Растительные ресурсы, 2021, T. 57, № 1, стр. 89-95

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Образцы растений собирали и заготавливали в июле месяце в фазу цветения. Экстракция растительного сырья (корни со стеблями) проводилась 96%-ным метиловым спиртом при комнатной температуре четырехкратно. При проведении каждой экстракции на 1 кг сырья использовали 4 л растворителя. Метанол, предварительно очищенный путем перегонки, заливали в емкость с измельченным сухим растительным сырьем, экстрагировали в течение трех суток путем мацерации и извлекали сумму экстрактивных веществ.

Колоночную хроматографию проводили на силикагеле марки КСК, размер зерен 50–100 мкм при элюировании системой растворителей хлороформ–метанол–вода (70 : 12 : 1), (70 : 23 : 4).

Чистоту полученных соединений определяли методом ТСХ на пластинках Silufol (Merck, Германия) в системах 1–3: система № 1 – хлороформ–метанол (20 : 1), система № 2 –хлороформ–метанол–вода (70 : 12 : 1), система № 3 – хлороформ–метанол–вода (70 : 23 : 4). Гликозиды на ТСХ обнаруживали опрыскиванием 20%-ным раствором фосфорновольфрамовой кислоты в этаноле с последующим нагреванием при температуре 100–110 °С в течение 5–7 мин. При проявлении наблюдали пятна коричневого цвета, присущие гликозидам циклоартанового ряда. Подвижной фазой также являлась система растворителей хлороформ–метанол–вода (70 : 12 : 1), (70 : 23 : 4).

Все выделенные соединения были идентифицированы на основании данных спектров ИК, ЯМР Н¹ и С¹³, а также непосредственным сравнением с истинными образцами. Спектры ЯМР Н¹ снимали на приборе UNITY plus 400 (Varian) для растворов соединений в дейтеропиридине (δ, м.д., 0-ГМДС) и ЯМР С¹³ – на том же спектрометре при полном подавлении С-Н взаимодействий, а также в условиях DEPT.

Для изучения ростостимулирующей активности циклосиверсиозидов F и Е были использованы соединения, полученные ранее из растения A. pterocephalus [12]. Были приготовлены исходные растворы в концентрации 100 мкг/мл каждого гликозида в отдельности. Навеску веществ по 5 мг растворяли в нескольких каплях 96%-ного этилового спирта, слегка нагревая на водяной бане до полного их растворения, затем добавляли 5 мл дистиллированной воды, нагретой до 70 °С, после чего вливали 45 мл воды комнатной температуры. Для замачивания семян полученные растворы разводили до концентраций 1.0 и 0.1 мкг/мл.

Семена пшеницы Triticum aestivum L. сорта Татьяна и хлопчатника Gossypium hirsutum L. сорта Султан замачивали в растворах исследуемых гликозидов в течение 18 ч, после чего помещали в чашки Петри на двойной слой фильтровальной бумаги и инкубировали в термостате при температуре 25 °С [14]. На 5 сутки определяли среднюю длину корней и стеблей проростков. В качестве эталона использовался регулятор роста Учкун. Препарат представляет собой сумму биологически активных веществ (α-токоферол, полиизопреноидные спирты, фитостеролы и высшие алифатические спирты и др.) [15]. Полученные результаты исследований анализировали с использованием программного обеспечения OriginPro.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Климатические и почвенные условия горных и предгорных зон в пределах Республики Узбекистан значительно отличаются. Экологические различия определяются наличием горных отрогов Тянь-Шаня и Памиро-Алая, различно ориентированных относительно влажных западных и холодных северных воздушных течений. Горные условия определяют своеобразие водного и теплового режимов. С высотой закономерно увеличивается солнечная радиация, уменьшается атмосферное давление, снижается температура воздуха, увеличивается количество осадков и, как следствие, уменьшается продолжительность вегетационного периода растений. Также с высотой изменяется структура и свойства почвы [16]. Известны различия по составу почв горных систем Западного Тянь-Шаня и Гиссара. В горах западного Тянь-Шаня материнские породы и почвы имеют более тонкодисперсный состав, отличаются выщелоченностью от водорастворимых солей, гипса и карбонатов и более высоким содержанием органического вещества, а также азота и других биогенных элементов [17].

