Содержание некоторых биологически активных веществ и химических элементов в лекарственном сырье Echinacea purpurea (L.) Moench под влиянием эссенциального микроэлемента Cu

Содержание некоторых биологически активных веществ и химических элементов в лекарственном сырье Echinacea purpurea (L.) Moench под влиянием эссенциального микроэлемента Cu

Автор: Жаркова Н.Н., Сухоцкая В.В., Ермохин Ю.И.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Элементология

Статья в выпуске: 3 т.55, 2020 года.

Бесплатный доступ

Медь относится к жизненно важным эссенциальным элементам в метаболизме человека. Медь и ее соединения также играют значимую роль в физиологических процессах, протекающих в клетках растений: дыхании, фотосинтезе, углеводном и фосфорном обмене веществ, синтезе белка, восстановлении и фиксации азота. Особенно остро стоит вопрос о применении медных удобрений в связи с существованием биогеохимических провинций с дефицитом этого элемента в почве. Эхинацея пурпурная Echinacea purpurea (L.) Moench - один из самых продаваемых растительных лекарственных препаратов во многих развитых странах мира. Она получила широкое применение в медицине и ветеринарии в качестве иммунокорректора. Однако данные по влиянию микроэлементов на урожайность и содержание биологически активных веществ в лекарственном сырье эхинацеи пурпурной единичны. В проведенном нами исследовании впервые представлены результаты, подтверждающие роль медных удобрений в повышении содержания биологически активных веществ в лекарственном сырье эхинацеи пурпурной, а также в его обогащении отдельными микроэлементами. Цель работы - оценка влияния эссенциального микроэлемента (Cu) на накопление некоторых биологически активных веществ (дубильные вещества, каротин, витамин С) и двух химических элементов (цинка и меди) в лекарственном сырье эхинацеи пурпурной сорта Знахарь. Эксперименты проводили на территории опытного поля Омского ГАУ им. П.А. Столыпина (г. Омск) в условиях южной лесостепи Западной Сибири в мае-сентябре 2016-2018 годов. Мелкоделяночный опыт закладывали по следующей схеме: абсолютный контроль (без удобрений), N125 (фон), N125 + 0,25ПДК Cu (2,3 кг д.в./га), N125 + 0,5ПДК Cu (4,7 кг д.в./га), N125 + 0,75ПДК Cu (7,0 кг д.в./га), N125 + ПДК Cu (9,4 кг д.в./га). Почва опытного участка - лугово-черноземная, маломощная малогумусовая, среднесуглинистая с содержанием гумуса 5,2 %, нитратного азота - 10,0 мг/кг, подвижного фосфора - 394 мг/кг, обменного калия - 749 мг/кг, pHвод. 6,5-6,8. Содержание подвижной меди в почве составляло 0,3 мг/кг. Повторность опыта 4-кратная, последовательность вариантов - систематическая, в несколько ярусов, площадь делянок - 10 м2. В качестве удобрений использовали ацетат меди (CH3COO)2Cu (32 %), по фону вносили аммиачную селитру (34,4 %). Посадку культуры проводили в конце мая 2016 года. Эхинацею пурпурную высаживали по 24 растения на делянку, схема посадки 70×60 см. Удобрения вносили вручную, под перекопку, до посадки культуры с заделкой в почву на глубину 10-15 см, равномерно распределяя их по всей площади делянки. Растительные образцы отбирали по вариантам опыта в сентябре, в фазу массового цветения культуры. В лекарственном сырье эхинацеи пурпурной определяли содержание дубильных веществ, каротина, аскорбиновой кислоты. Содержание микроэлементов (медь, цинк) в измельченных до порошкового состояния пробах определяли атомно-абсорбционным методом. Нами установлено, что однократное внесение медных удобрений способствовало накоплению в лекарственном сырье дубильных веществ, аскорбиновой кислоты и каротина. В среднем за 3 года исследований содержание дубильных веществ достоверно (р 125 коэффициент интенсивности воздействия удобрений (b) на содержание подвижной меди и цинка в лекарственном сырье эхинацеи составил соответственно 0,23 и 1,15 мг/кг. Полученные нами уравнения и коэффициенты интенсивности действия b позволяют на практике разрабатывать систему применения микроэлементов на лугово-черноземных почвах для конкретных природно-климатических условий возделывания культуры.

