Особливості генеративного розвитку та динаміки накопичення аскорбінової кислоти в листках і суцвіттях тетраплоідной Ромашки аптечної
Дипломна робота
ЗМІСТ
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
Глава 1. Огляд літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .6
1. Біологічні особливості Ромашки аптечної
(Matricaria recutita L.) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .6.
1.1. 1. Ботанічний опис Ромашки аптечної
(Matricaria recutita L.) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .6
1.1. 2. Відмінні ознаки видів роду Matricaria, генетичні типи Ромашки аптечної ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 7
1.1.3. Екологія та ареал розповсюдження Ромашки аптечної ... .. ... 9
1.1.4. Культивування Ромашки аптечної ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 10.
1.1.5. Збір, сушіння, зберігання лікарської сировини ... ... ... ... ... ... 11
Ромашки аптечної ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Біохімічний склад Matricaria recutita L ... ... ... ... ... .... ... 13
3. Фармакологічекіе властивості і медичне застосування
Ромашки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 14
4. Вміст аскорбінової кислоти, її роль для живих організмів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
1.4.1. Хімічна будова і властивості аскорбінової кислоти .... 15
2. Особливості синтезу аскорбінової кислоти в рослинному організмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
3. Значення аскорбінової кислоти для рослин і тварин ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 20
Глава 2. Методика дослідження ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
Глава 3. Едафо-кліматічекіе погодні умови району дослідження ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
Глава 4. Результати досліджень ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .. 32
4.1. Фенологічекіе дослідження Ромашки аптечної в умовах Удмуртії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
4.2. Вплив зовнішніх факторів на генеративний розвиток
Matricaria recutita L в 1999 - 2000 р.р ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .38
4.3. Динаміка врожайності Ромашки аптечної в залежності від погодних умов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .44
4.4. Динаміка накопичення аскорбінової кислоти в листках і суцвіттях Ромашки аптечної в 1999 - 2000 р.р ... ... ... ... ... ... .49
Висновки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .57
Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 59
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... 64
Введення
Протягом багатьох тисячоліть людина шукала в природі зцілення відрізних захворювань, використовуючи комори природи, її зелене багатство --трави.
У глибоку давнину люди, не знаючи властивостей рослин, зверталиувагу на форму листя, квітів, встановлювали зв'язок з захворюванням тогоабо іншого органу. Більшість рослин, лікувальні властивості якихвизначали таким чином, чи не чинили ніякого дії, або приносилишкоду (Носаль, 1960).
Однак, розпізнавання рослин і вживання їх при різнихзахворюваннях призвело до відкриття дійсно цілющих рослин, багато зяких є лікарськими (Рабинович, 1989).
Одним з таких рослин є Ромашка аптечна (Matricariarecutita L.).
Свій титул "лікарська" Ромашка виправдовує сповна. Її цілющасила відома людям з античних часів. Високий був авторитет рослини усередньовічних аптекарів. Але в наступні століття - XVIII і XIX - слава Ромашкипомеркла. Про неї згадали тільки в наше століття, коли хімічним аналізомвдалося встановити великий склад її Целян сполук (Стриж, 1979). УНині Ромашка включена до фармакопеї в понад 26 країнах
(Рабинович, 1989).
Оскільки основна лікарська сила аптечної Ромашки укладена вквітках, їх і заготовляють для медичних цілей (Стриж, 1979).
Потреба у сировині дикоростучої Ромашки аптечної постійно зростає, щопризводить до швидкого виснаження природних ресурсів цієї цілющої трави
(Бузанов, 1987). Тому здійснюються роботи по інтродукції рослини врізні регіони. Так як Ромашка аптечна відрізняється гарною схожістюнасіння і невибагливістю, вона легко приживається в нових місцях проживання
(Стриж, 1979).
В Удмуртії цей вид вважається заносним і зустрічається лише в невеликихкількостях, тому в "дикому" вигляді не може служити джереломлекарстренного сировини (Баранова та ін, 1992). Виходом з цього становищаз'явилася спроба інтродукції Ромашки в Удмуртії.
Перші досліди з вивчення Ромашки почалися в 1997-1998 роках. У 1999 -
2000 роках було продовжено вивчення Ромашка.
Метою нашого дослідження було вивчення особливостей генеративногорозвитку та впливу факторів зовнішнього середовища на накопичення біологічноактивних речовин Ромашки аптечної в умовах Удмуртії.
