авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Астрологический Прогноз на год: карьера, финансы, личная жизнь


Алкалоидоносные виды флоры предуралья: выявление, эколого-ценотические закономерности распространения, перспективы ресурсного использования

На правах рукописи

ЛУГМАНОВА МИЛЯУША РИНАТОВНА

АЛКАЛОИДОНОСНЫЕ ВИДЫ ФЛОРЫ ПРЕДУРАЛЬЯ:

ВЫЯВЛЕНИЕ, ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РЕСУРСНОГО

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Специальность 03.00.16 – Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Уфа – 2007 2

Работа выполнена в лаборатории экологии растительных ресурсов Института биологии Уфимского научного центра РАН Федоров Николай Иванович

Научный руководитель:

доктор биологических наук, доцент Хазиахметов Рашид Мухаметович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Ишмуратова Майя Мунировна доктор биологических наук, доцент

Ведущая организация: Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Защита состоится «12 » ноября 2007 года в 12.00 часов на заседании Ре гионального диссертационного совета КМ 002.136.01 при Институте биологии Уфимского научного центра Российской академии наук по адресу: 450054, г. Уфа, пр. Октября, д. 69, тел./факс (347) 235-53-62, Е-mail: ib@anrb.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии УНЦ РАН и на официальном сайте http://www.anrb.ru/inbio/dissovet/index.htm

Автореферат разослан «….» октября 2007 г.

Ученый секретарь Регионального диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Уразгильдин Р.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Алкалоиды – природные (преимущественно расти тельного происхождения) азотсодержащие органические соединения основного характера, которые занимают особое место среди природных соединений бла годаря их огромному структурному многообразию, высокой физиологической активности и широкому спектру терапевтического действия. К настоящему времени во флоре территорий бывших республик СССР, включающей более 20000 видов сосудистых растений, достаточно хорошо изучен состав алкалои дов более 600 видов [Шакиров и др., 1996]. Еще в нескольких сотнях видов ал калоиды были обнаружены, но не идентифицированы. Большая часть исследо ваний по выявлению растений-алкалоидоносов проводилась на территориях республик Средней Азии.

На Южном Урале, флора которого насчитывает около 1800 видов сосуди стых растений, исследования по выявлению алкалоидоносных видов были на чаты Е.В. Кучеровым [Кучеров, Каримова, 1979]. Однако, под его руково дством на наличие алкалоидов было проанализировано только 88 видов расте ний. Недостаточная изученность алкалоидоносной флоры Южного Урала при водила к тому, что подбор алкалоидоносных видов растений в качестве потен циальных источников сырья для производства медицинских препаратов прово дился без учета региональной специфики. В связи с этим возникла необходи мость проведения исследований по выявлению новых алкалоидоносных видов и оценки возможности их ресурсного использования.

Цель данной работы – выявление на территории Башкирского Предура лья растений-алкалоидоносов в ценофлорах лесных, луговых, степных, синан тропных, болотных сообществ, а также в ценофлоре растительности засолен ных почв, и оценка потенциальной возможности их использования в качестве сырья для производства лекарственных препаратов. Для этого необходимо бы ло решить следующие задачи:

1. Выявление алкалоидоносных видов в основных растительных сообще ствах Башкирского Предуралья.

2. Анализ распространения алкалоидоносных видов в составе лесных, лу говых, степных, синантропных, болотных растительных сообществ, а также в составе растительности на засоленных почвах, и распространения сообществ с участием этих видов на территории Башкирского Предуралья с целью оценки потенциальной возможности их ресурсного использования.

3. Анализ содержания суммы алкалоидов в наиболее перспективных ре сурсных и легкоинтродуцируемых новых алкалоидоносных видах.

4. Предварительная оценка потенциальной возможности использования алкалоидоносных видов флоры Предуралья как источников сырья для произ водства медицинских препаратов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Алкалоиды обнаружены только в травянистых и кустарниковых видах и не обнаружены в древесных видах флоры Башкирского Предуралья. В круп ных семействах растений алкалоидоносные виды представлены неравномерно:

они широко распространены в семействах Fabaceae1, Caryophyllaceae, Brassica ceae, Ranunculaceae и не обнаружены в семействах Rosaceae, Cyperaceae и Polygonaceae.

2. Доля алкалоидоносных видов выше в коренных растительных сообще ствах (леса, степи, остепненные опушки), состав которых формируется в ре зультате конкуренции видов друг с другом, и ниже – в растительных сообщест вах, формирующихся под влиянием природных и антропогенных стрессовых факторов (избыточное увлажнение, засоление почвы, вытаптывание и т.д.).

3. Растения – доминанты ненарушенных коренных растительных сооб ществ, как правило, не содержат алкалоиды, и большинство алкалоидоносных видов в этих сообществах, таким образом, являются ценотическими патиентами.

4. В качестве потенциальных источников сырья для производства извест ных и новых медицинских препаратов можно рассматривать 49 алкалоидонос ных видов флоры Башкирского Предуралья.

Латинские названия таксонов приведены по С.К. Черепанову [1995] и «Флоре Восточной Европы» [1996, 2001] Научная новизна работы. Впервые проведено выявление растений алкалоидоносов в ценофлорах лесных, луговых, степных, синантропных, бо лотных сообществ, а также в ценофлоре растительности засоленных почв Баш кирского Предуралья. Проанализированы эколого-ценотические закономерности распространения алкалоидоносных видов. Выявлена связь между алкалоидонос ностью у растений и их фитоценотической ролью в растительных сообществах.



