Preview

Садоводство и виноградарство

Расширенный поиск

Вторичные метаболиты листьев чая и их участие в защите от экологических стрессоров

https://doi.org/10.31676/0235-2591-2020-4-12-17

Полный текст:

Аннотация

Изучена динамика ряда вторичных метаболитов и активность гваяколпероксидазы в трехлистных побегах (флешах) сортов и форм чая. В процессе трехлетних исследований нами отмечено наличие спадов и пиков в активности фермента и накоплении флавоноидов, каротиноидов, кофеина и аминокислот, связанных с метеорологическими условиями каждого месяца. Показано наличие тесной обратной зависимости между повышением активности фермента, содержанием каротиноидов и гидротермическими факторами. Наиболее существенная корреляция выявлена между активностью гваяколпероксидазы и каротиноидами в трехлистной флеши чая с количеством осадков (r = -0,86 и -0,68). В начале вегетации активность фермента невысока (в пределах 0,363…0,607 усл. ед./г∙с). Снижение активности гваяколпероксидазы в июне обусловлено биологическими особенностями культуры чая, связанными с периодом покоя, в который процессы метаболизма несколько замедляются. Повышение активности гваяколпероксидазы сопровождается быстрым синтезом фенольных соединений, например, флавоноидов. Прослежена динамика образования теарубигинов и теафлавинов во флешах чая, показано, что их количество изменяется в зависимости от сезона сбора от 0,075 мг/г (теафлавины) и 1,178 мг/г (теарубигины) до 0,115 мг/г и 1,625 мг/г (теафлавины и теарубигины, соответственно), их динамика носит аналогичный характер. Содержание рутина изменяется в зависимости от сезона сбора чайного листа. Синтез кофеина, активное накопление которого у опытных растений отмечено в июле (в среднем 26,6 ±1,4 мг/г), также зависит от условий выращивания. Наибольшее количество аминокислот (16 665 мг/г) синтезируется в мае, в дальнейшем их синтез снижается вдвое. В содержании вторичных метаболитов и активности гваяколпероксидазы проявляются генотипические особенности. Выявленные закономерности являются общими для всех сортов и форм чая.

Об авторах

Н. Б. Платонова
ФГБНУ ФИЦ ««Субтропический научный центр Российской академии наук»
Россия

младший научный сотрудник, лаборатория физиологии и биохимии растений, Сочи, Россия



О. Г. Белоус
ФГБНУ ФИЦ ««Субтропический научный центр Российской академии наук»
Россия

Белоус Оксана Геннадьевна, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, лаборатория физиологии и биохимии растений, ул. Яна Фабрициуса, 2/28, г. Сочи, 354002, Россия



Список литературы

1. Belous O., Platonova N. Physiological foundations of sustainability Camellia sinensis (L.) O. Kuntze and Corylus pontica C. Koch. in the conditions of humid subtropics of Russia, American Journal of Plant Sciences. Special Issue on Plants in Extreme Environment. 2018;09(09):1771-1780. DOI: 10.4236/ajps.2018.99129

2. Krasensky J., Jonak C. Drought, salt, and temperature stress-induced metabolic rearrangements and regulatory networks, Journal of Experimental Botany. 2012;63(4):1593–1608. DOI:10.1093/jxb/err460

3. Запрометов М. Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растения. М.: Наука, 1996, 45 c.

4. Шафигулин Р. В., Буланова А. В., Ро К. Х. Х. Качественное и количественное содержание катехинов в различных сортах чая, Сорбционные и хроматографические процессы. 2007;7(2):349-352.

5. Николаев М. К., Маевская С. Н., Шугаев А. Г., Бухов Н. Г. Влияние засухи на содержание хлорофилла и активность ферментов антиоксидантной системы в листьях трех сортов пшеницы, различающихся по продуктивности, Физиология растений. 2010;1:94-102.

6. Рогожин В. В. Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов. СПб.: ГИОРД, 2004, 240 с.

7. Kareska S. Factors aff ecting hydrogen peroxidase activity, ESSAI. 2009;7(27):82-85. DOI: 10.13140/RG.2.1.1530.0648

8. Aditi Mulgund, Sejal Doshi, Ashok Agarwal. The role of oxidative stress in endometriosis. In: Watson R.R. Handbook of fertility. Nutrition, diet, lifestyle and reproductive health. USA: University of Arizona, 2015, p. 273-281.

9. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance, Trends Plant Sci. 2002;7:405-410. DOI:10.1016/S1360-1385(02)02312-9

10. Thongsook T., Barrett D. M. Heat inactivation and reactivation of broccoli peroxidase, J. Agric. Food Chem. 2005;53:3215-3222. DOI: 10.1021/jf0481610

11. Белоус О. Г., Платонова Н. Б. Изменение ферментативной активности растений чая под влиянием стресс-факторов влажных субтропиков России: Механизмы устойчивости растений и микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды: матер. годичного собрания Общества физиологов растений России, Иркутск, 2018, 127-129. DOI: 10.31255/978-5-94797-319-8-127-129

12. Foyer C. H., Noctor G. Oxygen processing in photosynthesis: regulation and signaling, New Phytology. 2000;146:359-388. DOI: 10.1155/2012/217037

13. Ognik K., Cholewińska E., Sembratowicz I., Grela E., Czech A. The potential of using plant antioxidants to stimulate antioxidant mechanisms in poultry, World’s Poultry Science Journal. 2016;72(2):291-298. DOI: 10.1017/S0043933915002779

14. Платонова Н. Б., Белоус О. Г. Динамика активности фермента пероксидазы как элемента антиоксидантной защиты чая (Camellia sinensis (L.) Kuntze), Субтропическое и декоративное садоводство. 2019;68:197-201. DOI: 10.31360/2225-3068-2019-68-197-201

15. Potoroko I. U., Kalinina I. V., Naumenko N. V., Fatkullin R. I., Shaik S., Sonawane S. H., Ivanova D., Kiselova-Kaneva Y., Tolstykh O., Paymulina A. V. Possibilities of regulating antioxidant activity of medicinal plant extracts, Human. Sport. Medicine. 2017;17(4):77-90. DOI: doi.org/10.14529/hsm170409

16. Skhalyakhov A. A., Siyukhov H. R., Tazova Z. T., Lunina L. V., Mugu I. G.. Phenolic compounds and antioxidant potential of wild-growing plant materials of the north Caucasus region, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). 2019;9(2):5062-5071. DOI: doi.org/10.35940/ijeat.B4046.129219

17. Reis E., Batista M. T., Canhoto J. M. Effect and analysis of phenolic compounds during somatic embryogenesis induction in Feijoa sellowiana Berg., Protoplasma. 2008;232:193-202.

18. Wallace G., Fry S. Phenolic components of the plant cell wall, International review of cytology. 1993;151:229-267.

19. Ермаков А. И., Арасенович В. В. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат, 1987, 430 с.

20. Шлык A. A. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев. Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971:154-157.

21. AOAC International. Quality assurance check list for small laboratories; 2009. 13 p.

22. Воробьев В. Н., Невмержитская Ю. Ю., Хуснетдинова Л. З., Якушенкова Т. П. Практикум по физиологии растений: учебно-методическое пособие. Казань: Казанский университет, 2013, 80 с.

23. Bekhterev V. N. Patent EP3357873. Published in European Patent Bulletin. 2019.

24. Руденко А. О., Карцова Л. А. Определение важнейших аминокислот в сложных объектах биологического происхождения методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с получением фенилтиогидантоинов аминокислот, Сорбционные и хроматографические процессы. 2010;10(2):223-230.

25. Белоус О. Г., Платонова Н. Б. Механизмы устойчивости растений чая к стрессорам зимнего периода, Естественные и технические науки. 2019;10:41-44. DOI: 10.25633/ETN.2019.10.19

26. Белоус О. Г., Платонова Н. Б. Роль антиоксидантов в формировании устойчивости растений чая: IX Съезд общества физиологов растений России «Физиология растений – основа создания растений будущего», Казань, 19-21 сентября 2019 г., Казань: Казанский университет, 2019, 65 с. DOI: 10.26907/978-5-00130-204-9-2019-65

27. Pogson B. J., Rissler H. M., Frank H. A. The roles of carotenoids in photosystem II of higher plants. Photosystem II: the light-driven water: plastoquinone oxidoreductase. Springer-Verlag. 2005:515-537. DOI: 10.1007/1-4020-4254-X_24

28. Ладыгин В. Г., Ширшикова Г. Н. Современные представления о функциональной роли каротиноидов в хлоропластах эукариот, Журнал общей биологии. 2006;67:163-189.

29. Belous O., Klemeshova K., Malyarovskaya V. Photosynthetic pigments of subtropical plants. In: Ph.D. Juan Cristobal García-Canedo, Gema Lorena. Photosynthesis - from its evolution to future improvements in photosynthetic efficiency using nanomaterials. London: IntechOpen Limited, 2018:31-52 (113 p.). DOI: 10.5772/intechopen.75193.

30. Son K. H., Oh M. M. Growth, photosynthetic and antioxidant parameters of two lettuce cultivars as affected by red, green, and blue light-emitting diodes, Horticulture, Environment and Biotechnology. 2015;56:639-653.

31. Belous O. G. Amino acids structure of tea in subtropics of Russia, Nauka i studia. 2012;10(55):10-15


Для цитирования:


Платонова Н.Б., Белоус О.Г. Вторичные метаболиты листьев чая и их участие в защите от экологических стрессоров. Садоводство и виноградарство. 2020;(4):12-17. https://doi.org/10.31676/0235-2591-2020-4-12-17

For citation:


Platonova N.B., Belous O.G. Secondary metabolites of tea leaves and their role in protecting against environmental stressors. Horticulture and viticulture. 2020;(4):12-17. (In Russ.) https://doi.org/10.31676/0235-2591-2020-4-12-17

Просмотров: 91


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0235-2591 (Print)
ISSN 2618-9003 (Online)