Глава 1. Огляд літератури
1.1.Біологіческіе особливості Ромашки аптечної (Matricaria recutita
L.).
1. Ботанічний опис Ромашки аптечної
(Matricaria recutita L.).
Ромашка аптечна (Matricaria recutita L.) відноситься до відділу квітковіабо покритонасінні - Magnoliophita або Angiospermae; сімействаскладноцвітні - Asteraceae (Маєвський, 1964).
Видове назва - Matricaria chamomilla (recutita) походить відгрецьких слів chamai - низький і mellon - яблуко, що характеризує низькийріст трави і притаманний квітки запах, що нагадує яблучний (Гаммерман,
Кадан, 1984); recutita походить від латинського recutitas (гладкий, голий)у зв'язку з відсутністю у рослини опушування (Рабинович, 1989). Пліній описавїї під назвою "chameleon" (Гаммерман, Кадан, 1984). Впершеботанічна назва - Matricaria дав німецький ботанік Галлер. На Русі церослина стало відомо у XVIII столітті (Рабинович, 1989).
Ромашка аптечна - однорічна невисока (до 35 см), трав'янистарослина (рис. 1, (А)). Стебла заввишки 10-60 см, гіллясті від підстави і всуцвітті борозчатие, порожні. Лстья чергові, в обрисах довгасті,довжиною 2-5 см і шириною 0,5-1,8 см, сидячі, при основі кількарозширені, дваждиперісторассеченние на вузькі лінійні або ниткоподібні часткиз коротким вістрям на верхівці. Квіткові кошики сидять поодиноко надовгих квітконіжках (Гаммерман, Кадан, 1984). Квіти зібрані в пухкещитовидної-волотисте складне суцвіття, довжина осей якого коливається вмежах 1,2-6,5 см. Кошики до 1,5 см в діаметрі із порожнім голимКвітколоже, на початку цвітіння напівкуляста, а пізніше подовжено -конічним (Чиков, 1989). Загальна обгортці кошики черепітчатая. Листочкиобгортці багаторядні, тупі, жовтувато-зелені. Крайові маточкові квітидовжиною 8-14 мм, шириною 2,5-3 мм з білим кущ язичкові віночкомчислом від 12-17 в кошику. Серединні квітки двостатеві, жовті, трубчасті,чашечки немає, віночок пятізубчатий. Квітколоже конічне, голе, без плівок іщетинок, всередині порожнє. Сухі кошики мають діаметр, що дорівнює 5-8 мм. Плоди --сім'янки, завдовжки 1-2 мм і шириною 0,2-0,3 мм, з боків стислі, без чубчикаабо з ледь помітною, зазубленої коронкою замість нього, буро-зеленогокольору (Губанов и др., 1987).
2. Відмінні ознаки видів роду Matricaria, генетичні типи
Ромашки аптечної.
Коли говорять про Ромашку, то згадують найчастіше Поповнік або Ні -вянік звичайний (Leucanthemum vulgare Lam.). Він схожий на Ромашкуаптечну, але більшими. Квіткові кошики Нівяніка в 2-3 рази більше, ніжкошики Ромашки. Квіти без запаху. Квітколоже плоске, щільне, зовні? ен), а з кислотних фракцій виділена капріновая кислота (Коновалова,
Рибалко, 1982).
Ефірне масло локалізується в листках і квітах Ромашки. Змістефірної олії в листках становить від 0,07-0,14%, у той час як усуцвіттях Ромашки аптечної воно досягає 0,1-0,5% (Лікарськікошти ..., 2000).
У Ромашці аптечної містяться також до одинадцяти речовинфлавоноїдної природи (апігенін, патулітрін і т. д.). Зміст сумифлавоноїдів у суцвіттях Ромашки складає 6-7%. У квіткових кошиках
Ромашки аптечної виявлено чотири речовини кумаринового природи
(Коновалова, Рибалка, 1982), а також фітостерини, холін, каротин, гліцеридижирних кислот, вітаміни "B", "K" і "C", нікотинова і саліцилової кислоти,слизу, камеди, цукру (Мішин, 1978).
Лікувальна дія Ромашки аптечної обумовлено комплексомщо містяться в ній перерахованих біологічно активних речовин
.
3. Фармокологіческіе властивості і медичне застосування
Ромашки.
