Алкани у пелюстках рослин роду Rosa L., культивованих у Північному Лісостепу України

Ключові слова: воски, компоненти, газова хроматографія, Rosa multiflora, Rosa canina

Анотація

Розглянуто вміст, компонентний склад та кількісне співвідношення алканів, що входять до складу воску пелюсток рослин представників роду Rosa L., що культивуються у Північному Лісостепу України. Актуальність і перспективність дослідження обраної проблеми зумовлена тим, що вихідні дані видів, що застосовуються в інтродукційній, селекційно-генетичній роботі, впливають на прогнозовану адаптацію та стійкість рослин. Дані про фітохімічний склад рослин необхідні для розуміння функції, яку відіграють сполуки у рослинах і мають важливе науково-практичне значення. Стійкість рослин, зокрема генеративних органів, визначається багатьма властивостями кутикули, що містить вторинні метаболіти. Важливі функції поверхневих восків доповнюються здатністю рослин утримувати та накопичувати тверді частинки забруднювальних повітря речовин у міських фітоценозах, яка варіює залежно від виду рослин, але у всіх видів позитивно корелює з масою кутикулярного воску. Нерозгалужені довголанцюгові алкани забезпечують гідрофобні властивості листкових восків і виступають первинним бар'єром рослин від зовнішніх умов середовища, захищаючи листки від втрат вологи шляхом транспірації. Види роду Rosa L. є багатим генетичним потенціалом дослідження, оскільки видовий склад роду становить 180-400 видів, згідно з різними джерелами. Стійкість природних видів зумовлена еволюційним відбором. Вивчення п'яти видів роду Rosa L.: R. multiflora Thunb., R. spinosissima L., R. canina L., R. centifolia L., R. rugosa Thunb здійснювали на базі колекційного фонду Національного ботанічного саду ім. М. М. Гришка НАН України. Ці види належать до трьох підродів і п'яти секцій: Підрід Stylorhodon Dumortier, Секція Synstylae DC. – R. multiflora Thunb.; Підрід Cynorhodon Dumortier, Секція Caninae Crep., Підсекція Eucaninae Crep. – R. canina L.; Секція Rugosa Chrshan. – R. rugosa Thunb.; Секція Gallicanae DC. – R. centifolia L.; Підрід Chamaerhodon Dumortier., Секція Pimpinellifoliae DC. – R. spinosissima L. Органічні леткі речовини виділяли традиційним методом – паровою дистиляцією. Леткі компоненти визначали з використанням системи ГХ-МСД Agilent Technologies 6890/5973. Для ідентифікації компонентів використано мас-спектральні бібліотеки NIST 05 та WILEY 2007 із загальною кількістю спектрів понад 470000 у поєднанні з програмами ідентифікації AMDIS та NIST. Усього визначено 28 компонентів, які належали до середніх або рідких (С1015) та вищих або твердих (С1634) алканів. Найбільший вміст алканів відзначено у пелюстках видів R. multiflora (72,06 %) та R. canina (87,50 %), середня кількість – R. centifolia (57,18 %), невисоким вмістом відзначилися пелюстки видів R. rugosa (14,58 %) та R. spinosissima (16,84 %). Для всіх досліджених видів шипшини характерна наявність насичених нерозгалужених вуглеводнів, таких як декан, тетрадекан, пентадекан, гексадекан, гептадекан, октадекан, нанодекан, генейкозан, трикозан, тетракозан, пентакозан, гептокозан, нанокозан, гентріаконтан, що показує їхню виняткову роль у складі восків пелюсток квіток рослин.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Афіліація авторів

І. В. Коваль, Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка, НАН України, м. Київ

канд. біол. наук, ст. наук. співробітник, лабораторія медичної ботаніки

В. Ф. Левон, Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка, НАН України, м. Київ

канд. хім. наук, ст. наук. співробітник, відділ акліматизації плодових рослин

Д. Б. Рахметов, Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка, НАН України, м. Київ

д-р біол. наук, професор, заступник директора, завідувач відділу нових культур

Ю. В. Лихолат, Дніпровський національний університет ім. Олеся Гончара, м. Дніпро

д-р біол. наук, професор, завідувач кафедри фізіології та інтродукції рослин

Н. Є. Горбенко, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

канд. с.-г. наук, доцент, кафедра ботаніки, деревинознавства та недеревних ресурсів лісу

Посилання

Azarov, V. I., Burov, A. V., & Obolenskaya, A. V. (1999). Chemistry of wood and synthetic polymers: A textbook for universities. St.-Petersburg: StPbSFTA. [In Russian].

