Первые сведения о низкомолекулярном метаболоме Lobelia dortmanna (Campanulaceae, Magnoliophyta), произрастающем на Северо-Западе Российской Федерации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии впервые исследован компонентный состав низкомолекулярного метаболома (НМ) реликтового водного макрофита, занесeнного в Красные книги Российской Федерации и Республики Беларусь, Lobelia dortmanna L. (Campanulaceae, Magnoliophyta), произрастающей на северо-западе Вологодской обл. Выявлено 127 летучих низкомолекулярных органических соединений, включая 13 мажорных соединений, достигающих 77.23% общей концентрации летучих низкомолекулярных органических соединений (198.75 мкг/г сухой массы растения). В составе НМ преобладали карбоновые кислоты и углеводороды. Присутствие в составе НМ L. dortmanna большого числа биологически активных метаболитов с высокой концентрацией может свидетельствовать о значительном влиянии данного растения на гидробиоценозы литоральной зоны олиготрофных озер. Дальнейшие исследования НМ водных макрофитов олиготрофных озер позволят оценить фоновые характеристики природной среды для более эффективного мониторинга экологического состояния водных объектов Северо-Запада РФ и рационального использования их биологических ресурсов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Чернова

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nuphar@mail.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

Д. А. Филиппов

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: nuphar@mail.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.

Е. А. Курашов

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук; Институт озероведения Российской академии наук, обособленное подразделение СПб ФИЦ РАН

