4. Фитохимичен анализ на алкалоидното съдържание – използвани са следните методи: -
TLC (Berkov and Pavlov, 2004). -за скрининг на образци с високо съдържание на галантамин при полеви условия
-
HPLC (Ivanov et al., 2009) - за изпитване влиянието на различни въглеродни източници върху галантаминовото съдържание в in vitro култури
-
GC-MS анализ на алкалоиди (Berkov et al., 2004) за идентифициране на алкалоидите в in vitro материал и in vivo листа и луковици от различни популации.
-
GC-MS - Метаболитен анализ на изкуствено заразени in vitro луковички (Berkov et al., 2011), Статистическият анализ и графично оформление: Microsoft Excel 2007 и Minitab® 15.1.30.0. (2007 Minitab Inc)
РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ
Във връзка с изпълнението на поставените задачи са проведени експедиции през периода от 2004 до 2009 г. и са посетени 33 находища на блатно кокиче. В приложенията е представена карта с местонахожденията им. Описано е точното им местообитание и състояние на растенията. Взет е материал за бъдещи изследвания и е извършен оглед за намиране на индивиди с патогенни симптоми.
От повечето популации са взети листни проби за установяване съдържанието на галантамин в растенията . По-важните галантаминови находища са характеризирани и биометрично.
1.1 Състояние на естествените находища на блатно кокиче в България
Състоянието на естествените популации от блатно кокиче в България варира в отделните години и е в зависимост от климата и начина на използването им.
Повечето популации от вида се намират в границите на резервати или местообитанията им са обявени за защитени местности. Въведен е регулиран режим за ползване на 16 популации с икономическо значение, съгласно закона за биологичното разнообразие. Находищата са посетени през пролетта, в началото на вегетационният период със специално разрешение на Министерството на околната среда и водите.
Като цяло естествените находища на блатно кокиче в България са занемарени, като се изключат тези които се намират в резервати. Някои от тях продължават да намаляват размерите си поради засушаване или нерегламентирана селскостопанска дейност. Размерите на растенията в една и съща популация пряко зависи от степента на почвената влага, като при по-висока влажност те са по-високи и с по-голям брой листа.
1.2 Фитохимичен статус на естествените находища на блатно кокиче в България
Значението на една популция от блатно кокиче се определя от нейното алкалоидно съдържание. Определено е средното галантаминовото съдържание в повечето популации и е отчетена възможността за бърз скрининг при полеви условия за индивиди, богати на алкалоиди.
1.2.1Съдържание на галантамин в популациите
Резултатите от измереното съдържание на галантамин в листа и луковици чрез GC- MS метода са отразени на табл. 2. За анализ на средното съдържание на галантамин в листа за всяка популация е приготвена средна проба от смесени аликвотни проби от всеки индивид (20-30 за популация). С най-високо съдържание на галантамин в листата, измерен в % от сухото тегло са находищата разположени в района на Варна и Бургас (Ново Оряхово, Аркутино, Веселие и Ясна поляна), следвани от едно находище в Шумен - Осмар и едно в Пловдивско – Градина. Изследванията на Стефанов през 1989 г., посочват само три популации представляващи интерес - Аркутино, Веселие и Ясна поляна, което доказва съществуването на голямо вариране в популациите от галантаминов тип. Промените на климата през последните години водят до обособяването на нови райони с уникални условия за отглеждане на блатно кокиче - климатични, почвени и др. екологични фактории, влияещи върху оптималния биосинтез на галантамин. Това твърдение, а и посочените резултати показват най-подходящите микрорайони в които има висока биологична продуктивност на галантамин.
Табл. 2 Съдържание на галантамин в луковици и листа от блатно кокиче, събрани от естествените находища през 2009 г.
