Reto un apdraudēto augu sugu jūrmalas zilpodzes (Eryngium maritimum L.) un jūrmalas sālsasteres (Aster tripolium L.) audu fenolu saturs un antioksidantu aktivitāte in vitro dzinumu kultūrā atkarībā no nitrātu un saharozes koncentrācijas barotnē

Abstract

Jūrmalas zilpodze (Eryngium maritimum L.) un jūrmalas sālsastere (Aster tripolium L.) ir retas un apdraudētas sugas, kuras ir ierakstītas Latvijas Sarkanās grāmatas 1. kategorijā. Abas sugas ir ievērojamas ar vērtīgām dabas vielām ar potenciālu pielietojumu farmokoloģijā, kosmētikā un pārtikas nozarē. •Darba mērķis - noskaidrot dažādu saharozes un nitrātu koncentrāciju barotnē ietekmi uz kopējo fenolu saturu un antioksidatīvo aktivitāti jūrmalas zilpodzes un jūrmalas sālsasteres dzinumu kultūrās. •Darba hipotēze - samazināta nitrātu koncentrācija un palielināta saharozes koncentrācija barotnē veicina fenolu sintēzi un ekstraktu antioksidatīvo aktivitāti audu kultūrā audzētajos dzinumos. Pētījuma sākumā ieguva juvenilus un homogēnus dzinumus ievadīšanai barotnēs, pirms tam tos vienu mēnesi audzējot barotnēs ar 2.22 μM 6-benzilaminopurīnu un vēl vienu mēnesi kultivējot bezhormonu barotnē. Izveidoja deviņu variantu barotnes ar saharozes koncentrācijas – 40, 20, 10 g L -1 un ar 25%; 50% un 75% no Murashige & Skoog barotnes receptē noteiktajiem slāpekli saturošiem sāļiem (NH4NO3 un KNO3). Jūrmalas zilpodzi audzēja vienu vai divus mēnešus, bet sālsasteri divus mēnešus. Kultivēšanas perioda beigās veicamērījumus dzinumu svaigās biomasas, sausnes masas un dzinumu hlorofila satura noteikšanai. Ar spektrofotometrijas metodes palīdzību noteica kopējo audu fenolu saturu, izsakot to gallusskābes ekvivalentos (GSE) uz mg g-1 sausās masas, un antioksidatīvo aktivitāti, izsakot Trolox ekvivalentos μM mg-1 sausās masas. Samazinātas MS slāpekļa saturošo sāļu koncentrācijas un paaugstināta, normāla vai samazināta saharozes koncentrācija būtiski neietekmēja fenolu savienojumu saturu un antioksidatīvo aktivitāti abu augu in vitro kultivētajos dzinumos. Lai gan sālsasterei bija novērojama tendence nedaudz augstākam kopējo fenolu saturam variantos ar 75% MS nitrātu saturu, atšķirības starp variantiem nebija statistiski būtiskas. Jūrmalas zilpodzei fenolu saturs starp variantiem bija no 16.03±1.69 līdz 18.14±1.10 mg g-1 GSE un antioksidantu saturs no 1517.0±63,84 līdz 1592±18,64 μM mg-1 Trolox ekvivalentos, bet sālsasterei no 13.06±1.82 līdz 18.62±0.73 mg g-1 GSE un antioksidantu saturs 1349±52,95 līdz 1471±88,96 μM mg-1 Trolox ekvivalentos.Zilpodzes dzinumiem saharoze un nitrāti būtiski ietekmēja svaigās masas pieaugumu, ūdens proporciju augos un hlorfila saturu. Sālsasteres dzinumos šie faktori būtiski ietekmēja hlorofila saturu dzinumu lapās un ūdens proporciju dzinumos.

Sea holly (Eryngium maritimum L.) and sea aster (Aster tripolium L.) are rare and endangered species, which are listed which is listed in Red Data Book of Latvia in the 1st category. Both species are remarkable for valuable natural substances with potential for use in pharmacology, cosmetics and the food industry. The aim of the work was to investigate the effects of different concentrations of sucrose and nitrate in the plant tissue culture medium on the total phenolic content and antioxidant activity in sea holly and sea aster. The hypothesis was that reduced nitrate concentration and increased sucrose concentration in the medium increase total phenolic content and the antioxidant activity of extracts in shoot cultures. In the beginning juvenile and homogeneous shoots were obtained by propagating them in media with 2.22 μM 6-benzylaminopurine for one month and after that cultivating them in MS medium without any hormonal supplements. Three concentrations of sucrose (40, 20and 10 g L-1) and three concentrations of MS salts containing nitrogen (25%; 50% and 75%) were used. Murashige and Skoog medium nitrogen containing salts were NH4NO3 and KNO3. Sea holly shoot cultures were cultivated for one to two months and sea aster shoot cultures were cultivated 2 months. After the period of cultivation, measurements were carried out to determine the content of the fresh weight, dry weight and chlorophyll content. Total phenolic content as gallic acid equivalent (GAE) per mg g-1 dry weight and the antioxidant activity expressed as Trolox equivalent in μM mg-1 of the dry weight were determined by spectrophotometry method. Reduced levels of MS nitrogen-containing salts and high, normal or reduced sucrose concentrations had no significant effect on the total phenolic content and antioxidant activity in both plant species. Sea aster had a slight tendency for higher total phenolic content in media with 75% MS nitrate content but the difference was not statctically significant. Total phenolic content of sea holly shoots ranged from 16.03±1.69 to 18.14±1.10 mg g-1 GAE and the antioxidant content from 1517.0±63.84 to 1592±18.64 μM mg-1 Trolox equivalent but in sea aster shoots total phenolic content ranged from to 13.06±1.82 to 18.62±0.73 mg g-1 GAE and antioxidant content ranged from 1349±52.95 to 1471±88.96 μM mg-1 Trolox equivalent. Different concentratons of sucrose and nitrates had a significant effect on increase of fresh weight, the proportion of water in shoots and chlorophyll content of sea holly shoots, . These factors also had a significant effect on the content of chlorophyll in shoot leaves and water proportion in sea aster shoots.