Установлено, что доля алкалоидоносных видов выше в растительных сообщест вах, состав которых формируется в результате конкуренции видов друг с дру гом, и ниже – в сообществах, состав которых формируется под влиянием при родных и антропогенных стрессовых факторов. Выявлены ресурсно перспективные и легкоинтродуцируемые новые алкалоидоносные растения с достаточным содержанием алкалоидов для того, чтобы рассматривать их в ка честве перспективных источников сырья для производства медицинских препа ратов.

Научно-практическая значимость работы. Во флоре Башкирского Предуралья выявлено 124 алкалоидоносных вида и оценена потенциальная возможность их использования в качестве сырья для производства медицин ских препаратов. Полученные результаты являются основой для дальнейшего изучения состава и содержания алкалоидов в перспективных алкалоидоносных видах.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа вы полнена при финансовой поддержке программ ОБН РАН «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами» (тема «Выявление перспек тивных растений-алкалоидоносов и их распространение во флоре Южного Ура ла») и «Биологические ресурсы России: фундаментальные основы рациональ ного использования» (тема «Оценка биоресурсного потенциала алкалоидонос ной флоры Южного Урала»), ГНТП АН РБ (грант «Эколого-ценотические за кономерности распространения алкалоидоносных растений на Южном Урале»).

Личный вклад автора состоит в сборе полевого материала, проведении лабораторных анализов, описании результатов исследования, формировании выводов.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Растительные ресурсы: опыт, проблемы и перспективы» (Бирск, 2005), III Международной научной конференции «Био разнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2006), Всероссийской научной конференции «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006), I(IХ) Международной конференции мо лодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006), 6-й научной конференции «Фитотерапия, биологически активные вещества естественного происхождения в современной медицине» (Черноголовка, 2006), XIV Между народной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов»

(Москва, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК МОН РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы и 10 приложений. Общий объем диссертации с приложениями 187 страниц, из них основной текст диссертации занимает страницу, включая 20 таблиц и 2 рисунка. Список литературы содержит наименований, из них 33 иностранных.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность и огромную признательность д.б.н. Федорову Н.И. за руководство при выполнении работы, к.х.н. Михайленко О.И., к.х.н. Цырлиной Е.М., к.б.н. Мулдашеву А.А. за не оценимую помощь и поддержку в работе над диссертацией, сотрудникам лабо ратории экологии растительных ресурсов Института биологии УНЦ РАН за помощь и участие.

ГЛАВА 1 АЛКАЛОИДОНОСНЫЕ ВИДЫ: ВЫЯВЛЕНИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАЛОИДОВ (обзор литературы) В главе даны общая характеристика, распространение и фармакологиче ская активность основных классов алкалоидов [Юнусов и др., 1981;

Шакиров и др., 1996;

Растительные ресурсы…, 1985, 1987, 1988, 1990, 1991, 1993, 1996].

Сделан обзор основных подходов к качественному и количественному опреде лению алкалоидов в растениях [Орехов, 1955;

Наумчик, 1960;

Хроматогра фия…, 1965;

Методы биохимических…, 1972;

Кретович, 1980;

Химический анализ…, 1983;

Кирхнер, 1984].

Проанализированы литературные данные по распространению алкалои дов в растительном мире [Баньковский и др., 1947;

Соколов, 1952;

Губанов, 1960;

Willaman, Schubert, 1961;

Макаров, 1969;

Орехов, 1965;

Лазурьевский, 1975;

Юнусов, 1997;

Чадин и др., 2004]. Отмечено, что у ряда алкалоидонос ных видов в разных частях ареалов количественное содержание и качествен ный состав алкалоидов в растениях может сильно варьировать (вплоть до полного их исчезновения) [Юнусов, 1948;

Соколов, 1952;

Шарапов, 1954;

Sokolow, 1956;

Юнусов, 1997;

Чадин и др., 2004]. Во флоре территорий быв ших республик СССР, включающей более 20000 видов сосудистых растений [Флора СССР, 1934], изучен состав алкалоидов более чем в 600 видах [Шаки ров и др., 1996]. Еще для нескольких сотен видов изучено суммарное содержа ние алкалоидов в растениях, или же только установлено их наличие [Расти тельные ресурсы..., 1985, 1987, 1988, 1990, 1991, 1993, 1996]. Различные ре гионы СССР были изучены на наличие в их флорах алкалоидоносных видов в разной степени. Наименее изучена в этом отношении флора средней полосы России [Чадин и др., 2004] и Южного Урала [Кучеров, Каримова, 1979].





ГЛАВА 2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПРЕДУРАЛЬЯ По данным литературы [Крашенинников, 1941;

Тахаев, 1959;

Тайчинов, Бульчук, 1975;

Агроклиматические…, 1976;

Мукатанов, 1992;

Почвы Башкор тостана, 1995;

Башкортостан. Краткая…, 1996;

Атлас Республики Башкорто стан, 2005] охарактеризованы почвы, рельеф и климат Башкирского Предура лья. Приведены особенности климата и растительности семи районов Предура лья по ботанико-географическому районированию Республики Башкортостан [Мулдашев, 2004], их границы показаны на рис. 1.

Приведены результаты анализа литературных данных по синтаксономи ческой структуре растительности Предуралья [Schubert et al., 1979, 1981;

Каша пов, 1985;

Миркин и др., 1985, 1986б,в,д,е;

Денисова и др., 1986а,б;

Klotz, Kck 1984, 1986;

Соломещ, и др., 1989а,б;

Хазиахметов и др., 1989а,б,в;

Федоров, 1991;

Соломещ, Григорьев, 1992;

Соломещ и др., 1992, 1993, 1994;

Кукарина и др., 1996;

Григорьев и др., 2002;

Соломещ и др., 2002;

Филинов и др., 2002;

Мартыненко и др., 2003;

Ямалов и др., 2003, 2004;

Мартыненко, Жигунова, 2004;

Мартыненко и др., 2005]. Основные растительные сообщества Предура лья в системе единиц эколого-флористической классификации по методу Бра ун-Бланке относятся к 133 ассоциациям 47 союзов 27 порядков 17 классов лес ной, степной, луговой, синантропной и болотной растительности, а также рас тительности засоленных почв (табл. 1). Охарактеризовано распространение ас социаций в ботанико-географических районах Предуралья.

