Попова Елена Александровна
Калининград
Elena A. Popova
Kaliningrad
Кригер Ольга Владимировна
Калининград
Olga V. Kriger
Kaliningrad
Hyssopus officinalis L. – эфиромасличная культура семейства Lamiaceae (Яснотковые), которая ценится за фенольные соединения, флавоноиды и гидроксикоричные кислоты, обусловливающие ее фармакологический потенциал. Применение биотехнологических методов in vitro открывает возможность направлено влиять на морфогенез и синтез вторичных метаболитов путем добавления регуляторов роста в питательную среду, что делает актуальным поиск их оптимальных концентраций. Цель исследования – изучить влияние регуляторов роста цитокининового типа на микроразмножение и содержание биологически активных веществ у H. officinalis в условиях in vitro.Объектом исследования служили микрорастения in vitro H. officinalis сорта Лекарь. Стерилизацию семян проводили с применением четырех дезинфицирующих агентов (H2O2, AgNO3, NaClO и H2SO4), после чего семена высевали на среду Мурасиге-Скуга без регуляторов роста. Проростки культивировали на среде, дополненной различными концентрациями цитокининов (6-бензиламинопурина, кинетина, тидиазурона и 6-(γ,γ-диметилаллиламино)пурина), при 16-часовом фотопериоде и температуре 25 ± 1 °С в течение 30 суток. В полученных экстрактах микрорастений спектрофотометрически определяли суммарное содержание фенольных соединений, флавоноидов, гидроксикоричных кислот и антиоксидантную активность. Статистическую обработку данных выполняли с использованием однофакторного дисперсионного анализа и иерархического кластерного анализа.Установлено, что обработка семян H. officinalis концентрированной серной кислотой обеспечила 98 % стерильности и 99 % всхожести, что превосходит ранее опубликованные данные. Среди регуляторов роста наиболее эффективным для морфогенеза оказался 6-бензиламинопурин в концентрации 0,1 мг/л, обеспечивший максимальную длину побегов (4,6 см), их количество (3,2 шт.) и число узлов (9,6 шт.). Кластерный анализ подтвердил, что оптимальными для развития микрорастений являются концентрации 0,1 мг/л 6-бензиламинопурина, 1,0 мг/л кинетина и 0,1 мг/л тидиазурона. При оценке биологической активности 6-бензиламинопурин (0,1 мг/л) максимально увеличивал содержание фенольных соединений (в 5 раз), гидроксикоричных кислот (в 5 раз) и антиоксидантную активность, тогда как тидиазурон (0,1 мг/л) селективно стимулировал накопление флавоноидов.Разработанные для H. officinalis подходы к стерилизации семян и подбору регуляторов роста для микроразмножения обеспечивают получение растительного сырья с заданным биохимическим профилем.
Hyssopus officinalis L. is a valuable essential oil plant of the Lamiaceae family, which owes its pharmacological properties to phenolic compounds, flavonoids, and hydroxycinnamic acids. Cultivation in vitro makes it possible to control morphogenesis and the accumulation of secondary metabolites by adding growth regulators to the nutrient medium. Since this requires knowledge of optimal concentrations, the aim of this in vitro study was to investigate the effect of cytokinin-type growth regulators on the micropropagation and content of bioactive substances in H. officinalis.The research featured in vitro microplants of H. officinalis (cv. Lekar). The seeds were sterilized using H2O2, AgNO3, NaClO, and H2SO4 as disinfectants. They were then sown on a Murashige and Skoog medium without growth regulators. The resulting seedlings were cultured on an medium supplemented with different concentrations of cytokinins (6-benzylaminopurine, kinetin, thidiazuron, and 6-(γ,γ-dimethylallylamino)purine). The experiment lasted for 30 days under a 16/8-h light/dark regimen at 25 ± 1°C. The obtained microplant extracts underwent spectrophotometry to determine the total contents of phenolic compounds, flavonoids, hydroxycinnamic acids, and antioxidant activity. Statistical data processing was performed using a one-way analysis of variance and hierarchical cluster analysis.The treatment of H. officinalis seeds with concentrated sulfuric acid resulted in 98% sterility and 99% germination, exceeding previously published data. Among the growth regulators, 6-benzylaminopurine at 0.1 mg/L was found to be the most effective for morphogenesis, resulting in the highest shoot length (4.6 cm), shoot number (3.2), and node number (9.6). Cluster analysis confirmed that concentrations of 0.1 mg/L 6-benzylaminopurine, 1.0 mg/L kinetin, and 0.1 mg/L thidiazuron were optimal for microplant development. In terms of bioactivity, 6-benzylaminopurine (0.1 mg/L) maximally increased the content of phenolic compounds (5-fold), hydroxycinnamic acids (5-fold), and antioxidant activity, while thidiazuron (0.1 mg/L) selectively stimulated flavonoid accumulation.The novel methods of seed sterilization combined with specific growth regulators for H. officinalis ensured the production of plant material with a targeted biochemical profile.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.