатном геле на продукцию данных метаболитов в суспензионной культуре. Установлены условия, способствующие повышению продукции целевых соединений клеточными культурами. Предложены методические указания и схема получения сапонинов и фенольных соединений из суспензионной культуры пажитника греческого. Представленные данные могут быть использованы при разработке технологического регламента получения фенол- и сапонинсодержащих субстанций на основе суспензионной культуры пажитника греческого. На данный момент результаты исследования внедрены в учебный процесс биологического факультета Белорусского государственного университета и научный процесс Отдела биохимии и биотехнологии растений ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси», используемой в научном процессе при выполнении задания подпрограммы 1 «Инновационные биотехнологии в Республике Беларусь» МЦП ЕврАзЭС «Инновационные биотехнологии» на 2011–2015 гг. «Разработать научные основы создания и организации коллекции in vitro редких и эндемичных видов растений с целью сохранения генофонда, реинтродукции и биотехнологического получения растительного сырья». Область применения результатов НИР – биотехнология, фармакогнозия, физиология и биохимия растений.