Рисунок 1 – Ботанико-географи ческие районы Предуралья по А.А. Мулдашеву [2004] 1–Камско-Таныпский район ши роколиственных, широколиствен но-темнохвойных и сосновых ле сов;

2 – Забельский район широколи ственных лесов;

3 – район широколиственно темнохвойных лесов Уфимского плато;

4 – Северо-восточный лесостеп ной и лесной район;

5 – Предбельский лесостепной район;

6 – Белебеевская возвышенность 7 – Предуральский степной район Таблица Синтаксономическая структура лесной, луговой, степной, синантропной, болотной растительности, а также растительности на засоленных почвах Башкирского Предуралья Количество, шт.

Классы Порядки Ассоци Союзов аций Molinietalia 4 Arrhenatheretalia 2 Molinio-Arhenatheretea Galietalia veri 1 Carici macrourae-Crepidetalia sibiricae 1 Trifolio-Geranietea sanguinei Origanetalia vulgaris 1 Festucetalia valesiacae 4 Festuco-Brometea Onosmetalia 2 Fagetalia sylvaticae 3 Querco-Fagetea Quercetalia pubescentis 1 Vaccinio-Piceetea Piceetalia excelsae 2 Brachypodio pinnati-Betuletea Chamaecytiso ruthenici – Pinetalia sylves 2 pendulae tris Salicetea purpureae Salicetalia purpureae 2 Festuco-Puccinellietea Festuco-Limonietalia 2 Scorzonero-Juncetea gerardii Scorzonero-Juncetalia gerardii 1 Thero-Salicornietea Thero-Salicornietalia 2 Secalietea Secalietalia 1 Sisymbrietalia 4 Chenopodietea Polygono-Chenopodietalia 2 Artemisietalia vulgaris 1 Artemisietea vulgaris Onopordetalia acanthii 2 Achilleetalia millefolii 1 Agropyretea repentis Agropyretalia repentis 1 Plantaginetea majoris Plantaginetalia majoris 1 Agrostietalia stoloniferae 1 Polygono-Artemisietea aus triacae Polygono-Artemisietalia austriacae 1 Alnetalia glutinosae 1 Alnetea glutinosae Salicetalia auritae 1 Примечание - Названия синтаксонов приведены по С.М. Ямалову и др. [2004] ГЛАВА 3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Выявление алкалоидоносных видов. Для анализа наличия и степени содержания алкалоидов в растениях применяли широко используемую методи ку с кремневольфрамовой кислотой [Массагетов, 1947;

Баньковский и др., 1947;

Кучеров, Каримова, 1979;

Чадин и др., 2004] с небольшими модификациями [Федоров и др., 2005]. У травянистых растений анализировали корни и надзем ную часть, у древесных и кустарниковых видов – ветви, образовавшиеся в ре зультате прироста текущего года, и листья. Для анализа использовали части не менее пяти экземпляров растений. Проводился анализ растений основных рас тительных сообществ всех ботанико-географических районов Предуралья.

Анализ содержания суммы алкалоидов в растениях. Для анализа на содержание суммы алкалоидов брали воздушно-сухие измельченные образцы растений весом 50,00 г. Сумму алкалоидов из корней и надземной части расте ний извлекали методом исчерпывающей экстракции [Степаненко, 1957]. В ка честве экстрагентов использовали 70%-ный водный ацетон, 75%-ный этиловый спирт, хлороформ, дихлорэтан. Из экстракта алкалоиды извлекали через серно кислые соли. Содержание суммы алкалоидов определяли гравиметрическим методом.

Возможность ресурсного использования алкалоидоносных видов оценивалась на основе анализа их постоянства и обилия во флористическом со ставе растительных сообществ, описанных в системе эколого-флористической классификации Браун-Бланке и распространения этих сообществ в Предуралье.

ГЛАВА 4 ВЫЯВЛЕНИЕ АЛКАЛОИДОНОСНЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ ВО ФЛОРЕ ПРЕДУРАЛЬЯ При проведении исследований по выявлению алкалоидоносных видов было проанализировано 628 видов, относящихся к 338 родам 88 семейств сосу дистых растений. Алкалоиды обнаружены в корнях или надземной части видов, относящихся к 80 родам 37 семейств. Доля алкалоидоносных видов от общего числа проанализированных видов составила 19,7%, что выше, чем в ря де других регионов России [Макаров, 1965, 1969].

В числе проанализированных видов было 575 травянистых, 25 древесных и 28 кустарниковых видов растений. В древесных видах алкалоиды не обнару жены. Для семи кустарниковых видов (Caragana frutex, Chamaecytisus rutheni cus, Daphne mezereum, Euonymus verrucosa, Genista tinctoria, Rhamnus cathartica, Sambucus sibirica) установлено наличие алкалоидов в листьях и ветвях прироста текущего года.