Еще

Лугово-черноземная почва, эссенциальные микроэлементы, медь, цинк, биологически активные вещества, южная лесостепь, западная сибирь

Короткий адрес: https://sciup.org/142226320

IDR: 142226320   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2020.3.588rus

Список литературы Содержание некоторых биологически активных веществ и химических элементов в лекарственном сырье Echinacea purpurea (L.) Moench под влиянием эссенциального микроэлемента Cu

  • Jamshidi-Kia F., Lorigooini Z., Amini-Khoei H. Medicinal plants: Past history and future perspective. Journal of Herbmed Pharmacology, 2018, 7(1): 1-7 ( ). DOI: 10.15171/jhp.2018.01
  • Hariharan P., Subburaju T. Medicinal plants and its standardization - a global and industrial overview. Global Journal of Medicinal Plant Research, 2012, 1(1): 10-13.
  • Nirmal S.A., Pal S.C., Otimenyin S.O., Aye T., Elachouri M., Kundu S.K., Thandavarayan R.A., Mandal S.C. Contribution of herbal products global market. The Pharma Review, 2013: 95-104.
  • Богоявленский А.П., Алексюк П.Г., Турмагамбетова А.С., Березин В.Э. Актуальные проблемы стандартизации фитопрепаратов и растительного сырья для их производства. Фармацевтические науки, 2013, 6(5): 1184-1187.
  • Ekor M. The growing use of herbal medicines: issues relating to adverse reactions and challenges in monitoring safety. Frontiers in Pharmacology, 2013, 4: 177 ( ). DOI: 10.3389/fphar.2013.00177
  • Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soils and plants. CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington, D.C., 2001.
  • Аристархов А.Н., Бушуев Н.Н., Сафронова К.Г. Приоритеты применения различных видов, способов и доз микроудобрений под озимые и яровые сорта пшеницы в основных природно-климатических зонах России. Агрохимия, 2012, 9: 26-40.
  • Dimpka C.O., Bindraban P. Fortification on micronutrients for efficient agronomic production: a review. Agronomy for Sustainable Development, 2016, 36: 1-26 ( ).
  • DOI: 10.1007/s13593-015-0346-6
  • Valença A.W., Bake A., Brouwer I.D., Giller K.E. Agronomic biofortification of crops to fight hidden hunger in sub-Saharan Africa author links open overlay panel. Global Food Security, 2017, 12: 8-14 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.gfs.2016.12.001
  • Vavoulidou E.E., Avramides E.J., Papadopoulos P., Dimirkou A.T., Charoulis A., Konstantinidou-Doltsinis S. Copper content in agricultural soils related to cropping systems in different regions of Greece. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 2005, 36(4-6): 759-773 ( ).
  • DOI: 10.1081/CSS-200043367
  • Pavelkova M., Vysloužil J., Kubova K., Vetchy D. Biological role of copper as an essential trace element in the human organism. Czech and Slovak Pharmacy, 2018, 67(4): 143-153.
  • Broadley M., Brown P., Buerkert A., Camak I., Cooper J., Eichert T., Engels C., Fernandez V., Kirkby T., Eckhard G., Hawkesford M., Horst W., Huber D., Kichey T., Ludwi B., Jian Feng Ma., Marschner P., Neumann E., Neumann G., Schlecht H., Rengel Z., Romheld V., Schjoerring J., Moller I.S., Weinmann M., White P., Wiesler F., Zhao F. Marschner's mineral nutrition of higher plants. Elsevier Ltd., 2012 ( ).
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-384905-2.00025-X
  • Braz J. Copper in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, 2005, 17(1): 145-156 ( ).
  • DOI: 10.1590/S1677-04202005000100012
  • Burkhead J.L., Gogolin Reynolds K.A., Abdel-Ghany S.E., Cohu C.M., Pilon M. Copper homeostasis. New Phytologist, 2009, 182(4): 799-816 ( ).
  • DOI: 10.1111/j.1469-8137.2009.02846.x
  • Printz B., Lutts S., Hausman J.-F., Sergeant K. Copper trafficking in plants and its implication on cell wall dynamics. Frontiers in Plant Science, 2016, 7: 601 ( ).
  • DOI: 10.3389/fpls.2016.00601
  • Макарова В.Г., Лаксаева Е.А., Мартынов Е.Г. Влияние микроэлементов на накопление некоторых БАВ в плодах ирги обыкновенной. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, 2006, 3: 29-35.
  • Краснов Е.А., Савельева Е.Е., Рыжакова Н.К., Решетов Я.Е., Гатауллина А.Р. Исследование содержания доминирующих групп БАВ и биоэлементов в некоторых растениях семейства Rosaceaeа. Химия растительного сырья, 2017, 4: 145-151 ( ).
  • DOI: 10.14258/jcprm.2017041934
  • Nonvitamin and nonmineral nutritional supplements /S.M. Nabavi, A.S. Silva (eds.). Academic Press, 2019 ( ).
  • DOI: 10.1016/C2016-0-03546-5
  • Sharifi-Rad M., Mnayer D., Morais-Braga M.F.B., Carneiro J.N.P., Bezerra C.F., Coutinho H.D.M., Salehi B., Martorell M., del Mar Contreras M., Soltani-Nejad A., Uribe Y.A.H., Yousaf Z., Iriti M., Sharifi-Rad J. Echinacea plants as antioxidant and antibacterial agents: From traditional medicine to biotechnological applications. Phytotherapy Research, 2018, 32(9): 1653-1663 ( ).
  • DOI: 10.1002/ptr.6101
  • Kumar R.M., Ramaiah S. Pharmacological importance of Echinacea purpurea. International Journal of Pharma and Bio Sciences, 2011, 2(4): 304-314.
  • Shekarchi M., Hajimedipoor H., Khanavi M., Rustaie A. The effects of plant age and harvesting time on chicoric and caftaric acids content of E. purpurea (L.) Moench. Iranian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2012, 8(3): 203-208.
  • Хасина Э.И. Эхинацея пурпурная как средство коррекции экологически обусловленных патологий. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014, 16(5-2): 1030-1032.
  • Бабаева Е.Ю. Особенности минерального питания эхинацеи пурпурной в условиях Нечерноземной зоны РФ. Автореф. канд. дис. М., 2000.
  • Hajagha R., Kirici S., Tabrizi L., Asgharzadeh A., Hamidi A. Evaluation of growth and yield of purple coneflower (Echinacea purpurea l.) in response to biological and chemical fertilizers. Journal of Agricultural Science, 2017, 9(3): 160-171 ( ).
  • DOI: 10.5539/jas.v9n3p160
  • Агрохимические методы исследования почв /Под ред. А.В. Соколова М., 1975.
  • ГОСТ 24027.2-80 Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла. М., 1999.
  • ГОСТ 13496.17-95 Корма. Методы определения каротина. М., 2011.
  • Минеев В.Г., Сычев В.Г., Амельянчик О.А., Болышева Т.Н., Гомонова Н.Ф., Дурынина Е.П., Егоров В.С., Едемская Н.Л., Карпова Е.А., Прижукова В.Г. Практикум по агрохимии /Под ред. В.Г. Минеева. М., 2001.
  • ГОСТ 30178-96 Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов. М., 1997.
  • Collins J.F., Klevay L.M. Copper. Advances in Nutrition, 2011, 2(6): 520-522 ( ).
  • DOI: 10.3945/an.111.001222
  • Kaiser C., Wernery U., Kinne J., Marker L., Liesegang A. The role of copper and vitamin A deficiencies leading to neurological signs in captive cheetahs (Acinonyx jubatus) and lions (Panthera leo) in the United Arab Emirates. Food and Nutrition Sciences, 2014, 5(20): 1978-1990 ( ).