№
|
Находища
|
Листа
|
Луковици
|
gal(ug/g)
|
%DW
|
gal(ug/g)
|
%DW
|
1
|
Арчар
|
133,18
|
0,013
|
tr
|
2
|
Добри дол
|
60,28
|
0,006
|
43,98
|
0,004
|
3
|
Орсоя
|
830,93
|
0,083
|
32,34
|
0,003
|
4
|
Антимово
|
36,13
|
0,004
|
31,33
|
0,003
|
5
|
Белене
|
68,00
|
0,007
|
33,31
|
0,003
|
6
|
Ново оряхово
|
3070,70
|
0,307
|
1420,36
|
0,142
|
7
|
Горица
|
2155,14
|
0,216
|
2819,18
|
0,282
|
8
|
Кошарица
|
147,60
|
0,015
|
88,66
|
0,009
|
9
|
Кочово
|
1809,32
|
0,181
|
1257,56
|
0,126
|
10
|
Осмар
|
2584,81
|
0,258
|
1842,77
|
0,184
|
11
|
Кранево
|
380,09
|
0,038
|
122,36
|
0,012
|
12
|
Караджалово
|
2571,68
|
0,257
|
-
|
-
|
13
|
Чернозем
|
1057,77
|
0,106
|
755,84
|
0,076
|
14
|
Градина
|
3199,87
|
0,320
|
1256,72
|
0,126
|
15
|
Аркутино
|
3153,42
|
0,315
|
1039,92
|
0,104
|
16
|
Присад
|
2610,14
|
0,261
|
1898,11
|
0,190
|
17
|
Созопол
|
2650,15
|
0,265
|
1136,21
|
0,114
|
18
|
Лозенец
|
2613,70
|
0,261
|
794,98
|
0,079
|
19
|
Свиленград1
|
1423,55
|
0,142
|
2040,52
|
0,204
|
20
|
Свиленград2
|
1660,97
|
0,166
|
1338,35
|
0,134
|
21
|
Коневец
|
2174,75
|
0,217
|
1443,50
|
0,144
|
22
|
Любимец
|
1947,28
|
0,195
|
1238,96
|
0,124
|
23
|
Елхово
|
1897,11
|
0,190
|
448,35
|
0,045
|
24
|
Бисер
|
1776,49
|
0,178
|
1651,87
|
0,165
|
25
|
Веселие
|
3304,22
|
0,330
|
849,42
|
0,085
|
26
|
Ясна поляна
|
4215,02
|
0,422
|
1362,20
|
0,136
|
27
|
Палаузово
|
2702,57
|
0,270
|
1341,90
|
0,134
|
28
|
Блатец
|
1504,64
|
0,150
|
1325,66
|
0,133
|
29
|
Ямбол
|
1489,07
|
0,149
|
1738,90
|
0,174
|
1.2.2 Скрининг на образци с високо съдържание на галантамин чрез тънкослойна хроматография.
Направен е бърз скрининг на съдържанието на галантамин в листа на образци от блатно кокиче от няколко различни популации. Анализът е направен чрез метода на тънкослойната хроматография. Популациите са: Аркутино(Ар) - 150 индивида; Ясна поляна (Яп) - 100 индивида; Кочово (Кч) -20 индивида; Осмар (Ос) - 20 индивида и Тутракан(Тн) -5 индивида.
Установено е, че популациите Аркутино и Ясна поляна (фиг.1) са сравнително хомогенни по отношение на алкалоидния им профил и съдържанието на галантамин в листата. В популация Аркутино количеството му варира от 0.13 mg/g FW до 0.63 mg/g FW. В популация Ясна поляна вариациите са между 0.17 mg/g FW до 0.55 mg/g FW. Средните стойности изчислени за двете популации са 0.35 mg/g FW и 0.33 mg/g FW, съответно за Аркутино и Ясна поляна.
При останалите популации са установени различия между индивидите от една популация. На TLC плаките с проби от Кочово и Осмар (фиг.2) се виждат разлики в алкалоидните им профили. При популация Осмар доминиращият алкалоид е галантамин, но се забелязва и друг алкалоид, присъстващ при всички проби, в различни концентрации. Образци от популация Кочово показват различия в алкалоидния профил. При повечето от тях галантаминът е доминиращ, но при някои се наблюдава друг основен алкалоид.
При образците от попуация Тутракан се наблюдава друг алкалоид като доминиращ (петната са доста по-високо от галантаминовите стандарти) (фиг.3). Очевидно първият образец е много по-различен от останалите по алкалоиден профил. Едниствено при него има забелажимо петно с Rf стойност като на галантаминовите стандарти.
Фиг. 1 TLC плаки с част от резултатите, получени при анализ на листа от блатно кокиче от популации Аркутино (ляво) и Ясна Поляна (дясно). Cъс стрелки са означени пробите, селектирани за анализ с GC-MS.
Фиг. 2 TLC плаки с резултатите, получени при анализ на листа от блатно кокиче от популации Осмар (ляво) и Кочово.Cъс стрелки са означени пробите, селектирани за анализ с GC-MS.
Фиг.3. TLC плака с резултатите, получени при анализ на листа от блатно кокиче от популация Тутракан. Cъс стрелки са означени пробите, селектирани за анализ с GC-MS.
На избрани образци (обозначени със стрелки на ТLC плаките), фенотипно различни, богати и бедни на галантамин или с различен алкалоиден профил е направен пълен алкалоиден профил чрез GC-MS. Резултататите са представени на табл.3.
При този анализ са установени и много други алкалоиди, които не са в достатъчна концентрация, за да бъдат визуализирани при тънкослойната хроматография.
Табл.3 Алкалоиден профил на избрани индивиди от различни популации на Leucojum aestivum
Алкалоиди
|
Ар12
|
Яп223
|
Кч2
|
Kч10
|
Kч16
|
Oс13
|
TH1
|
TH2
|
Исмин
|
|
|
|
|
|
|
0.6
|
0.9
|
Трисферидин
|
|
|
|
|
0.6
|
|
2.4
|
2.2
|
Галантамин
|
91,5
|
92,5
|
88.7
|
2.7
|
96.4
|
92.9
|
42.3
|
1.5
|
A-109
|
|
|
|
9.6
|
|
|
0.2
|
0.2
|
Сангвинин
|
|
|
|
|
0.1
|
|
0.2
|
|
Епигалантамин
|
|
|
1.0
|
|
0.1
|
0.1
|
|
|
Нарведин
|
2,4
|
2,9
|
0.9
|
|
0.6
|
0.9
|
0.2
|
|
Анхидроликорин
|
|
|
0.9
|
25.0
|
|
1.2
|
0.1
|
|
6-Дезокситазетин
|
|
|
|
|
|
|
0.5
|
0.1
|
3-O-Ацетилгалантамин
|
|
|
|
|
0.1
|
|
|
|
11,12-Дехидроанхидроликорин
|
0,5
|
|
4.3
|
32.5
|
0.6
|
2.4
|
0.5
|
0.3
|
Тазетин
|
|
|
|
|
|
|
0.4
|
2.4
|
Ликорин
|
0,1
|
|
0.4
|
29.1
|
0.1
|
2.6
|
0.3
|
0.3
|
Хомоликорин
|
|
|
3.2
|
|
0.6
|
|
42.7
|
87.0
|
8-O-Десметилхомоликорин
|
|
|
|
|
|
|
9.5
|
5.2
|
Епимакронин
|
|
|
|
|
|
|
0.04
|
|
N-Формилгалантамин
|
0,1
|
0,1
|
0.6
|
|
0.8
|
0.1
|
|
|
Апогалантамин
|
4,2
|
1,5
|
|
|
|
|
|
|
Галантаминов тип
|
0,6
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
Норгалантамин
|
0,6
|
2,5
|
|
|
|
|
|
|
Стойностите на всяко едно вещество представлява неговия процент от тоталния йонен поток на алкалоидната смес.
1.3 Фитопатологичен статус на естествените находища от блатно кокиче в България
При нашите посещения в дивите популации на блатно кокиче не успяхме да намерим растения с видими патогенни симптоми. Възможна причина за това е, че растенията са развили естествен имунитет през годините към местните почвени микроорганизми. Някои от събраните растения са рекултивирани в изкуствено насаждение и в оранжерия, за да могат да бъдат използвани по-късно. Именно при някои от тях са открити болестни симптоми след година култивииране при нови условия .
Сподели с приятели: |