Таксономические закономерности распространения. Среди обследо ванных видов в основных семействах флоры Башкирского Предуралья пропор ционально большее количество алкалоидоносных видов выявлено в семействе Fabaceae (65,2%), что совпадает с данными зарубежных исследователей [Hazlett, 1998]. Кроме того, большая доля алкалоидоносов обнаружена в семей ствах Ranunculaceae (46,2%), Brassicaceae (37,5%), Caryophyllaceae (28,6%), Scrophulariaceae (24,1%), а также в семействе Asteraceae (10,2%). В крупном семействе Orchidaceae, представители которого, в основном, являются редкими видами, было обследовано только семь видов. Тем не менее, в пяти видах обна ружены алкалоиды. В семействе Poaceae, представители которого обычно счи таются неалкалоидоносными, выявлено три алкалоидоносных вида (Leymus paboanus, Melica altissima, Setaria pumila). Это подтверждает гипотезу о том, что биосинтез алкалоидов имеет место у всех растительных организмов [Mothes, 1965], и у растений, которые обычно являются безалкалоидными, мо жет при определенных условиях проявиться способность к биосинтезу алка лоидов [Ловкова, 1981].

В ряде широко распространенных семейств, таких как Rosaceae, Cyperaceae, Polygonaceae, Rubiaceae, Campanulaceae, алкалоидоносные виды не обнаружены. Алкалоидоносные виды широко распространены в родах Astraga lus, Lathyrus, Linaria, Polygala, Delphinium, Silene, Viola, Senecio, Thalictrum, но не обнаружены в ряде крупных родов, таких как Artemisia, Carex, Galium, Po tentilla, Veronica, Campanula, Centaurea, Equisetum, Geranium, Plantago.

Эколого-ценотические закономерности распространения. Анализ встречаемости выявленных алкалоидоносных видов в растительных сообщест вах Предуралья показал, что, в зависимости от типа сообщества, доля алкалои доносных видов в их флористическом составе может составлять от 8,5% до 23,9% (табл. 2). При этом, доля алкалоидоносных видов была выше в сообще ствах остепненных опушек и степной растительности. В пределах одного типа растительности доля алкалоидоносных видов в сообществах, формируемых в условиях избыточного или повышенного увлажнения, ниже, чем в сообщест вах, приуроченных к ксерофитным местообитаниям.

В целом, доля алкалоидоносных видов (в том числе и с высоким постоян ством) выше в коренных растительных сообществах, состав которых формиру ется в результате конкуренции видов друг с другом, и ниже – в растительных сообществах, состав которых формируется под влиянием природных и антро Таблица Представленность алкалоидоносных видов во флористическом составе различных типов растительных сообществ Предуралья Доля алкалои доносных видов, Типы растительных сообществ % Ресурс Всех ных Луговые сообщества лесных опушек и редколесий 23,9 6, (Trifolio-Geranietea sanguinei) Степные сообщества (Festuco-Brometea) 23,0 6, Сосново-березово-лиственничные леса (Brachypodio pinnati-Betuletea 21,4 10, pendulae) Термофильные дубовые леса (Quercetalia pubescentis) 20,9 9, Бореальные хвойные леса на бедных кислых почвах (Vaccinio-Piceetea) 19,7 6, Лесные луга (Carici macrourae-Crepidetalia sibiricae) 19,4 6, Остепненные луга (Galietalia veri) 19,2 6, Сообщества, представляющие более продвинутые стадии восстанови 18,1 4, тельных сукцессий (Agropyretea repentis и Artemisietea vulgaris) Мезофильные широколиственные леса (Fagetalia sylvaticae) 17,5 5, Мезофильные темнохвойные и смешанные леса неморального типа 16,4 9, (Abietenalia sibiricae) Сообщества, представляющие начальные стадии восстановительных сук 15,7 1, цессий (Chenopodietea) Мезофильные луга на высоких поймах и плакорных участках (Arhenath 14,6 3, eretalia) Сообщества, формирующиеся под влиянием вытаптывания и выпаса 14,1 4, (Plantaginetea majoris, Polygono-Artemisietea austriacae) Пойменные прирусловые ивово-тополевые леса (Salicetea purpureae) 13,3 0, Сегетальные (сорнополевые) сообщества зерновых культур (Secalietea) 12,2 1, Влажные пойменные луга (Molinietalia) 10,2 2, Низинные черноольховые и пушистоберезовые заболоченные леса 10,2 2, (Alnetea glutinosae) Растительность засоленных почв (Thero-Salicornietea, Scorzonero-Juncetea 8,5 1, gerardii, Festuco-Puccinellietea) погенных стрессовых факторов (избыточное увлажнение, засоление почвы, вы таптывание и т.д.).

Алкалоиды не выявлены в древесных лесообразующих видах и в боль шинстве доминантов ненарушенных степных растительных сообществ. Следо вательно, алкалоидоносные виды в этих сообществах являются видами, при спосабливающимися к существованию с доминантами, т.е. ценотическими па тиентами [Работнов, 1983;

Миркин, Наумова, 1998]. Из литературных данных известно, что у видов родов Aconitum и Delphinium в популяциях с большим со держанием алкалоидов в растениях выше темпы сезонного развития в начале периода вегетации [Федоров, 2003]. Некоторые из алкалоидоносных видов (на пример, Aconitum septentrionale под пологом леса) начинают интенсивно разви ваться в начале вегетационного периода до развития основных доминантов рас тительного сообщества. Таким образом, подтверждается предположение [Фе доров, 2006] о том, что алкалоидоносность у растений, видимо, является одним из биохимических механизмов приспособления к совместному произрастанию с более конкурентоспособными видами в коренных сообществах за счет изме нения ритма сезонного развития.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ РЕСУРСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛКАЛОИДОНОСНЫХ ВИДОВ ФЛОРЫ ПРЕДУРАЛЬЯ Анализ распространения в растительных сообществах впервые выявлен ных и ранее известных алкалоидоносных видов, а также распространения этих растительных сообществ в Предуралье (табл. 3), позволил разбить изученные виды на четыре группы по возможности их ресурсного использования (табл. 4).