Для проведения фитохимических исследований растения А. pterocephalus заготавливали в трех различных географических точках: в предгорных районах в бассейне р. Ангрен Ташкентской обл.; в районе перевала Тахтакарачи на высоте 1630 м над ур. моря между Самаркандской и Кашкадарьинской обл.; в окрестностях высокогорного п. Нилу, расположенного на высоте 1700 м над ур. моря между юго-западными отрогами Гиссарского хребта в Сурхандарьинской обл. Для сравнительного анализа использован материал, собранный в 1983 г. на горном перевале Шахристан Республики Таджикистан [11]. Перевал проходит на высоте 3378 м через Туркестанский хребет Гиссаро-Алайской системы.

Изучение компонентного состава растений А. рterocephalus, собранных в различных регионах показало, что основными гликозидами во всех образцах являются циклосиверсиозиды F и Е. Максимальный выход этих веществ был в растениях, собранных в Сурхандарьинской области и составлял 1.45 и 0.95% соответственно (табл. 1). Следует отметить, что только в образцах 3 из Сурхандарьинской и 2 – из Самаркандской области, был обнаружен циклосиверсиозид С в количестве 0.09 и 0.015% соответственно. Циклосиверсиозид А (0.0018%) в небольших количествах найден только в образце 3 из Сурхандарьинской области [12]. В образце 2 растительного сырья, собранного в Самаркандской обл., содержание циклосиверсиозида F составляет 1.35%, на перевале Шахристан – 0.93%, и самое низкое – в растительном материале образца 1, собранного в Ташкентской обл. (0.009%).

Выход циклосиверсиозида Е во всех образцах был ниже по сравнению с циклосиверсиозидом F. В растительном сырье образца 3, собранном в Сурхандарьинской обл., и образца 2 из Самаркандской обл. его содержание остается практически на одном уровне – 0.95 и 0.84% соответственно, а в Ташкентской обл. (образец 1) – всего 0.003%. По ранее полученным данным, в растительном материале образца 4, заготовленном в высокогорной зоне Туркестанского хребта (Таджикистан), содержание циклосиверсиозида Е составляет 0.23%.

Таким образом, изучение химического состава растений А. рterocephalus, произрастающих в различных регионах, показало, что качественный состав основных гликозидов – циклосиверсиозидов Е и F сохраняется. Высокий выход этих гликозидов наблюдается в растениях, произрастающих в Самаркандской и Сурхандарьинской областях.

Все исследуемые тритерпеновые гликозиды содержат в своем составе по два сахарных остатка. В циклосиверсиозидах А, С и Е в виде двух остатков ксилозы. В циклосиверсиозиде С имеется одна ацетатная группа в молекуле кислопиранозного фрагмента при атоме С-3, а в циклосиверсиозиде А – два ацильных заместителя при той же ксилозе. Циклосиверсиозиде F содержит два разных остатка, в виде ксилозы при С-3 и глюкозы при С-6 (рис. 1).

Рис. 1.

Структурные формулы гликозидов растения А. рterocephalus. Fig. 1. Structural formulas of glycosides from А. рterocephalus.

Ранее нами была выявлена ростостимулирующая активность циклосиверсиозида F [18]. В настоящей работе проведено сравнительное изучение ростостимулирующей активности циклосиверсиозидов F и Е на культурах пшеницы и хлопчатника. Было выявлено, что при воздействии на семена пшеницы гликозидов в концентрациях 1.0 и 0.1 мкг/мл существенного стимулирующего эффекта на рост проростков не наблюдалось (рис. 2). В опытах на культуре хлопчатника вещества проявили достаточно высокую активность. При обработке семян циклосиверсиозидом F в дозе 1.0 мкг/мл длина корней достигала 4.8 см и превышала контрольные значения (4.1 см) на 16.7% (рис. 3). Более активной оказалась концентрация 0.1 мкг/мл: при воздействии на семена этой дозой наблюдался активный рост корней (5.8 см), превышающий значения контрольного варианта на 42.1% и эталонные (5.5 см) на 6.9%.