Початку вивчення фармокологіческіх властивостей Ромашки аптечної булопокладено в 1927 році, в результаті яких було встановленопротизапальну дію відвару суцвіть Ромашки, обумовленевмістом у них ефірного масла. Надалі було виявлено, що настійсуцвіть Ромашки аптечної надає різнобічно лікувальну дію наорганізм людини. При різних захворюваннях його застосовують яккровоспинний, антисептичну, заспокійливу, протисудомну,потогінний, жовчогінну та протиалергічний засіб. Ромашку аптечнувикористовують для лікування гострих і хронічних гастритів, виразки шлунка,колітів (Пастушенко, 1989), застосовують як слабкого мягчітельного івідхаркувальний засіб при захворюваннях органів дихання, призначають припорушення роботи нервової системи (Ладиніна, 1987).
Родове назва ( "маткова трава") надано по застосуванню від "жіночих"хвороб (Гаммерман, Кадан, 1984). Є відомості про позитивнийдії Ромашки аптечної при хворобах матки, а ромашки та деревію --при маткових кровотечах (Соколов, Замотаєв, 1987). Настій суцвіть
Ромашки зменшує бродильні процеси, знімає спазми кишечнику і набрякслизової оболонки шлунка (Пастушенко, 1989). Відваром суцвіть Ромашкиаптечної обполіскують голову після миття для додання волоссю золотистоговідтінку (Губанов и др., 1987).
Докладне вивчення хімічного складу Ромашки аптечної призвело достворення сумарних препаратів з постійним вмістом діючих речовин.
У ряді країн препарати Ромашки є постійною складовою частиноюасортименту лікарських засобів - це каміллозан, ромазулан, 'камілкамасло "та ін (Любарцева, Соколова, 1985).
4. Вміст аскорбінової кислоти, її роль для живих організмів.
1. Хімічна будова і властивості аскорбінової кислоти.
Вітаміни - це життєво необхідні органічні сполуки, яків невеликих кількостях постійно потрібні для нормального перебігубіохімічних реакцій в організмі (кулі, 1994). Вітаміни були відкриті в
1880 російським ученим Н. І. Луніним. Вони належать до групи порівнянонизькомолекулярних органічних сполук різного хімічної будови
(Лебедєв, 1988).
Вченими описано більше 50 вітамінів і вітаміноподібна речовин. Зцієї кількості 20 вітамінів людина повинна отримувати неодмінно. Середних на першому місці стоїть вітамін "C" (аскорбінова кислота) (кулі,
1994)
Вперше вітамін "С" був виділений російським ученим Безсонова із соку капустив 1922 році (Карабанов, 1977). Угорський вчений Сент-Гіоргі виявив, щоодержаний ним препарат вітаміну "С" є гексуронових кислотою. У зв'язкуз фізіологічним дією вітаміну "С" він отримав нову назву --аскорбінова кислота (АК). Структуру цього вітаміну майже одночаснорозшифрували англійські вчені Ейлер і Хирста, німецький дослідник Міхель
(Колотилова, Глушанков, 1976).
Аскорбінова кислота являє собою безбарвні кристали і маєемпіричну формулу (С6Н8О6), молекулярну масу 176 і в хімічномувідношенні являє собою лактон-2 ,3-діенол-1-гулоновой кислоти
(Кретович, 1971).
У кристалічній формі аскорбінова кислота стійка. У воднихрозчинах швидко втрачає свою біологічну активність, особливо вприсутності повітря і слідів металу (Кудряшов.1948). Аскорбінова кислотає одноосновний кислотою, що дає солі типу С6Н7О6М. Вона легкорозчиняється в метиловому спирті, але у вищих спиртах майже не розчинна
(Кретович, 1971).
Вітамін "C" - близьке до цукру з'єднання з сильнимивідновлювальні властивості (Гребінський, 1975). На відміну від усіх іншихвітамінів, вітамін "C" найбільш нестійкий і легко руйнується (Букін, 1982).
Наявність у молекулі цього вітаміну, так званої діенольной угруповання,обумовлює рухливість двох атомів водню. При втраті їх, тобтоокисленні, аскорбінова кислота переходить у дегідроаскорбінову кислоту
(ДГАК) (Карабанов, 1977).
Якщо окислення не було глибоким, аскорбінова кислота знову можебути повернена у вихідну форму. Обидві форми (власне АК і ДГАК)біологічно активні, тільки друга менш стійка.
Переходи (АК ДГАК) здійснюються різними ферментами.
Аскорбінова кислота окислюється при дії аскорбаторедуктази,пероксидази, поліфенолоксідази. Дегідроаскорбінової кислотавідновлюється за участю аскорбаторедуктази (Гребінський, 1975). Середумов, що впливають на швидкість окислення аскорбінової кислоти, крімкаталізаторів, дуже важливу роль відіграє реакція середовища: вітамін "C"щодо більш стійкий в кислому реакції середовища, малоустойчів внейтральною і надзвичайно швидко розпадається в лужному (Матусіс, 1975).
Аскорбінова і дегідроаскорбінової кислоти відносяться до так званоївільної аскорбінової кислоти. Відома ще її пов'язана форма --аскорбіген. Це стійке до окислення речовина, що має майжеполовинній активністю відновленої аскорбінової кислоти
(Карабанов, 1977). Природа і функції зв'язаної форми аскорбінової кислотизнаходяться в процесі вивчення (Кретович, 1971).
2. Особливості синтезу аскорбінової кислоти в рослинному організмі.
У рослинах, так само як і в організмі людини і тварин, вітаміниповодяться вельми активно.
Якщо людина і тварини пристосувалися одержувати готові вітаміни зрослин, то рослинам доводиться синтезувати їх з простих сполук.
Для цього в ході еволюції вони освоїли складні біохімічні реакції, що йдутьз використанням сонячної енергії (кулі, 1994).
Синтез вітамінів і їх накопичення відбувається вже при проростаннінасіння. У покояться насінні вітамін "C" не виявляється, а при їхпроростанні вони стають справжніми коморами цього "джерела здоров'я".
Найбільше вітаміну "C" синтезується в листках рослин, особливона сонячній стороні. У період підготовки до цвітіння кількістьаскорбінової кислоти досягає максимуму. Під час цвітіння таплодоутворення в земних частинах рослин вітаміну "C" стає всеменше і менше, він накопичується в бутонах, кольорах, зав'язях і плодах.
Дозрілі плоди, як правило, найбільш багаті вітаміном "C" (Овчаров,
1955).
Синтез аскорбінової кислоти йде з використанням сонячної енергії.
Тому інтенсивність утворення вітамінів в рослинах підпорядковуєтьсявідомим принципом: чим більше світла і тепла, тим більше "молекул життя".
Вже давно встановлено, що в роки з невеликою кількістю сонячних променіввміст вітаміну "C" знижене. На швидкість синтезу та збереженняаскорбінової кислоти в рослинах позитивно впливає оптимальназабезпеченість їх водою, мінеральними й органічними поживнимиречовинами (Овчаров, 1969).
Відомі такі типи освіти аскорбінової кислоти в рослинах:
1) світлової, тобто залежний від фотосинтезу тип освіти її в земних листках;
2) незалежний від світла синтез її в проростає насінні;
3) незалежний від світла, так званий травматичний синтез в поранених органах (Карабанов, 1977).
Багато дослідників вважають , що аскорбінова кислота в організмі рослин синтезується за рахунок цукрів. Проте, питання про конкретну формі цукру, з якого вона синтезується і шляхи його перетворення як і раніше не ясний. Одні автори вважають, що аскорбінова кислота утворюється в тканинах рослин при найближчій участі маннози; інші - з глюкози; третій вважають, що синтез вітаміну "C" в однаковій мірі стимулюється як моно -, так і дісахарамі (Єгоров, 1954). В даний час преполагают, що аскорбінова кислота синтезується в рослинах з Д-глюкози і Д-галактози незалежними шляхами. При утворенні аскорбінової кислоти з Д-галактози йдуть такі реакції:
При утворенні аскорбінової кислоти з Д-глюкози використовується (--гулоновая кислота, яка утворюється з глюкуроновою кислоти (Гребінський, 1975):
Людина та інші примати не здатні синтезувати аскорбіновукислоту. Джерелом що надходить з їжею вітаміну "C" служать рослиннітканини (Гудвин, Мерсер, 1986).
3. Значення аскорбінової кислоти для рослин і тварин.
Можливості вітаміну "C" складні і багатогранні. Він неодміннийучасник біосинтезу білків в організмах тварин, перш за все колагену іеластину, які забезпечують міцність і еластичність кісток, хрящів.