К группе ресурсных видов отнесены 36 широко распространенных в Пре дуралье видов, в том числе 26 ранее известных и 10 новых алкалоидоносов. В группу возможно ресурсных видов входят 14 известных и 4 новых алкалоидо носных вида, не имеющих широкого распространения в Предуралье, но кото Таблица Распространение некоторых новых и ранее количественно не анализировавшихся ресурсных алкалоидоносных видов в Предуралье Число ассоциаций с участием вида2 Распространение Расти- Синан В союзах растительных сообществ В ботанико Виды1 тельность тропная Луга Леса Степи с высокой представленностью ви- географических рай засолен- расти да3 онах Предуралья ных почв тельность 10(2) 16(7) A-T;

A-P;

L-Q;

T-P ;

Pk;

1, 2, 3, 4, 5, 6, Angelica sylvestris Tm;

L-Q;

Pe;

D-P;

Fv;

An;

A-K;

Caragana frutex 4(1) 7(5) 7(3) 3(1) 2(0) 1, 2, 3, 4, 5, 6, Pb-Ap Carduus nutans 2(0) 7(2) On;

Co- Ag 1, 2, 3, 4, 5, 6, 16(6) 9(2) 2(0) L-Q;

T-P;

Tm;

Pk;

Gs 1, 2, 3, 4, 5, 6, Lathyrus pisiformis Сa;

Ap;

Dc;

Fp;

Cy;

Tm;

Pk;

Gs;

Fv 30(19) 6(0) 1(1) 3(0) 1, 2, 3, 4, 5, 6, Lathyrus pratensis 8(1) 18(15) A-T;

A-P;

L-Q;

Pe;

D-P;

T-P;

Pk 1, 2, 3, 4, 5, 6, Lathyrus vernus 8(1) 2(0) 7(0) Tm 1, 2, 3, 4, 5, 6, Melandrium album Melilotus 4(0) 1(0) 8(1) 1, 2, 3, 4, 5, 6, D-M officinalis Cy;

Tm;

Pk;

A-P;

A-P;

L-Q;

D-P;

T 23(4) 16(8) 2(0) 1, 2, 3, 4, 5, 6, Vicia sepium P Примечания – 1 – Полужирным шрифтом выделены новые алкалоидоносные виды 2 – В скобках – число ассоциаций, в которых встречаемость вида более 60% 3 – Сокращенные названия союзов: A-T – Aconito septentrionalis-Tilion cordatae;

A-P – Aconito septentrionalis-Piceion obovatae;

L-Q – Lathyro-Quercion roboris;

T-P – Trollio europaea-Pinion sylvestris;

Pe – Piceion excelsae;

D-P – Dicrano-Pinion;

An – Alnion incanae;

Сa – Calthion;

Ap – Alopecurion pratensis;

Dc – Deschampsion cespitosae;

Fp – Festucion pratensis;

Cy – Cynosurion;

Tm – Trifolion montani;

Pk – Polygonion krascheninnikovii;

Gs – Geranion sanguinei;

Fv – Festucion valesiacae;

A-K – Artemisio-Kochion;

D-M – Dauco-Melilotion;

On – Onopordion acanthi;

Co-Ag – Convolvulion – Agropyrion repentis;

Pb-Ap – Poo bulbosae-Artemision pauciflorae. Полужирным шрифтом вы делены союзы, в ассоциациях которых алкалоидоносные виды могут встречаться с проективным покрытием более 5% 4 – Названия ботанико-географических районов Предуралья и их границы приведены на рисунке 1. Полужирным шрифтом выде лены районы, где сообщества с участием этого вида являются типичными для района, полужирным шрифтом с подчеркиванием – рай оны, где сообщества с участием этого вида имеют широкое распространение Таблица Группы алкалоидоносных видов флоры Предуралья по возможности их ресурсного использования Алкалоидоносные виды Группы видов Известные Новые Aconitum septentrionale, Adonis vernalis, Asarum europaeum, Astragalus Amoria montana, Angelica sylvestris, Lathyrus danicus, Berteroa incana, Bunias orientalis, Capsella bursa-pastoris, Cara- pisiformis, Lathyrus pratensis, Lathyrus vernus, gana frutex, Carduus crispus, Chamaecytisus ruthenicus, Chelidonium majus, Melandrium album, Melilotus albus, Melilotus Ресурсные виды Euonymus verrucosa, Euphorbia virgata, Lathyrus tuberosus, Linaria vulgaris, officinalis, Vicia cracca, Vicia sepium Medicago falcatа, Oberna behen, Phlomoides tuberosa, Polygonatum multiflo rum, Polygonatum odoratum, Rhinanthus minor, Senecio jacobaea, Thalictrum minus, Thalictrum simplex, Veratrum lobelianum, Vicia tenuifolia Carduus nutans, Cirsium oleraceum, Delphinium elatum, Echinops meyeri, Butomus umbellatus, Silene nutans, Typha latifo Возможно ре- Echinops sphaerocephalus, Genista tinctoria, Gypsophila paniculata, Lilium lia, Petasites radiatus сурсные виды martagon, Medicago romanica, Nuphar lutea, Oxytropis pilosa, Polygala co mosa, Saponaria officinalis Thalictrum flavum Виды, ресурсное Arabis pendula, Aristolochia clematitis, Astragalus austriacus, Astragalus ci- Asparagus officinalis, Asparagus polyphyllus, использование cer, Astragalus glycyphyllos, Astragalus onobrychis, Atragene sibirica, Cy- Astragalus wolgensis, Clausia aprica, Cucubalus которых возмож- noglossum officinale,Delphinium cuneatum, Delphinium dictyocarpum, Ery- baccifer, Laser trilobum, Lathyrus litvinovii, но только при их simum cheiranthoides, Erysimum hieracifolium, Humulus lupulus, Hyoscyamus Lathyrus pallescens, Lathyrus sylvestris, Leymus интродукции в niger, Krascheninnikovia ceratoides, Lepidium ruderale, Reseda lutea, Senecio paboanus, Linaria ruthenica,Melica altissima, плантационную schvetzovii, Senecio vernalis, Silene wolgensis, Solanum dulcamara, Syrenia Sambucus sibirica, Setaria pumila, Vicia sylva культуру montana tica Aconitum nemorosum, Adonis sibirica, Cephalanthera longifolia, Corydalis Allium strictum, Amoria fragifera, Astragalus bulbosa, Cypripedium guttatum, Daphne mezereum, Ephedra distachya, Epi- clerceanus, Astragalus macropus, Astragalus pactis helleborine, Goodyera repens, Lycopodium annotinum, Paris quadrifo- rupifragus, Linaria altaica, Linaria bieberstenii, Нересурсные lia, Platanthera bifolia, Polygala sibirica, Rhamnus cathartica, Viola ambigua, Pedicularis kaufmannii, Pedicularis uralensis, виды Viola collina, Zigadenus sibiricus Polygala hybrida, Polygala vulgaris, Ranunculus auricomus, Silene baschkirorum, Succisa praten sis, Tragopogon orientalis, Viola hirta рые можно рассматривать как ресурсные с учетом их широкого рас пространения в других частях Республики Башкортостан. Так, виды Petasites radiatus, Thalictrum flavum, Cirsium oleraceum, Delphinium elatum, Medicago ro manica, Lilium martagon широко распространены в горно-лесной зоне респуб лики;

виды Gypsophila paniculata, Oxytropis pilosa, Echinops meyeri, Echinops sphaerocephalus имеют большое распространение в Зауралье и на Зилаирском плато, а Carduus nutans, Genista tinctoria, Polygala comosa, Saponaria officinalis и Silene nutans - в горно-лесной зоне и в Зауралье.

Группу видов, ресурсное использование которых возможно только при их интродукции в плантационную культуру, составляют 22 известных и 15 новых алкалоидоносных видов, не имеющих большого распространения в Предуралье.

В большинстве случаев это достаточно крупные растения (Arabis pendula, Aris tolochia clematitis, Astragalus glycyphyllos и др.), которые в плантационной куль туре могут давать значительный урожай. В их число входит также ряд одно- и двухлетних видов (Erysimum cheiranthoides, Reseda lutea, Syrenia montana и др.), при посеве которых можно быстро получить урожай. В целом, для оценки пер спективности введения видов этой группы в культуру необходимы дальнейшие детальные исследования состава и содержания в них алкалоидов.

К нересурсным видам были отнесены 17 известных и 16 новых алкалои доносных видов. В эту группу входят широко распространенные мелкие расте ния (Corydalis bulbosa, Viola hirta, Ranunculus auricomus и др.), более редкие мелкие растения (Polygala sibirica, Polygala hybrida, Polygala vulgaris и др.) и многолетние некрупные растения, которые сложно заготавливать в природе и которые не могут дать большого урожая при введении в плантационную куль туру (Aconitum nemorosum, Linaria altaica, Zigadenus sibiricus, Silene baschki rorum и др.). К этой группе отнесены также трудно вводимые в плантационную культуру Lycopodium annotinum и виды семейства Orchidaceae. В случае выде ления из некоторых видов этой группы ценных алкалоидов может возникнуть ситуация, когда их интродукция в плантационную культуру будет, тем не ме нее, рентабельна.

ГЛАВА 6 РЕЗУЛЬТАТЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ АЛКАЛОИДОВ В ВИДАХ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ ПРЕДУРАЛЬЯ Содержание суммы алкалоидов определялось, прежде всего, в новых алка лоидоносных видах, для которых по реакции с кремневольфрамовой кислотой можно было предположить наличие алкалоидов в значительных количествах (табл. 5). Кроме того, были проанализированы некоторые известные алкалоидо Таблица Содержание алкалоидов в новых алкалоидоносных видах во флоре Предуралья Содержание алкалоидов, в % от сухой массы Вид Фенофаза Надземная Корни Ветви Листья часть конец цв.

Amoria fragifera 1,09 0, пл.

Amoria montana 0,05 0, пл.

Angelica sylvestris 0 0, пл.

Asparagus officinalis 0,16 0, бут.

Laser trilobum 0,21 0, цв.

Lathyrus litvinovii 0,29 0, пл.

Lathyrus pallescens 0,14 0, пл.

Lathyrus pisiformis 0,45 0, нач. пл.

Lathyrus pratensis 0,15 0, пл.

Lathyrus vernus 0, пл.

Melandrium album 0,08 0, пл.

Melica altissima 0,42 0, цв.

Melilotus albus 0,07 0, цв.

Melilotus officinalis 0,03 0, пл.

Pedicularis kaufmannii 0, цв.

Polygala wolfgangiana 0,36 0, цв.

Ranunculus auricomus 0,38 0, вег.

Sambucus sibirica 0,34 0, нач. пл.

Silene baschkirorum 0,08 0, пл.

Silene nutans 0, пл.

Typha latifolia 0, пл.

Vicia sepium 0, пл.

Vicia sylvatica 0, пл.

Viola hirta 0,07 0, Примечание – цв. – цветение;

нач. пл. – начало плодоношения;

пл. – плодоношение;

вег. – вегетация;

бут. – бутонизация;

конец цв. – конец цветения доносы (в основном – виды, для которых в литературе приведены данные толь ко о факте наличия в них алкалоидов [Растительные ресурсы..., 1985, 1986, 1987, 1988, 1990, 1991, 1993, 1994, 1996;

Шакиров и др., 1996]).

Всего на содержание суммы алкалоидов в растениях проанализировано 43 вида, относящихся к 31 роду 18 семейств сосудистых растений. В их число входили 24 новых (табл. 5) и 19 ранее известных алкалоидоносных видов. Сре ди проанализированных видов очень высокое содержание алкалоидов (более 1%) обнаружено только у Amoria fragifera (табл. 5). Однако, в связи с тем, что образцы растений большинства видов были собраны на стадиях цветения или плодоношения, содержание алкалоидов в них до начала цветения может быть значительно выше [Орехов, 1955]. Таким образом, в качестве сырья для произ водства медицинских препаратов можно рассматривать еще 14 известных и новых проанализированных видов с содержанием алкалоидов более 0,1%. По содержанию алкалоидов в корнях и надземной части растений ресурсные и лег коинтродуцируемые виды были разделены на 3 группы по перспективности их использования в качестве сырья для производства медицинских препаратов (табл. 6). К числу потенциальных источников сырья для производства меди цинских препаратов были отнесены виды с содержанием суммы алкалоидов в корнях или надземной части от 0,1 до 0,19 %. Можно предположить, что на других стадиях сезонного развития в некоторых из них содержание суммы ал калоидов может быть выше, и для окончательной оценки возможности их ре сурсного использования необходимы дополнительные исследования. К числу возможно перспективных источников для производства медицинских препара тов отнесены виды, в которых содержание суммы алкалоидов составляет от 0, до 0,5%. Вопрос о возможности их ресурсного использования должен решаться, прежде всего, с учетом ценности содержащихся в них алкалоидов. Среди ранее изученных алкалоидоносных видов этой группы наибольший интерес пред ставляет, с нашей точки зрения, Chamaecytisus ruthenicus, являющийся источ ником ценных хинолизидиновых алкалоидов [Растительные ресурсы…, 1987;

Соколов и др., 2004], и Astragalus glycyphyllos, экстракты которого оказывают гипотензивное и противоопухолевое действия [Айзенман, 1963;

Ибрагимова, 1975]. Из новых алкалоидоносных видов этой группы представляют интерес Lathyrus pisiformis и Vicia sylvatica, а из впервые количественно проанализиро ванных алкалоидоносных видов – Carduus nutans. Эти виды используются в на родной медицине [Растительные ресурсы…, 1987, 1993], и их фармакологиче ские свойства, возможно, связаны с наличием в них алкалоидов.

К числу перспективных источников сырья для медицинских препаратов отнесены виды с высоким (более 0,5%) содержанием суммы алкалоидов в рас тениях. Среди них наиболее перспективными являются виды Aconitum septen trionale, Delphinium cuneatum, Delphinium dictyocarpum, содержащие ценные дитерпеновые алкалоиды с выраженными антиаритмическими, аритмогенными, Таблица Группы алкалоидоносных видов флоры Предуралья по перспективности их использования в качестве сырья для производства медицинских препаратов Степень перспективности использования потенциально возможно перспектив перспективные Группы перспективные ные видов Содержание алкалоидов, в % от сухой массы Более 0,5% 0,2-0,5% 0,1 – 0,19% Adonis vernalis, Carduus nutans, Aconitum septentrionale, Angelica sylves- Chamaecytisus rutheni- Berteroa incana, Capsella tris, Lathyrus cus, Caragana frutex, bursa-pastoris, Chelidonium Lathyrus pisiformis, majus, Delphinium elatum, pratensis, Ресурсные и Lathyrus ver- Linaria vulgaris, Echinops meyeri, Echinops возможно ре- nus, Melan- Melilotus officinalis, sphaerocephalus;

Genista tinc сурсные drium abum, Polygonatum odoratum, toria, Lilium martagon Phlo Melilotus albus, Petasites radiatus moides tuberose, Senecio jaco baea, Thalictrum minus, Thalic Vicia sepium trum simplex, Veratrum lobe lianum Виды, ресурсное Asparagus offi- Astragalus glycyphyllos, Astragalus cicer, Cynoglossum использование cinalis, Aris- Laser trilobum, Lathy- officinale, Delphinium cunea которых воз- tolochia clemati- rus litvinovii, Lathyrus tum, Delphinium dictyocarpum, можно только tis, Kraschenin- pallescens, Melica altis- Hyoscyamus niger Syrenia при их интро- nikovia cera- sima, Sambucus si- montana, Thalictrum flavum дукции в план- toides, Reseda birica, Senecio vernalis, тационную lutea Solanum dulcamara, культуру Vicia sylvatica Примечание – Полужирным шрифтом выделены новые алкалоидоносные виды противовоспалительными, ганглиоблокирующими и другими свойствами, и ви ды рода Thalictrum, содержащие изохинолиновые алкалоиды, обладающие про тивовоспалительной, гипотензивной, противоопухолевой активностью [Юну сов, 1997].

ВЫВОДЫ 1. Проанализировано 628 видов, относящихся к 338 родам 88 семейств высших сосудистых растений флоры Предуралья. Выявлено 124 алкалоидонос ных вида, из которых 79 – известные алкалоидоносные виды, а в 45 видах алка лоиды ранее не выявлялись.

2. Среди обследованных видов в основных семействах флоры Предуралья пропорционально большее количество алкалоидоносных видов присутствует в семействах Fabaceae, Ranunculaceae, Brassicacea, Caryophyllaceae, Scrophulariaceae. В ряде широко распространенных семейств, таких как Rosaceae, Cyperaceae и Polygonaceae, не обнаружены виды с неследовым со держанием алкалоидов в корнях или надземной части растений.

3. Алкалоиды не выявлены в древесных лесообразующих видах и в ос новных доминантах травяного яруса ненарушенных степных растительных со обществ, таким образом, алкалоидоносные виды в ненарушенных коренных растительных сообществах являются ценотическими патиентами.

4. Анализ встречаемости алкалоидоносных видов в основных типах расти тельных сообществ Башкирского Предуралья показал, что, в зависимости от типа сообщества, доля алкалоидоносных видов во флористическом составе варьирует от 8,5% до 23,9%. В целом, доля алкалоидоносных видов выше в ко ренных растительных сообществах, состав которых формируется в результате конкуренции видов друг с другом (леса, степи, остепненные опушки), и ниже – в растительных сообществах, состав которых формируется под влиянием при родных и антропогенных стрессовых факторов (избыточное увлажнение, засо ление почвы, вытаптывание и т.д.).

5. Анализ распространения в растительных сообществах алкалоидонос ных видов со средним и высоким содержанием алкалоидов в растениях и рас пространения растительных сообществ с участием алкалоидоносных видов в Предуралье позволил выявить 43 ресурсно-перспективных вида и 29 видов, не имеющих достаточно широкого распространения, но легко вводимых в планта ционную культуру.

6. На основе данных о содержании суммы алкалоидов в ресурсно перспективных и легко интродуцируемых растениях выделены три группы ви дов с различной перспективностью их использования в качестве сырья для про изводства медицинских препаратов. Из ранее известных алкалоидоносных ви дов наиболее перспективны виды родов Aconitum, Delphinium, Thalictrum;

из новых видов - Lathyrus pisiformis и Vicia sylvatica;

из известных, но впервые ко личественно проанализированных алкалоидоносных видов – Carduus nutans.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации 1. Федоров Н.И., Михайленко О.И., Лугманова М.Р. Выявление алка лоидоносных растений в горно-лесостепной зоне Южного Урала // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. «Растительные ресурсы: опыт, проблемы и перспек тивы» (Бирск, 20–22 января 2005 г.). – Бирск: Гос. пед. ин-т, 2005. – С. 33-34.

2. Михайленко О.И., Блинов М.А., Лугманова М.Р., Федоров Н.И. Ре сурсно-перспективные алкалоидоносные виды флоры горно-лесостепной зоны Южного Урала // Материалы международ. науч.-технич. конф. «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук» (Уфа, 25 апреля 2005 г.).– Уфа, 2005. – С. 289-292.

3. Федоров Н.И., Михайленко О.И., Мулдашев А.А., Лугманова М.Р. Ре зультаты выявления алкалоидоносных видов во флоре Южного Урала // Фун даментальные основы управления биологическими ресурсами. – М.: Товарище ство научных изданий КМК, 2005. – С. 203-210.

4. Лугманова М.Р., Федоров Н.И, Михайленко О.И., Уралова Е.А. Выяв ление алкалоидоносных растений во флоре Предуралья // Материалы III меж дународ. науч. конф. «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 25-27 мая 2006 г.). – Оренбург, 2006. – С. 83-84.

5. Лугманова М.Р. Эколого-ценотические закономерности распределе ния алкалоидоносных видов в Предуралье // Материалы Всероссийской науч.

конф. «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 25- июня 2006 г.). – Саратов, 2006. – С. 132-133.

6. Лугманова М.Р., Уралова Е.А. Редкие виды, как потенциальные ис точники новых медицинских препаратов на основе алкалоидов // Материалы I(IХ) международ. конф. молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт Петербург, 21-26 мая 2006 г.). – Санкт-Петербург, 2006. – С. 257.

7. Лугманова М.Р., Уралова Е.А. Выявление алкалоидоносных видов в растениях семейства Fabaceae // Материалы I(IХ) международ. конф. молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 21-26 мая 2006 г.). – Санкт Петербург, 2006. – С. 257.

8. Федоров Н.И., Михайленко О.И., Лугманова М.Р. Результаты выявле ния алкалоидоносных видов во флоре горно-лесостепной зоны Южного Урала //Материалы 6-й научной конф. «Фитотерапия, биологически активные вещест ва естественного происхождения в современной медицине» (Черноголовка, 14 15 декабря 2006 г.). – Черноголовка, 2006. – С. 282-285.

9. Лугманова М.Р., Федоров Н.И, Михайленко О.И., Уралова Е.А. Алка лоидоносные растения во флоре заповедника «Шульган-таш» // Изучение запо ведной природы Южного Урала: Сборник научных трудов. Вып.2. – Уфа: Изда тельский дом ООО «Вили Окслер», 2006. – С. 129-137.

10. Лугманова М.Р., Музафаров А.М., Михайленко О.И., Федоров Н.И.

Результаты выявления алкалоидоносных видов во флоре горно-лесостепной зо ны Южного Урала // Вестник Башкирского университета. – Уфа, 2007. –№ 1. – С. 41-42 (принято в печать 22 декабря 2006 года).

11. Лугманова М.Р., Абдульменова Л. С. Новые алкалоидоносные расте ния Предуралья // Материалы XIV международ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 11-14 апреля 2007г.). – Москва, 2007. – С. 81.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.