Baker, E. A, Batt, R. F., Silva Fernandes, A. M. S, & Martin J. T. (1963). Cuticular waxes of plant species and varieties. In: Annual Report of the Agricultural and Horticultural Research Station, Long Ashton, Bristol, UK: University of Bristol, 106–110.

Chernogorod, L. B., & Vinogradov, B. A. (2006). Essential oils of genus Achillea (Asteraceae) species containing fragranol. Plant Resources, 42(2), 61–68. [In Russian].

Chernykh, V. P., Zimenkovskiy, B. S., & Hrytzenko, I. S. (2007). Organic chemistry. Kharkiv: Original. [In Russian].

Chibnall, A. C., El Mangouri, H. A., & Piper, S. H. (1954). The long-chain paraffin constituents of rose-petal wax. Biochem J., 58(3), 506–512. https://doi.org/10.1042/bj0580506

Chibnall, A. C., Piper, S. H., Pollard, A., Williams, E. F., & Sahai, P. N. (1934). The constitution of the primary alcohols, fatty acids and paraffins present in plant and insect waxes. Biochemical Journal, 28(6), 2189–2208.

Eglinton, G. & Hamilton, R. J. (1963). The distribution of alkanes. In: Chemical Plant Taxonomy (ed. T. Swain). London: Academic Press, 187–217. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-395540-1.50012-9

Eglinton, G., & Hamilton, R. J. (1967). Leaf epicuticular waxes. Science 156 (3780), 1322–1335.

Freund, M., Csikós, R., Keszthelyi, S., & Mózes, G. Y. (1982). Chemical, Crystallographical and Physical Properties of Liquid Paraffins and Paraffin Waxes. Developments in Petroleum Science, 14, 13–140. https://doi.org/10.1016/S0376-7361(08)70146-8

Gorb, E., Haas, K., Henrich, A., Enders, S., Barbakadze, N., & Gorb, S. (2005). Composite structure of the crystalline epicuticular wax layer of the slippery zone in the pitchers of the carnivorous plant Nepenthes alata and its effect on insect attachment. The Journal of Experimental Biology, 208, 4651–4662. https://doi.org/10.1242/jeb.01939

Heredia, A. (2003). Biophysical and biochemical characteristics of cutin, a plant barrier biopolymer. Biochimica et Biophysica Acta, 1620(1-3), 1–7. https://doi.org/10.1016/S0304-4165(02)00510-X

Jenks, M. A, Andersen, L., Teusink R. S., & Williams, M. H. (2001). Leaf cuticular waxes of potted rose cultivars as affected by plant development, drought and paclobutrazol treatments. Physiologia Plantarum, 112(1), 62–70. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.2001.1120109.x

Khromykh, N. O., Lykholat, Y. V., Anishchenko, A. A., Didur, O. O., Gaponov, A. A., Kabar, A. M., & Lykholat, T. Y. (2020). Cuticular wax composition of mature leaves of species and hybrids of the genus Prunus differing in resistance to clasterosporium disease. Biosystems Diversity, 28(4), 370–375. https://doi.org/10.15421/012047

Khromykh, N. O., Lykholat, Y. V., Kovalenko, I. M., Kabar, A. M., Didur, O. O., & Nedzvetska, M. I. (2018). Variability of the antioxidant properties of Berberis fruits depending on the plant species and conditions of habitat. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 9(1), 56–61. https://doi.org/10.15421/021807

Khromykh, N., Lykholat, Y., Shupranova, L., Kabar, A., Didur, O., Lykholat, T., & Kulbachko, Y. (2018). Interspecific differences of antioxidant ability of introduced Chaenomeles species with respect to adaptation to the steppe zone conditions. Biosystems Diversity, 26(2), 132–138. https://doi.org/10.15421/011821

Khrzhanovskiy, V. G. (1958). Roses. Phylogeny and taxonomy. Spontaneous views of the European part of the USSR, Crimea and the Caucasus. Experience and prospects of use. Moscow: Sovetskaya nauka. [In Russian].

