Показатели функционирования антиоксидантной системы растений рода Artemisia на разных фенофазах в условиях Западного Забайкалья

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Активные формы кислорода (АФК) обезвреживаются компонентами универсальной, т. е. действующей в ответ на гетерогенные стресс-факторы, антиоксидантной системы (АОС). На примере двух видов полыней с разными жизненными формами — ксеропетрофитного степного полукустарничка Artemisia frigida и мезофитного травянистого сорного одно-двулетнего растения Artemisia scoparia показаны особенности функционирования АОС в условиях семиаридных территорий. В условиях постоянно действующих или периодически повторяющихся сочетаний избыточной температуры и света, а также стресса, вызванного засухой, низкомолекулярные соединения могут дополнять функциональные роли антиоксидантных ферментов. Показано, что растения A. frigida, подвергающиеся циклически повторяющимся неблагоприятным периодам, накапливают в тканях преимущественно монотерпеноиды, а A. scoparia, “переживающие” однократно — сесквитерпеноиды. A. scoparia отличает более высокое содержание полифенольных соединений и флавоноидов, свидетельствующее об их постоянном участии в антиоксидантной защите.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Жигжитжапова

ФГБУН Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhig2@yandex.ru
Россия, Улан-Удэ

Е. П. Дыленова

ФГБУН Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук; ФГБОУ ВО “Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В. Р. Филиппова”

