Кузьмина
Е.А., д.б.н. Калашникова Е.А.
Российский государственный
аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Россия, e-mail: elenka291090@mail.ru
Клональное микроразмножение астрагала монгольского (Astragalus mongholicus Bge.)
В последние десятилетия в медицине и
фармакологии существенно возросло
использование лекарственных препаратов, получаемых из
растительного сырья.
Большая часть растений, необходимых для переработки,
произрастает в природных фитоценозах. Увеличение сбора лекарственных растений из
дикой природы приводит к истощению их запасов и практически полному уничтожению
[Шаин С.С.,2005].
В этой связи особенно актуальным
является поиск альтернативных источников лекарственного сырья. Перспективным
подходом к получению сырья является выращивание in vitro лекарственных растений, содержащих биологически
активные вещества вторичного метаболизма и концентрирующих определенные
микроэлементы. Использование клеточной биомассы позволяет не только получать
экологически чистое сырье, но и сохранять имеющийся генофонд лекарственных
растений.
Астрагалы относятся к семейству бобовых и представляют обширный
род, насчитывающий до 2500 видов. Монгольское название – Хунчир; тибетское –
Нян-ар. В Монголии этот род представлен до 59 видов астрагала.
Астрагал монгольский (Astragalus mongholicus Bge.) - редкий узколокальный эндемик флоры
Монголии, встречается в Хангае, долине и котловине
озёр по песчаным степям, по каменистым склонам, в зарослях кустарников и на опушках
лиственничных лесов. Размножается только семенами, однако, всхожесть их низкая.
Стебли 25-70 см высотой, прямостоячие; листья непарноперистые, 8-12 см
длиной; цветоносы немного длиннее листьев или равны им, цветочные кисти 3-5 см
длиной, прицветники линейно-ланцетные, чашечка колокольчатая, венчик
ярко-желтый, завязь на длинной ножке, бобы одногнездные.
В России встречается на Алтае, в Туве,
Саянах, Бурятии, на юге Читинской, Иркутской и Амурской областей. Редко
встречается в Приморском и на юге Хабаровского края, очень редко - в
Новосибирской области и в Якутии. Вне России растет в Юго-Восточном Казахстане,
Монголии, Корее, Северо-Восточном, Северном и Северо-Западном Китае. Растет
в редких дубовых, сосновых, лиственничных и черноберезовых лесах, на их полянах
и опушках, на остепненных лугах, в разнотравных и кустарниковых степях.
При необходимости может быть введен в
культуру в средней и южной полосе европейской России, Приморском крае и в
Северо-Восточном Китае.
Корни и корневища астрагала содержат тритерпеновые
сапонины; тритерпеноиды (лупенон, кориоловая кислота); гликозиды изофлавонов;
стероиды; азотсодержащие соединения (4-аминомаслянная кислота,
3-гидрокси-2-метилпиридин); лигнаны (ларицирезинол, сирингарезинол); углеводы
(сахароза, астрагаланы I, II, III); птерокарпаны; кумарины. Сведения о наличии в корнях
астрагала перепончатого алкалоидов недостоверны. По требованиям Фармакопеи КНР
(2000) содержание астрагалина (C41H68O14) в
корнях астрагала перепончатого в пересчете на сухое вещество не должно быть
менее 0,04%.
Препараты из корней астрагала -
общеукрепляющее, повышающее физическую работоспособность, стимулирующее
кроветворение, тонизирующее, болеутоляющее, мочегонное, облегчающее роды,
ускоряющее отделение плаценты, желчегонное, кровоостанавливающее,
жаропонижающее, отхаркивающее, потогонное средство. Наружно используют как
ранозаживляющее, а в сборах - как противоопухолевое и антидиабетическое
средство. В эксперименте обнаружено гипотензивное, антиоксидантное,
противоопухолевое действие астрагала. Спиртовой экстракт корней усиливает
кроветворение. Фракция полисахаридов астрагала обнаружила иммуностимулирующее
действие. Сапонины тормозят образование переокисленных липидов в сердечной
мышце [А.И.Шретер, Б.Г.Валентинов,
Э.М.Наумова].
В связи с этим изучение особенностей
культивирования изолированных тканей астрагала монгольского в условиях in
vitro и усовершенствование технологии клонального
микроразмножения с использованием различных первичных эксплантов на сегодняшний
день является весьма перспективным направлением исследований.
Объектом исследования служили семена
астрагала монгольского, собранные в Монголии. Семена подвергались поверхностной
стерилизации раствором сулемы (0,1%) в течение 10 минут, после чего их трижды
промывали стерильной дистиллированной водой и помещали для проращивания на
безгормональную питательную среду
Мурасиге и Скуга (МС) (Murashige, Skoog,
1962), содержащую сахарозу в концентрации 3% и агар 0,7%. Стерилизацию
питательных сред, посадочного материала и работу в асептических условиях
проводили согласно методикам, разработанных на кафедре генетики и биотехнологии
РГАУ-МСХА (Калашникова, Кочиева, Миронова, 2006).
Для индукции образования адвентивных почек и
побегов в состав питательной среды добавляли различные регуляторы роста, такие
как 6-бензиламинопурин (БАП) в концентрации 2 мг/л, 2ip - 2 мг/л и Кинетин - 2
мг/л (все в сочетании с индолил-3-уксусной кислотой (ИУК) 0,1 мг/л).
Исследования показали, что исследуемые семена
астрагала монгольского обладают 99% всхожестью. Уже на 3-и сутки наблюдали
прорастание семян и развитие корешка, а через 2 недели – формирование хорошо
развитого проростка (Рис.1).
а
б
Рис. 1 Формирование проростков астрагала монгольского in
vitro:
а – на 7 сутки, б –
на 21 сутки
Экспланты культивировали при температуре 240С,
16-ти часовом фотопериоде, освещении белыми люминесцентными лампами с
интенсивностью 3 тыс. лк.
Пересадку микрокультуры осуществляли с подбором
оптимального времени культивирования для вида растений, которое определялось
скоростью роста микрорастений. Пересадку производили на те же варианты
питательных сред, на которых культивировали экспланты. Для пересадки проростки
делили на 3 части: побег, семядоли и апекальную меристему, с целью проверки
регенерационной способности разных частей растений. Через 21 сутки были
получены следующие результаты: апикальные меристемы и побеги формировали от 1-3
побегов на один эксплант, а семядоли обладали слабой регенерацией или вообще этот
процесс не был отмечен (Рис.2). Кроме того, выявлено увеличение в размере семядолей
и образование первичного каллуса.
а
б
Рис. 2 Регенерация эксплантов астрагала
монгольского in vitro:
а - из апекальной меристемы, б - из
семядолей
Таким
образом, в результате проведенной работы нами были подобраны условия
культивирования семян и изолированных эксплантов из стерильных проростков на
первом этапе клонального микроразмножения астрагала монгольского (Astragalus
mongholicus Bge.) и подобраны условия для регенерации растений.
Литература
Калашникова
Е.А., Кочиева Е.З., Миронова О.Ю. Практикум по сельскохозяйственной
биотехнологии. Изд-во:КолосС, 2006, 162 с.
Пасешниченко
В.А. Растения – продуценты биологически активных веществ // Соровский
образовательный журнал, 2001, т.7, №8, с. 13-19.
Шретер А.И., Б.Г.Валентинов,
Э.М.Наумова «Природное сырье китайской
медицины». Том 1, Москва, 2004, с.26
Murashige
T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco
tissue cultures. Physiol. Plant., 1962, 15(13): 473-497.
.