12 марта 2016г.
Ключевые слова: витамин С, всхожесть семян, облучение, элементный состав Stellaria media, эфирные масла.
Введение
Много работ посвящено дикорастущим растениям, обладающих антиоксидантными свойствами, в числе которых злостный сорняк звездчатка средняя (Stellaria media) – одно из самых распространенных растений на земле. Звездчатка средняя – фотосинтезирующее с коротким жизненным циклом самоопыляющееся растение, не требующее ухода [13].
Семена звездчатки средней мелкие, не имеют периода покоя, сохраняют всхожесть семян до 25 лет. Размножаются растения Stellaria media не только семенами, но и вегетативно. Для них характерен природный самосев. Цветет звездчатка средняя с июня по сентябрь. Плод у звездчатки – коробочка с многочисленными семенами, которые то и дело прорастают. Растения звездчатки средней являются ценным источником витаминов и микроэлементов. В народной медицине о целебных свойствах звездчатки средней Stellaria media сообщалось давно [14]. Кроме того, известно, что надземная часть растений звездчатки средней съедобна [14].
Для изучения факторов космического полета (в частности, радиации) с помощью растений и семян звездчатки средней, необходимы предварительные исследования действия облучения на реакцию растений и семян звездчатки средней Stellaria media на земле. Известно, что показателем качества семян является их всхожесть. Прорасти способны только семена с живым зародышем. Семена с погибшими зародышами теряют всхожесть [7].
Цель исследований
1. Определить количественное содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) в надземной части растений звездчатки средней (Stellaria media), росшей в разных районах Красноярского края.
2. Выявить компоненты эфирного масла (по относительному содержанию в пересчете на нормировочные проценты) надземных частей растений звездчатки средней (Stellaria media).
3. Охарактеризовать элементный состав надземных частей растений и семян звездчатки средней (Stellaria media), семян моркови, петрушки и салата;
4. Оценить влияние разных доз облучения на всхожесть семян звездчатки средней (Stellaria media) – дикорастущего растения и на всхожесть семян культурных растений: моркови, петрушки и салата.
Методика исследований
Объектами исследований были: надземные части и семена дикорастущих растений звездчатки средней (Stellaria media) и семена культурных растений моркови, петрушки и салата.
Методы исследований
В надземной части растений звездчатки средней (Stellaria media) количественное содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) определено в зависимости от места произрастания растения [1, 4, 11].
Эфирное масло получали методом исчерпывающей гидропародистилляции с насадкой Клевенджера. Компонентный состав эфирного масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии с использованием прибора Agilent Technologies 7890 с масс-спектрометрическим детектором Agilent Technologies 5975 С [5, 6, 9, 12]. С помощью настольного электронного микроскопа Hitach TM3000 и рентгеновского детектора BRUKER XFlash 430 H проведен полуколичественный анализ элементного состава, как надземных частей растений и семян звездчатки средней (Stellaria media), выращенных в разных районах Красноярского края, так и семян моркови, петрушки и салата [3, 10].
Резистентность семян звездчатки к УФ - излучению с помощью ртутно-аргоновых ламп низкого давления (РЛНД) с длиной волны 254 нм и 283 нм оценивали при поверхностном облучении исследуемых семян звездчатки средней в чашках Петри в течение 15 секунд и 100 секунд [2, 8]. Контрольные семена в чашках Петри облучению не подвергали. О чувствительности семян к УФ судили по разнице проросших семян в опыте и контроле в течение 21-30 суток при комнатной температуре (22-24 о С).
С помощью рентгеноспектрального флуоресцентного спектрометра S4 Pioneer (Германия) при напряжении 1,6 кВ в течение 15 секунд и при напряжении 60 кВ в течение 15 секунд и 100 секунд исследовали влияние “мягкого” и “жесткого” излучения на всхожесть семян растений звездчатки средней, моркови, петрушки и салата.
Результаты и их обсуждение.
В надземной части растений звездчатки средней (Stellaria media) количество витамина С (в пересчете на сухое вещество) составило 81,55 мг/100 г.; 133 мг/100 и 161,76 мг/100 г в зависимости от места произрастания растения.
Методом хромато-масс-спектрометрии обнаружено 52 компонента в составе эфирного масла надземных частей растений звездчатки средней (Stellaria media), в том числе: кариофиллен, гермакрен D, δ-кадинен, (Е)- неролидол, кариофиллен оксид, δ-кадинол, α-кадинол, α- эпи-бизаболол, хамазулен, неофитодиен, фитол и другие. Хамазулен, неофитодиен и фитол – основные мажорные компоненты от цельного масла.
Обнаружен широкий спектр элементов в растениях и семенах звездчатки средней, а также в семенах моркови, петрушки и салата. Не выявлено достоверных различий в спектре химических элементов (Al, Ca, Cl, K, Fe, Mg, Na, P, S, Si) в надземных частях опытных растений звездчатки средней (Stellaria media), росших в почвах разных районов Красноярского края.
Облучение УФ лучами (лампой с длиной волны 254 нм и 283 нм.) в течение 15 секунд и 100 секунд семян звездчатки средней (Stellaria media) в микробиологическом боксе на столе на расстоянии 50 см от объекта не влияло на всхожесть семян. Всхожесть опытных семян была идентична контрольным (не облученным) семенам.
При действии “мягкого” излучения в течение 15 секунд все семена звездчатки средней взошли как в контроле. Всхожесть семян салата была 100% через сутки, а 55 % семян петрушки взошло через 21 день. Семена моркови (70%) проросли через 18 дней.
При действии “жесткого” излучения в течение 15 секундной экспозиции и 20 мм расстоянии (L) от фокуса рентгеновской трубки до семян растений звездчатки, всхожесть равнялась 30 %. При напряжении 60 кВ и при 100 секундной экспозиции всхожесть была нулевой.
Таким образом, экспериментально установлено действие длительности и дозы облучения на биологический объект.
Полагаем, что необходимо дальнейшее изучение реакции биологических объектов на клеточном и молекулярном уровнях на действие различных доз радиации.
Список литературы
1. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. Учебное пособие // Изд-во: МЕД пресс-информ. / 2007. 624 с.
2. Вассерман А.Л., Шандала М.Г., Юзбашев В.Г. Ультрафиолетовое излучение в профилактике инфекционных заболеваний // М.: Медицина / 2003. 208 с.
3. Витамины и минеральные вещества - http://www.rusmedserver.ru/child/ detyoga/30.html.
4. Волков В.А., Волкова Л.А. Определение витамина С //Химия в школе / 2002. № 6. С.63-66.
5. Ефремов А.А. Метод исчерпывающей гидропародистилляции при получении эфирных масел дикорастущих растений // Успехи современного естествознания / 2013. № 7. С.88-94.
6. Ефремов А.А., Зыкова И.Д. Компонентный состав эфирных масел хвойных растений Сибири // Красноярск. СФУ / 2013. 130 с.
7. Залетаева И. А. Книга о растениях // «Колос» / 1974. 192 с.
8. Кузин А.М. Невидимые лучи вокруг нас // Серия "Человек и окружающая среда"/ М.: Наука, 1980. 152с.
9. Писарев Д.И., Новиков О.О. Методы выделения и анализа эфирных масел // Научные ведомости Белгородского государственного университета / 2012. Т.18. №10-2 (129). С. 1-6.
10. Программа рентгеновского детектора Bruker x Flash 430 H / 2013.
11. Яковлева Н.Б. Химическая природа нужных для жизни витаминов // М.: Просвещение / 2006. - 120 с.
12. Shchipitsyna O.S., Efremov A.A. Composition of Ethereal Oil Isolated from Various Vegetative Parts of Angelica from the Siberian Region // Russian J Bioorg. Chem./ 2011. vol. 37. № 7. P. 888-892.
13. http:// medicalherbs.sci-lib.com/herbs06.html
14. http://www.esculap.us/article/read/Stellaria media.html