Email: nuphar@mail.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская обл.; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Воронин Л.В., Копытина Н.И. 2023. Микобиота отмерших фрагментов тростника, погруженных в воду (Ярославская обл., Россия) // Биология внутр. вод. № 1. С. 20. https://doi.org/10.31857/S0320965223010199
  2. Калашников В.П. 1939. О содержании алкалоидов в культивируемых и дикорастущих видах лобелии // Фармация. № 2–3. С. 24.
  3. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). 2008. М.: Тов-во науч. изданий КМК.
  4. Курашов Е.А., Крылова Ю.В., Егорова А.А. и др. 2018. Перспективы использования низкомолекулярного метаболома водных макрофитов для индикации экологического состояния водных экосистем // Вода: химия и экология. № 1–3. С. 68.
  5. Мазнев Н.И. 2012. Высокоэффективные лекарственные растения. Большая энциклопедия. М.: Эксмо.
  6. Ткачев А.В. 2008. Исследование летучих веществ растений. Новосибирск: Издательско-полиграфическое предприятие “Офсет”.
  7. Филиппов Д.А., Бобров Ю.А., Чхобадзе А.Б., Левашов А.Н. 2016. Lobelia dortmanna (Lobeliaceae) в Вологодской области // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та. Сер. 3. Биология. Вып. 1. С. 84. https://doi.org/10.21638/spbu03.2016.106
  8. Alamgir A.N.M. 2018. Therapeutic use of medicinal plants and their extracts: V. 2. Phytochemistry and bioactive compounds. Springer Int. Publ. AG. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92387-1
  9. Bálványos I., Kursinszki L., Bányai P., Szöke É. 2004. Analysis of polyacetylenes by HPLC in hairy root cultures of Lobelia inflata cultivated in bioreactor // Chromatographia. V. 60. P. 235. https://doi.org/10.1365/s10337-004-0188-x
  10. Barceló-Coblijn G., Murphy E.J. 2009. Alpha-linolenic acid and its conversion to longer chain n–3 fatty acids: Benefits for human health and a role in maintaining tissue n–3 fatty acid levels // Progress in Lipid Res. V. 48. № 6. P. 355. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2009.07.002
  11. Chen M.-W., Chen W.-R., Zhang J.-M. et al. 2014. Lobelia chinensis: chemical constituents and anticancer activity perspective // Chin. J. Nat. Med. V. 12. № 2. P. 103. https://doi.org/10.1016/S1875-5364(14)60016-9
  12. Cocks M.L., Moller V. 2002. Use of indigenous and indigenized medicines to enhancepersonal well-being: a South African case study // Soc. Sci. Med. V. 54. № 3. P. 387. https://doi.org/10.1016/s0277-9536(01)00037-5
  13. Erickson B.J., Young A.M., Strand M.A., Erickson E.H. 1987. Pollination biology of Theobroma and Herrania (Sterculiaceae): II. Analyses of floral oils // Insect Sci. and Its Appl. V. 8. № 3. P. 301. https://doi.org/10.1017/S1742758400005282
  14. Farmer A.M., Spence D.H.N. 1987. Environmental control of the seasonal growth of the submersed aquatic macrophyte Lobelia dortmanna L. // New Phytol. V. 106. № 2. P. 289. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1987.tb00144.x
  15. Folquitto D.G., Swiech J.N.D., Pereira C.B. et al. 2019. Biological activity, phytochemistry and traditional uses of genus Lobelia (Campanulaceae): A systematic review // Fitoterapia. V. 134. P. 23. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2018.12.021
  16. Fukuda H., Takeshima F., Akazawa Y. et al. 2015. Mo 1694 Potential role of palmitoleate in inflammatory bowel disease // Gastroenterology. V. 148. № 4. Suppl. 1. S. 687. https://doi.org/10.1016/S0016-5085(15)32324-6
  17. Glover E.D., Rath J.M., Sharma E. et al. 2010. A multicenter phase 3 trial of lobeline sulfate for smoking cessation // Am. J. Health Behav. V. 34. № 1. P. 101. https://doi.org/10.5993/ajhb.34.1.12
  18. Ishimaru K., Yonemitsu H., Shimomura K. 1991. Lobetyolin and lobetiolfom hairy root culture of Lobelia inflata // Phytochemistry. V. 30. № 7. P. 2255. https://doi.org/10.1016/0031-9422(91)83624-T
  19. Ishimaru K., Arakawa H., Yamanaka M., Shimomura K. 1994. Polyacetylenes in Lobelia sessilifolia hairy roots // Phytochemistry. V. 35. № 2. P. 365. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)94765-4
  20. Joshi S., Mishra D., Bisht G., Khetwal K.S. 2011. Essential oil composition and antimicrobial activity of Lobelia pyramidalis Wall. // EXCLI. J. V. 10. P. 274.
  21. Kang L., Gao X.-H., Liu H.-R. et al. 2018. Structure–activity relationship investigation of coumarin–chalcone hybrids with diverse side-chains as acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase inhibitors // Mol. Diversity. V. 22. P. 893. https://doi.org/10.1007/s11030-018-9839-y
  22. Kim K.-B., Nam Y.A., Kim H.S. et al. 2014. α-Linolenic acid: Nutraceutical, pharmacological and toxicological evaluation // Food and Chem. Toxicol. V. 70. P. 163. https://doi.org/10.1016/j.fct.2014.05.009
  23. Kuo P.-Ch., Hwang T.-L., Lin Y.-T. et al. 2011. Chemical constituents from Lobelia chinensis and their anti-virus and anti-inflammatory bioactivities // Arch. Pharm. Res. V. 34. № 5. P. 715. https://doi.org/10.1007/s12272-011-0503-7
  24. Kurashov E.A., Krylova J.V., Mitrukova G.G., Chernova A.M. 2014. Low-molecular-weight metabolites of aquatic macrophytes growing on the territory of Russia and their role in hydroecosystems // Contemp. Probl. Ecol. V. 7. № 4. P. 433. https://doi.org/10.1134/S1995425514040064