Аскорбінова кислота бере участь в окисно-відновних процесах,що відбуваються в тканинах, знешкодження токсичних речовин, біосинтезігормонів та інших необхідних для організму речовин. Вітамін "C" бере участьв освоєнні тваринним організмом поживних речовин з їжі, у тому числірізних вітамінів і мінеральних речовин. Аскорбінова кислота євнутрішньої "швидкою допомогою" при застудах, забезпечуючи високий рівеньзахисних сил проти хвороботворних мікробів та підвищує опірністьорганізму до нервово-психічним навантаженням. Без неї неможливо одужанняорганізму від ран, запальних процесів, виразки шлунка,кишечника. Вітамін "C" підвищує адаптаційні можливості таопірність організму до несприятливих дій.
Коли потреба у вітаміні "C" задовольняється не повністю,виникає його недостатність-гіповітаміноз. В умовах більшого дефіцитурозвивається авітаміноз (цинга). Добова потреба в аскорбінової кислотистановить 50-100 мг.
Потреба у вітаміні "C" в основному задовольняється за рахунокАналізи на аскорбінову кислоту робили тітролітріческім методом за
Б. П. Плешкова (1968). Даний метод заснований на здатності аскорбіновоїкислоти відновлювати в кислому середовищі індикатор синього кольору 2,6 --діхлорфеноліндофенола до лейкоформи.
5. Обробка даних була проведена методом дисперсійного ана -лізу за Б. А. Доспехова (1979).
Глава 3. Едафо-кліматичні погодні умови району дослідження.
Клімат Удмуртії - помірно-континентальний з тривалою холодноїзимою і коротким теплим літом. У літню пору зрідка спостерігаєтьсянадходження з півдня і південного сходу дуже теплих повітряних мас, з якимипов'язаний посушливий жаркий період.
Загальна тривалість холодного періоду (з температурами нижче 0 (С) становить
165-175 днів. Тривалість теплого періоду (з температурою більше 0 (С)
- 190-200 днів (агрокліматічний довідник, 1974).
Основними кліматичними факторами, що визначають умови росту ірозвитку є тепло і волога. Так як сприятливі умови рослинскладаються при середніх температурах повітря 10-25 (С, томутеплозабезпечення території прийнято оцінювати сумою позитивнихтемператур вище 10 (С за період активної вегетації (124 - 133 дні), якав межах республіки змінюється від 1500 (С на півночі до 2100 (С на півдні
(Агрометеорологічні умови ..., 1978).
За характером зволоження Удмуртія відноситься до зони з нестійкимзволоженням, де випаровування нерідко перевищує кількість опадів ібувають посухи.
Середня річна сума опадів коливається в межах 450 - 550 мм. Завегетаційний період випадає 250 - 300 мм опадів.
Ботанічний сад УДГУ, на території якого проводилисядослідження, знаходиться на північній околиці м.Іжевськ. За географічнимположенням і кліматичними умовами він відноситься до найбільш теплому третійагрокліматичного району, що включає південну половину Удмуртії
(Агрокліматічний довідник, 1974).
Грунт на території Ботанічного саду дерново-суглинистих, замеханічним складом легко-суглинистих з нейтральною реакцією середовища
(pH = 6,2 - 6,5). Вона характеризується низьким вмістом обмінного калію (6,5
- 9,6 мг/100 грунту) і рухомого фосфору (5,5 - 9,0 мг/100 грунту), гарноюобмінної (32,9 - 37,2 мг -екв/100г грунту) і гідролітичною кислотністю
(0,95 - 1,41 мг -екв/100г грунту), середньою кількістю гумусу (3,63 - 5,28%)
(Прик.1).
Весна 1999 - 2000р.р. характеризувалася температурою на 5 (С нижчесередніх багаторічних даних і великою кількістю опадів (пріл.2, рис.3,
4). Особливо холодними були I та II декади травня, коли температура падала до
5 - 6 (С, а кількість опадів збільшувалася (пріл.2, рис.3, 4).
Початок літа, тобто червень 1999 року, було теплим, але сухим. У I і IIдекаду червня температура коливалася в межах 14 - 16 (С, у III декадучервня відбулося підвищення температури до 21,8 (С (пріл.2, рис.3).
Весь наступний місяць температура трималася на досить високомурівні (пріл.2, рис.3). У серпні 1999 року температура знизилася істановила 14 - 17 (С (рис.3).
Характер розподілу опадів за літо 1999 року був нерівномірним
(рис.4). Самим зас