Рис. 2.

Влияние обработки семян пшеницы циклоартановыми гликозидами на рост (a) корней, (b) колеоптилей. 1 – контрольный вариант (без обработки); 2 – Учкун 1 мкг/мл; 3 – циклосиверсиозид F 1 мкг/мл; 4 – циклосиверсиозид F 0.1 мкг/мл; 5 – циклосиверсиозид Е 1 мкг/мл; 6 – циклосиверсиозид Е 0.1 мкг/мл. По горизонтали – варианты опытов; по вертикали – длина, см. Fig. 2. Effect of wheat seed treatment with cycloartan glycosides on (a) root growth, (b) coleoptile growth. 1 – control (no treatment); 2 – Uchkun 1 µ/ml; 3 – cyclosiversioside F 1 µ/ml; 4 – cyclosiversioside F 0.1 µ/ml; 5 – cyclosiversioside E 1 µ/ml; 6 – cyclosivercyoside E 0.1 µ/ml. X-axis – treatments; y-axis – length, cm.

Рис. 3.

Влияние обработки семян хлопчатника циклоартановыми гликозидами на рост (a) корней, (b) стеблей. 1 – контрольный вариант (без обработки); 2 – Учкун 1 мкг/мл; 3 – циклосиверсиозид F 1 мкг/мл; 4 – циклосиверсиозид F 0.1 мкг/мл; 5 – циклосиверсиозид Е 1 мкг/мл; 6 – циклосиверсиозид Е 0.1 мкг/мл. По горизонтали – варианты опытов; по вертикали – длина, см. Fig. 3. Effect of cotton seed treatment with cycloartan glycosides on (a) root growth, (b) stem growth. 1 – control (no treatment); 2 – Uchkun 1 µ/ml; 3 – cyclosiversioside F 1 µ/ml; 4 – cyclosiversioside F 0.1 µ/ml; 5 – cyclosiversioside E 1 µ/ml; 6 – cyclosivercyoside E 0.1 µ/ml. X-axis – treatments; y-axis – length, cm.

Обе исследуемые концентрации циклосиверсиозида Е также проявили стимулирующее действие. При обработке семян циклосиверсиозидом Е в концентрации 1.0 мкг/мл длина корней (4.6 см) превышала соответствующие контрольные значения на 11.8%. Активность дозы 0.1 мкг/мл была значительно выше, длина корней (5.3 см) превышала контрольные значения на 30.9%.

Установлено, что гликозиды в меньшей степени оказали воздействие на рост надземной части проростков и уступали препарату Учкун, который стимулировал рост стеблей на 49.4% (2.7 см). Следует также отметить, что активность двух исследуемых концентраций циклосиверсиозидов F и Е была практически на одном уровне. При обработке циклосиверсиозидом F в концентрации 1.0 мкг/мл длина стеблей (2.3 см) превышала контрольные величины на 29.2%, в концентрации 0.1 мкг/л (2.4 см) – на 32.6% (рис. 3). Длина стеблей проростков, обработанных циклосиверсиозидом Е в этих дозах, составляла 2.2 и 2.3 см и превышала контрольные значения на 23.6 и 28.1% соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований была выявлена зависимость содержания циклоартановых гликозидов в растительном сырье A. рterocephalus от места произрастания. Высокий выход основных гликозидов – циклосиверсиозидов F и Е, обнаружен в растениях, собранных в Сурхандарьинской и Самаркандской областях. В этих же образцах содержится циклосиверсиозид C, и только в образце 3 (Сурхандарьинская область) обнаружен циклосиверсиозид А.

Сравнительное изучение ростостимулирующей активности циклоартановых гликозидов показало, что они не оказывали значительного действия на семена однодольного растения – пшеницы, тогда как активность воздействия на представителя двудольных – хлопчатник, была высокой, особенно в отношении корней, что говорит о специфичности их действия.