  25. Kurashov E.A., Mitrukova G.G., Krylova J.V. 2018. Interannual variability of low-molecular metabolite composition in Ceratophyllum demersum (Ceratophyllaceae) from a floodplain lake with a changeable trophic status // Contemp. Probl. Ecol. V. 11. № 2. P. 179. https://doi.org/10.1134/S1995425518020063
  26. Kurashov E., Krylova J., Protopopova E. 2021. The Use of Allelochemicals of Aquatic Macrophytes to Suppress the Development of Cyanobacterial “Blooms” // Plankton Communities. L.: Intech Open. https://doi.org/10.5772/intechopen.95609
  27. Lewicka-Rataj K., Świątecki A., Górniak D. 2018. The efect of Lobelia dortmanna L. on the structure and bacterial activity of the rhizosphere // Aquat. Bot. V. 145. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2017.11.003
  28. Merino J., Sala-Vila A., Plana N. et al. 2016. Serum palmitoleate acts as a lipokine in subjects at high cardiometabolic risk // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. V. 26. № 3. P. 261. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2015.12.008
  29. Nakai S., Zou G., Okuda T. et al. 2012. Polyphenols and fatty acids responsible for anti-cyanobacterial allelopathic effects of submerged macrophyte Myriophyllum spicatum // Water Sci. Technol. V. 66. № 5. P. 993. https://doi.org/10.2166/wst.2012.272
  30. Nogueira P.C. de L., Bittrich V., Shepherd G.J. et al. 2001. The ecological and taxonomic importance of flower volatiles of Clusia species (Guttiferae) // Phytochem. V. 56. P. 443.
  31. Philippov D.A., Ivicheva K.N., Makarenkova N.N. et al. 2022. Biodiversity of macrophyte communities and associated aquatic organisms in lakes of the Vologda Region (north-western Russia) // Biodiversity Data J. V. 10. e77626. https://doi.org/10.3897/BDJ.10.e77626
  32. Rad H.M., Eslami M., Ghanie A. 2016. Palmitoleate enhances quality of rooster semen during chilled storage // Animal Reproduction Sci. V. 165. P. 38. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2015.12.003
  33. Rex J.R.S., Sreeraj K., Nadar M.S.A.M. 2015. Qualitative Phytoconstituent Profile of Lobelia trigona Roxb Extracts // Int. J. Pharm. Tech. Res. V. 8. № 10. P. 47.
  34. Shibano M., Tsukamoto D., Masuda A. et al. 2001. Two new pyrrolidine alkaloids, radicamines A and B, as inhibitors of a-glucosidase from Lobelia chinensis Lour. // Chem. Pharm. Bull. V. 49. № 10. P. 1362. https://doi.org/10.1248/cpb.49.1362
  35. Sivakumar R., Jebanesan A., Govindarajan M., Rajasekar P. 2011. Larvicidal and repellent activity of tetradecanoic acid against Aedes aegypti (L.) and Culex quinque fasciatus (Say.) (Diptera: Culicidae) // Asian Pac. J. Trop Med. V. 4. № 9. P. 706. https://doi.org/10.1016/S1995-7645(11)60178-8
  36. Stolom S., Oyemita I.A., Matewu R. et al. 2016. Chemical and biological studies of Lobelia flaccida (C. Presl) A.DC leaf: a medicinal plant used by traditional healers in Eastern Cape, South Africa // Trop. J. Pharm. Res. V. 15. № 8. P. 1715. https://doi.org/10.4314/tjpr.v15i8.17
  37. Sun J., Wu X., Gan J. 2015. Uptake and Metabolism of Phthalate Esters by Edible Plants // Environ. Sci. Technol. V. 49. № 14. P. 8471. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b01233
  38. Tamboli A.M., Rub R.A., Ghosh P., Bodhankar S. 2012. Antiepileptic activity of lobeline isolated from the leaf of Lobelia nicotianaefolia and its effect on brain GABA level in mice // Asian Pac. J. Trop. Biomed. V. 2. № 7. P. 537. https://doi.org/10.1016/S2221-1691(12)60092-6
  39. Vigneshwaran V., Somegowda M., Pramod S. 2014. Pharmacological evaluation of analgesic and antivenom potential from the leaves of folk medicinal plant Lobelia nicotianaefolia // Amer. J. of Phytomedicine and Clinical Therapeutics. V. 2. № 12. P. 1404.
  40. Wang H.Q., Zhu H.J., Zhang L.Y. et al. 2014. Identification of antialgal compounds from the aquatic plant Elodea nuttallii // Allelopathy J. V. 34. № 2. P. 207.
  41. Wu Y., Li R., Hildebrand D.F. 2012. Biosynthesis and metabolic engineering of palmitoleate production, an important contributor to human health and sustainable industry // Progress in Lipid Res. V. 51. № 4. P. 340. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2012.05.001
  42. Zhao G., Etherton T.D., Martin K.R. et al. 2004. Dietary α-linolenic acid reduces inflammatory and lipid cardiovascular risk factors in hypercholesterolemic men and women // J. Nutr. V. 134. № 11. P. 2991. https://doi.org/10.1093/jn/134.11.2991
  43. Zhou W., Wang H., Chen L. et al. 2017. Heterotrophy of filamentous oleaginous microalgae Tribonema minus for potential production of lipid and palmitoleic acid // Bioresour. Technol. V. 239. P. 250. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.05.045
  44. Zhu X., Dao G., Tao Y. et al. 2021. A review on control of harmful algal blooms by plant-derived allelochemicals // J. Hazardous Mat. V. 401. P. 123403. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123403

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Приложение
Скачать (239KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024