Lykholat, Y. V., Khromykh, N. O., Lykholat, T. Y., Didur, O. O., Lykholat, O. A., Legostaeva, T. V., & Grygoryuk, I. P. (2019). Industrial characteristics and consumer properties of Chaenomeles Lindl. fruits. Ukrainian Journal of Ecology, 9(3), 132–137.

Lykholat, Y., Khromykh, N., Alekseeva, A., Serga, O., Yakubenko, B., & Grigoryuk, I. (2017). Morphological parameters of stomata and the cuticular waxes composition of silver linden (Tilia tomentosa Moench) leaves under conditions of lighting and shading. Plant Introduction, 74, 89–97. [In Ukrainian]. https://doi.org/10.5281/zenodo.2301104

Mladenova, K., Stoianova-Ivanova, B., & Angelova, I. (1980). Interrelationship between long-chain aldehydes and trialkyltrioxanes in plant waxes. Rivista Italiana Essenze, Profumi, Piante Officinali, Aromatizzanti, Syndets, Saponi, Cosmetici, Aerosols, 62, 133–135.

Mladenova, K., Stoianova-Ivanova, B., & Daskalov, R. M. (1976). Trialkyltrioxanes in flower wax of some decorative roses. Phytochemistry, 15(3), 419–420.

Pankovetskii, V. N., & Tiutiunnik, V. I. (1978). The content of carbohydrates in essential oil rose during flowering. Proceedings of the AUSRIEOC, 11, 74–76. [In Russian].

Peters, K. E., Walters, C. C., & Moldowan, J. M. (2005). The Biomarker Guide. Cambridge, New York, Melborne: Cambridge University Press.

Pogorelskaya, A. N., Kholodova, V. P., & Reznikova, S. A. (1980). Physiological aspect of essential oil accumulation in petals of the flowers of essential oil-rose. USSR Plant Physiology, 27, 279–284. [In Russian].

Post-Beittenmiller, D. (1996). Biochemistry and molecular biology of wax production in plants. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 47, 405–430.

Riederer M., Muller, C. (eds.), Jetter, R., Kunst, L. & Samuels, A. L. (2006). Composition of plant cuticular waxes. Biology of the Plant Cuticle. Oxford: Blackwell Publishing, 145–175.

Rubtsova, O. L., Koval, I. V., Dzhurenko, N. I., & Palamarchuk, O. P. (2017). Component composition of volatile organic substances of dog-rose petals. Plant Varieties Studying and Protection, 13(3), 285–293. https://doi.org/10.21498/2518-1017.13.3.2017.110711

Rubtsova, O. L., Koval, I., Chyzhankova, V., Buidina, T., & Sokolova, O. (2018). Structure of the Roses Gene Pool of the M. M. Gryshko National Botanical Garden of NAS Ukraine. Agrobiodiversity for improving Nutrition, Health and Life Quality, 2, 268–276. https://doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2018.2585-8246.268-276

Silva Fernandes, A. M. S. (1965). Studies on the plant cuticle VIII. Surface waxes in relation to water-repellency. Annals of Applied Biology, 56(2), 297–304. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1965.tb01239.x

Wissemann, V., Riedel, M., & Riederer, M. (2007). Matroclinal inheritance of cuticular waxes in reciprocal hybrids of Rosa species, sect. Caninae (Rosaceae). Plant Systematics and Evolution, 263, 181–190. https://doi.org/10.1007/s00606-006-0480-3

Wollrab, V. (1968). Über Naturwachse VIII. Olefine und Paraffine aus den Wachsen einiger Pflanzen der Familie Rosaceae. Collection of Czechoslovak Chemical Communications, 33, 1584–1600.

Wollrab, V. (1969). Secondary alcohols and paraffin in the plant waxes of the family Rosaceae. Phytochemistry, 8(3), 623–627.


Переглядів анотації: 155
Завантажень PDF: 201
Опубліковано
2022-12-29
Як цитувати
Коваль, І. В., Левон, В. Ф., Рахметов, Д. Б., Лихолат, Ю. В., & Горбенко, Н. Є. (2022). Алкани у пелюстках рослин роду Rosa L., культивованих у Північному Лісостепу України. Науковий вісник НЛТУ України, 32(6), 13-17. https://doi.org/10.36930/40320602
Розділ
Лісове та садово-паркове господарство

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають