Содержание эфирных масел в растениях шалфея лекарственного в зависимости от спектрального состава света в условиях светокультуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Шалфей является ценной лекарственной культурой. В связи с необходимостью получения экологически безопасной продукции на фоне загрязнения окружающей среды, а также климатическими зональными ограничениями при выращивании в открытом грунте, культивация растений может быть организована в условиях светокультуры. Применение в качестве искусственных источников оптического излучения светодиодов и натриевых ламп высокого давления (НЛВД) требует разработки специальных световых режимов выращивания («световых рецептов»).

Цель работы – изучить действие оптического излучения разного спектрального состава на качественный и количественный состав компонентов эфирного масла шалфея для оптимизации выращивания в условиях полной светокультуры.

Материал и методы. Растения шалфея обыкновенного (Salvia officinalis L.) сорта Кубанец выращивали в вегетационном опыте в контролируемых условиях полной светокультуры в отсутствие естественного света. В качестве стандарта для облучения использовали НЛВД, белые светодиоды (СДб), а также узкополосные светодиоды с излучением в красной и синей областях (СДк и СДк+с соответственно) фотосинтетически активной радиации. Количество и компонентный состав эфирного масла в составе выращенной биомассы исследовали методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии.

Результаты. Оценка качественного и количественного состава экстрактивных веществ шалфея показала значительные различия в динамике накопления компонентов в течение всего периода наблюдений. Так, относительное содержание доли 1,8-цинеола с 58-го по 110-й день возрастало, а α- и β-туйона – уменьшалось (исключение –вариант выращивания с использованием СДк). Содержание доли камфоры в составе масла с 58-го день по 110-й уменьшалось под всеми источниками облучения.

Выводы. Качественный и количественный состав целевых компонентов эфирного масла зависит не только от возраста растений шалфея, но и от спектрального состава света источников оптического излучения. Наряду с высокими эксплуатационными и экономическими показателями светодиодов (долгий срок службы, малое тепловыделение, сниженные затраты электроэнергии на получение единицы биомассы), учет данных факторов позволяет повысить рентабельность светокультуры шалфея, в частности при выращивании в вертикальных теплицах.

Об авторах

А. С. Иваницких

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: alinena@yandex.ru

мл. науч. сотрудник

Россия, Москва

И. Г. Тараканов

Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева

Email: alinena@yandex.ru

д.б.н., профессор, кафедра физиологии растений, Институт агробиотехнологий

Россия, Москва

Список литературы

  1. Abu-Darwish M., Cabral C., Ferreira I., Gonçalves M., Cavaleiro C., Cruz M., Albdour T., Salgueiro L. Essential Oil of Common Sage (Salvia officinalis L.) from Jordan: Assessment of Safety in Mammalian Cells and Its Antifungal and Anti-Inflammatory Potential. Biomed Res Int. 2013.
  2. Perry N., Anderson R., Brennan N., Douglas M., Heaney A., McGimpsey J., Smallfield B. Essential oils from Dalmatian sage (Salvia officinalis L.): variations among individuals, plant parts, seasons, and sites. Agric Food Chem. 1999; 47(5): 2048–2054.
  3. Croteau R., Karp F. Biosynthesis of monoterpenes: partial purification and characterization of 1,8-cineole synthetase from Salvia officinalis. Arch Biochem Biophys. 1977; 179(1): 257–265.
  4. Croteau R., Karp F. Biosynthesis of monoterpenes: hydrolysis of bornyl pyrophosphate, an essential step in camphor biosynthesis, and hydrolysis of geranyl pyrophosphate, the acyclic precursor of camphor, by enzymes from sage (Salvia officinalis). Arch Biochem Biophys. 1979; 198(2): 523–532.
  5. Croteau R., Karp F. Biosynthesis of monoterpenes: preliminary characterization of bornyl pyrophosphate synthetase from sage (Salvia officinalis) and demonstration that Geranyl pyrophosphate is the preferred substrate for cyclization. Arch Biochem Biophys. 1979 б; 198(2): 512–522.
  6. Figueiredo A., Barroso J., Pedro L., Scheffer J. Factors affecting secondary metabolite production in plants: volatile components and essential oils. Flavour and Fragrance Journal. 2008; 23(4): 213–226.
  7. Li Y., Craker Lyle E., Potter T. Effect of light level on essential oil production of Sage (Salvia officinalis) and Thyme (Thymus vulgaris). Acta Horticulturae. 1996; 426: 419–426.
  8. Burbott A., Loomis W. Effects of light and temperature on the monoterpenes of peppermint. Plant Physiol. 1967; 42(1): 20–28.
  9. Коваленко Н. А., Супиченко Г. Н., Леонтьев В.Н., Шутова А.Г., Кулинчек А.И. Компонентный состав эфирного масла Salvia officinalis L. из растительного сырья Республики Беларусь. Труды БГТУ. Серия IV. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2010: 34–38
  10. Grausgruber-Groger S., Schmiderer C., Steinborn R., Novak J. Seasonal influence on gene expression of monoterpene synthases in Salvia officinalis (Lamiaceae). Journal of Plant Physiology. 2012; 169(4): 353–9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры оптического излучения использованных в опыте облучателей: а – НЛВД, б – СДб, в – СДк+с, г – СДк

Скачать (151KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Растения шалфея сорта Кубанец в возрасте 58 дней в вариантах выращивания: 1 – СДк, 3 – НЛВД, 4 – СДб, 5 – СДк+с

Скачать (295KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Хроматограмма с временами выхода компонентов эфирного масла шалфея лекарственного, выращенного при облучении СДк+с в возрасте 110 дней: 4.411 – α-пинен, 4.625 – камфен, 5.011 – β-пинен, 5.135 – β-мирцен, 5.723 – лимонен, 5.775 – 1,8-цинеол (эвкалиптол), 6.592 – линалоол, 6.873 – α-туйон, 7.028 – β-туйон, 7.474 – камфора, 7.765 – борнеол, 9.451 – борнилацетат, 9.732 – ацетат пинокарвиола, 10.211 – бурбонен, 11.316 – кариофиллен, 11.479 – веридифлорол, 11.680 – гумулен, 11.753 – эйкозан, 12.785 – силинен, 13.334 – гексадекан (внутренний стандарт), 13.460 – оксид гумулена

Скачать (57KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».