  • DOI: 10.4236/fns.2014.520209
  • Hassanpour S., Maheri-Sis N., Eshratkhah B., Mehmandar F.B. Plants and secondary metabolites (Tannins): a review. International Journal of Forest, Soil and Erosion, 2011, 1(1): 47-53.
  • Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. М., 1974.
  • Andrade R.G. Jr., Dalvi L.T., Silva J.M. Jr., Lopes G.K., Alonso A., Hermes-Lima M. The antioxidant effect of tannic acid on the in vitro copper-mediated formation of free radicals. Archives of Biochemistry and Biophysics, 2005, 437(1): 1-9 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.abb.2005.02.016
  • Khathutshelo M.V., Mpumelelo N., Wonder N., Fhatuwani M.N. Effects of foliar spray application of selected micronutrients on the quality of bush tea. Horticultural Science, 2016, 51(7): 873-879 ( ).
  • DOI: 10.21273/hortsci.51.7.873
  • Santos R.M., Fortes G.A.C., Ferri P.H., Santos S.C. Influence of foliar nutrients on phenol levels in leaves of Eugenia uniflora. Revista Brasileira de Farmacognosia, 2011, 21(4): 581-586 ( ).
  • DOI: 10.1590/S0102-695X2011005000112
  • Araya M.М., Pizarro F., Olivares M., Arredondo M., González M., Méndez M. Understanding copper homeostasis in humans and copper effects on health. Biological Research, 2006, 39(1): 183-187 ( ).
  • DOI: 10.4067/S0716-97602006000100020
  • Napoli J.L. Vitamin A. Biochemistry and physiological role. In: Encyclopedia of human nutrition (second edition). Elsevier, Berkeley, CA, 2005: 339-347 ( ).
  • DOI: 10.1016/B0-12-226694-3/02280-8
  • Mistríková I., Vaverková S. Echinacea - chemical composition, immunostimulatory activities and uses. Thaiszia - Journal of Botany, 2006, 16: 11-26.
  • Zagumennikov V.B., Molchanova A.V., Babaeva E.Yu., Petrova A.L. Accumulation of ascorbic acid in fresh Echinacea purpurea plants and their processing products. Pharmaceutical Chemistry Journal, 2015, 48(10): 671-674 ( ).
  • DOI: 10.1007/s11094-015-1168-1
  • Osredkar J., Sustar N. Copper and zinc, biological role and significance of copper/zinc imbalance. Journal of Clinical Toxicology, 2011, 3: 1-18 ( ).
  • DOI: 10.4172/2161-0495.S3-001
  • Wang Y., Ou Y.L., Liu Y.Q., Xie Q., Liu Q.F., Wu Q., Fan T.Q., Yan L.L., Wang J.Y. Correlations of trace element levels in the diet, blood, urine, and feces in the chinese male. Biological Trace Element Research, 2012, 145(2): 127-135 ( ).
  • DOI: 10.1007/s12011-011-9177-8
  • Kumar R., Mehrotra N.K., Nautiyal B.D., Kumar P., Singh P.K. Effect of copper on growth, yield and concentration of Fe, Mn, Zn and Cu in wheat plants (Triticum aestivum L.). Journal of Environmental Biology, 2009, 30(4): 485-488.
  • Kaewchangwat N., Dueansawang S., Tumcharern G., Suttisintong K. Synthesis of copper-chelates derived from amino acids and evaluation of their efficacy as copper source and growth stimulator for Lactuca sativa in nutrient solution culture. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(45): 9828-9837 ( ).
  • DOI: 10.1021/acs.jafc.7b03809
  • Stepien A., Wojtkowiak K. Effect of foliar application of Cu, Zn, and Mn on yield and quality indicators of winter wheat grain. Chilean Journal of Agricultural Research, 2016, 76(2): 220-227 ( ).
  • DOI: 10.4067/s0718-58392016000200012
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp