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.

Редькина Н.Н. Оптимизация сохранения биологического разнообразия лекарственных растений на популяционной основе / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, 2008, Оренбург, 38 с.

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.

.