Email: zhig2@yandex.ru
Россия, Улан-Удэ; Улан-Удэ

Д. Б. Гончарова

ФГБУН Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук

Email: zhig2@yandex.ru
Россия, Улан-Удэ

Список литературы

  1. Ryu H.W., Song H.H., Kim K.O., Park Y.J., Kim D.Y., Kim J.H., Oh S.R. Secondary metabolite profiling and modulation of antioxidants in wild and cultivated Euphorbia supine // Ind. Crops Prod. 2016. V. 89. P. 215–224. http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.05.011
  2. Silina E.V., Tabalenkova G.N., Golovko T.K. Lipid peroxidation rates, hydrogen peroxide content, and superoxide dismutase activity in leaves of a facultative CAM plant Hylotelephium triphyllum (Haw.) holub and a C3 plant plantago media L. under natural environmental conditions // Russ. J. Plant Physiol. 2021. V. 68. P. 754–762. https://doi.org/10.1134/S102144372104018X
  3. Намзалов Б.Б., Жигжитжапова С.В., Дубровский Н.Г., Сахьяева А Б., Раднаева Л.Д. Полыни Бурятии: анализ разнообразия, эколого-географических особенностей и хемотаксономии секции Abrotanum // Acta Biologica Sibirica. 2019. Т. 5. С. 178–187. https://doi.org/10.14258/abs.v5.i3.6589
  4. Аненхонов О.А. Определитель растений Бурятии. Улан-Удэ: ОАО “Республиканская типография”. 2001. 672 с.
  5. Береснев И.А. Климаты аридной зоны Азии. Москва: Наука, 2006. 287 с.
  6. Белодубровская Г.А., Гончаров М.Ю., Жохова Е.В., Крупкина Л.И., Мистрова А.А., Надель. Н.Н., Повыдыш, М.Н., Пряхина Н.И., Скляревская Н.В., Соколова И.В., Теслов, Л.С., Харитонова Н.П., Яловлев, Г.П. Большой энциклопедический словарь лекарственных растений, 3-е изд. СПб: Общество с ограниченной ответственностью Издательство “СпецЛит”, 2015. 759 с.
  7. Борисова Г.Г., Малева М.Г., Некрасова Г.Ф., Чукина Н.В. Методы оценки антиоксидантного статуса растений // Ответственный ред. Н.В. Чукина. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2012. 72 с.
  8. Singleton V.L., Orthifer R., Lamuela-Ravento R.M. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent // Methods Enzymol. 1999. V. 299. P. 152–178. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(99)99017-1
  9. Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издание. 2018. https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/
  10. Dylenova E.P., Zhigzhitzhapova S.V., Emelyanova E.A., Tykheev Z.A., Chimitov D.G., Goncharova D.B., Taraskin V.V. Chemical Diversity of Artemisia rutifolia Essential Oil, antimicrobial and antiradical activity // Plants. 2023. V. 12. P. 1289. https://doi.org/10.3390/plants12061289
  11. Ткачев А.В. Исследование летучих веществ растений. Новосибирск: ЗАО ИПП “Офсет”. 2008. 969 с.
  12. Zhigzhitzhapova S.V., Dylenova E.P., Zhigzhitzhapov B.V., Goncharova D.B., Tykheev Z.A., Taraskin V.V., Anenkhonov O.A. Essential oils of Artemisia frigida plants (Asteraceae): conservatism and lability of the composition // Plants. 2023. V. 12. P. 3422. https://doi.org/10.3390/plants12193422
  13. Zhigzhitzhapova S.V., Randalova T.E., Radnaeva L.D. Composition of essential oil of Artemisia scoparia Waldst. et Kit. from Buryatia and Mongolia // Russ. J. Bioorg. Chem. 2016. V. 42. P. 730–734. https://doi.org/10.1134/S1068162016070189
  14. Никерова К.М., Галибина Н.А., Чирва O.В., Климова (Успенская) А.В. Активные формы кислорода и компоненты антиоксидантной системы — участники метаболизма растений. Взаимосвязь с фенольным и углеводным обменом // Труды Карельского научного центра РАН. 2021. № 3. С. 5–20. https://doi.org/10.17076/eb1312
  15. Zhigzhitzhapova S.V., Dylenova E.P., Goncharova D.B., Zhigzhitzhapov B.V., Emelyanova E.A., Polonova A.V., Tykheev Z.A., Bazarsadueva S.V., Taraskina A.S., Pintaeva E.T., Taraskin V.V. Functional activity of the antioxidant system of Artemisia genus plants in the republic of Buryatia (Russia) and its significance in plant adaptation // Plants. 2024. V. 13. P. 2630. https://doi.org/10.3390/plants13182630
  16. Jing H.C., Hebeler R., Oeljeklaus S., Sitek B., Stühler K., Meyer H.E., Sturre M.J.G., Hille J., Warscheid B., Dijkwe, P.P. Early leaf senescence is associated with an altered cellular redox balance in Arabidopsis cpr5/old1 mutants // Plant Biol. 2008. V. 10. P. 85–98. https://doi.org/10.1111/j.1438-8677.2008.00087.x
  17. Радюкина Н.Л., Тойайма В.И.М., Зарипова Н.Р. Участие низкомолекулярных антиоксидантоа в кросс-адаптации лекарственных растений к последовательному действию UV-B облучения и засоления // Физиология растений. 2012. Т. 59. С. 80–88.
  18. Радюкина Н.Л., Михеева Л.Е., Карбышева Е.А. Низкомолекулярные антиоксиданты в клетках цианобактерий и растений // Успехи современной биологии. 2019. Т. 139. С. 254–266. https://doi.org/10.1134/S0042132419030062
  19. Noctor G., Mhamdi A., Chaouch S., Han Y., Neukermans J., Marquez-Garcia B., Queval G., Foyer C.H. Glutathione in plants: an integrated overview // Plant Cell Environ. 2012. V. 35. P. 454–484. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2011.02400.x
  20. Zagoskina N.V., Zubova M.Y., Nechaeva T.L., Kazantseva V.V., Goncharuk E.A., Katanskaya V.M., Baranova E.N., Aksenova M.A. Polyphenols in plants: structure, biosynthesis, abiotic stress regulation, and practical applications (Review) // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 13874. https://doi.org/10.3390/ijms241813874
  21. Olennikov D.N., Kashchenko N.I., Chirikova N.K., Vasil’eva A.G., Gadimli A.I., Isaev J.I., Vennos C. Caffeoylquinic acids and flavonoids of fringed sagewort (Artemisia frigida Willd.): HPLC-DAD-ESI-QQQ-MS profile, HPLC-DAD quantification, in vitro digestion stability, and antioxidant capacity // Antioxidants. 2019. V. 8. P. 307. https://doi.org/10.3390/antiox8080307
  22. Boakye Y.D., Shaheen S., Nawaz H., Nisar S., Azeem M.W. Artemisia scoparia: A review on traditional uses. phytochemistry and pharmacological properties // Int. J. Chem. Biochem. Sci. 2017. V. 12. P. 92–97.
  23. Ding J., Wang L., He C., Zhao J., Si L., Huang H. Artemisia scoparia: Traditional uses. active constituents and pharmacological effects // J. Ethnopharm. 2021. V. 273. 113960. https://doi.org/10.1016/j.jep.2021.113960
  24. Денисенко Т.А., Вишникин А.Б., Цыганок Л.П. Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. С. 373–380. https://doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.012
  25. Khlestkina E. The adaptive role of flavonoids: Emphasis on cereals // Cereal Res. Commun. 2013. V.41. P. 185–198. https://doi.org/10.1556/crc.2013.0004
  26. Ziyatdinova G.K., Budnikov H.C. Natural phenolic antioxidants in bioanalytical chemistry: State of the art and prospects of development // Russ. Chem. Rev. 2015. V. 84. P. 194. https://doi.org/10.1070/RCR4436
  27. Agati G., Brunetti C., Fini A., Gori A., Guidi L., Landi M., Sebastiani F., Tattini M. Are flavonoids effective antioxidants in plants? Twenty years of our investigation // Antioxid. 2020. V. 9. P. 1098. https://doi.org/10.3390/antiox9111098
  28. Шалдаева Т.М. Содержание флавоноидов в представителях рода Artemisia L. из природных популяций Сибири // Химия растительного сырья. 2013. № 2. С. 79–84.
  29. Pradedova E.V., Isheeva O.D., Salyaev R.K. Classification of the antioxidant defense system as the ground for reasonable organization of experimental studies of the oxidative stress in plants // Russ. J. Plant Physiol. 2011. V. 58. P. 210–217. https://doi.org/10.1134/S1021443711020166
  30. Vickers C.E., Gershenzon J., Lerdau M.T., Loreto F. A unified mechanism of action for volatile isoprenoids in plant abiotic stress // Nat. Chem. Biol. 2009. V. 5. P. 283–291. https://doi.org/10.1038/nchembio.158
  31. Ormeño E., Mévy J.P., Vila B., Bousquet-Mélou A., Greff S., Bonin G., Fernandez C. Water deficit stress induces different monoterpene and sesquiterpene emission changes in Mediterranean species. Relationship between terpene emissions and plant water potential // Chemosphere. 2007. V. 67. P. 276–284 https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.10.029

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Биплот (ГК1 — ГК2) данных по содержанию константных соединений в эфирных маслах растений Аrtemisia frigida разных регионов мира (метод главных компонент). Добавлены данные текущей статьи в биплот, приведенный в [12]. Красным цветом обозначены образцы “типичных”, голубым — “нетипичных” местообитаний. Обозначенные кругом темно-синего цвета и словами “Начало вегетации”, “Плодоношение”, “Бутонизация”, “Цветение”, “Плодоношение” — образцы 2024 г. сбора.

Скачать (305KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025