CC BY
42
Проведенные исследования подтверждают целесообразность культивирования этого сорта для получения ценного эфирного масла, которое может быть использовано в производстве парфюмерно-косметической продукции, в пищевой промышленности для ароматизации напитков и в качестве натурального консерванта.
Выводы
Определён компонентный состав эфирного масла Elsholtzia stauntonii сорта Розовое Облако, идентифицировано 30 компонентов. Установлено, что доминирующими компонентами являются розфуран - 41,1%, розфуранэпоксид - 24,0% и кариофиллен - 8,5%. Эфирное масло может быть использовано в парфюмерно-косметической и пищевой промышленности.
Список литературы
1. Гинзберг А.С. Упрощенный способ определения количества эфирного масла в эфироносах // Химико-фармацевтическая промышленность. - 1932. - № 8-9. - С. 326329.
2. Дмитриев Л.Б., Бакова Н.Н., Клюев Н.А., Машанов В.И., Грандберг И.И. Компонентный состав эфирного масла Elsholtzia stauntonii Benth // Изв. Тимирязевской с.-х. акад. - М: Агропромиздат. - Вып.5. - 1987. - С. 167-170.
3. Машанов В.И., Андреева Н.Ф., Машанова Н.С., Логвиненко И.Е. Новые эфирномасличные культуры. - Симферополь: Таврия, 1988. - С. 145-150.
4. Работягов В.Д., Хлыпенко Л.А., Бакова Н.Н., Машанов В.И. Аннотированный каталог эфирномасличных, пряно-ароматических и пищевых растений коллекции Никитского ботанического сада. - Ялта, 2007. - С. 45.
5. Jennings W., Shibamoto T. Qualitative analysis of flavor and fragrance volatites by glass capillary gas chromatography. - NewYork: Academie Press, 1980. - 472 p.
Статья поступила в редакцию 18.11.2015 г.
Khlypenko L.A., Oryol T.I. Component composition of Elsholtzia stauntonii essential oil, Rozovoye oblako cultivar. // Bull. of the State Nikit. Botan. Gard. - 2016. - № 118. - Р. 23-27.
The article presents data about mass fraction and component composition of Elsholtzia stauntonii essential oil, Rozovoye oblako cultivar, and recommendations for use it in perfume and cosmetic industries.
Key words: Elsholtzia stauntonii; cultivar; essential oil; component composition; rosefuran.
УДК 581.82:581.135.3
К ВОПРОСУ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ НАКОПЛЕНИЯ ЭФИРНОГО МАСЛА В ЛЕПЕСТКАХ ROSA (ROSACEAE) И МИЦЕЛИИ EREMOTHECIUM
(EREMOTHECIACEAE)
Елена Федоровна Семенова, Анастасия Иосифовна Шпичка, Елена Викторовна Преснякова, Наталия Александровна Меженная
Пензенский государственный университет, г. Пенза 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40 sef1957@mail.ru
Плантационное выращивание розы эфирномасличной не способно удовлетворить увеличивающийся спрос промышленности, что ведет к возрастанию интереса к штаммам грибов
Eremothecium ashbyi и E. gossypii. Были выявлены особенности секреторных структур видов розы и штаммов эремотеция. Исследование аспектов биосинтеза, накопления и выделения эфирного масла розового направления запаха важны как для разработки способов его получения, так и для характеристики биологической роли вторичных метаболитов розы и эремотеция.
Ключевые слова: эфирное масло; маслонакопление; сферосомы; секреторные структуры; Rosa; Eremothecium
Введение
Эфирномасличные культуры объединяют довольно обширную группу растений, отличительной особенностью которых является способность к биосинтезу и накоплению эфирных масел. Одним из растений, масло которого высоко ценят во всем мире на протяжении тысячелетий, является роза (Rosa L.). В эфирномасличном производстве наибольшее распространение получили роза дамасская (R. damascena Mill.), роза французская (R. gallica L.), роза белая (R. alba L.), роза столепестная (R. centifolia L.), а также гибриды и сорта на их основе [9, 13].
Однако в настоящее время в связи с ограничениями, обусловленными сильным влиянием экологических факторов и трудоемкостью, плантационное выращивание не способно удовлетворить в полном объеме увеличивающийся спрос пищевой, парфюмерно-косметической, химико-фармацевтической промышленности на натуральные душистые вещества, что ведет к возрастанию интереса к альтернативным источникам их получения. Было выявлено, что количество синтезированного масла в клеточной культуре розы на порядок ниже, чем в лепестках интактного растения. При этом состав экстрагируемых масел отличался от традиционного розового масла. В 90-е годы прошлого века была показана возможность получения ароматического продукта на основе штаммов гомоталличных аскомицетов Eremothecium ashbyi Guilliermond и E. gossypii Kurtzman, сходного по составу с эфирным маслом из свежих цветков розы [2, 3, 10, 13].
Тем не менее, в ранних работах вопросы, связанные с процессами накопления эфирного масла на клеточном уровне у изучаемых организмов, в сравнительном аспекте не были рассмотрены и представляют большой интерес [10]. Целью исследования являлось проведение сравнительного анализа структурных особенностей организации накопления эфирного масла у Rosa и Eremothecium, состава и количества синтезируемых веществ на разных стадиях их развития.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования служили виды Rosa: R. alba L., R. centifolia L., R. gallica L., R. damascena Mill., R rugosa Thunb., R canina L., R. cinnamomea L., R. odessiana hort., R. lutea Mill., штаммы E. ashbyi Guilliermond: BKMF-124, BKMF-3009, BKMF-4565D, BKMF-4566D, BKnMF-36, ВКПМБ-340 и E. gossypii Kurtzman: BKMF-2627, BKMF-3276, различающиеся уровнем синтеза и накопления монотерпеновых и ароматических спиртов как главных компонентов эфирного масла розового направления запаха.
Исследования проводились на растениях, выращенных в коллекционных участках (поселок Крымская Роза Белогорского района Республики Крым), расположенных в северной предгорной части Крымского полуострова, а также в условиях Ботанического сада им. И.И. Спрыгина (г. Пенза). Растительный материал фиксировали в поздние фазы онтогенеза (генеративный период, фазы бутонизации и цветения) в ацеталкоголе (1:3) и 6% формалине; поперечные срезы приготовлялись бритвой от руки или с использованием замораживающего микротома по общепринятой методике [6].
Микромицеты поддерживали на скошенных соево-сахарозном, картофельно-глюкозном, глюкозо-пептонном с дрожжевым экстрактом агарах, средах Сабуро и Чапека, сусло- и мальт-агарах. Культивирование штаммов осуществлялось в жидких питательных средах и условиях в соответствии с ранее опубликованными работами [10].
Микроскопию нативных и окрашенных метиленовым синим, йодом, суданом III, черной тушью препаратов осуществляли с использованием микроскопов МИКМЕД-1, БИОМЕД-6 (кратность увеличения 4, 10, 40, 100). Фотографирование микро- и макрообъектов проводили цифровыми фотокамерами Nikon Coolpix 2500, Nikon Coolpix 6300, Panasonic DMC-FX100. Описания микропрепаратов составлены в соответствии с современной методической и справочной литературой [6].
Образцы для электронной микроскопии (24, 36, 48, 56, 64 ч культивирования микромицета) готовили, используя в качестве фиксатора 5%-ный раствор глутаральдегида в фосфатном буфере (рН 5,8-7,0, в зависимости от рН культуральной жидкости на определенной стадии развития изучаемого штамма). Фиксацию проводили в течение 24 ч, после чего материал отмывали фосфатным буфером в течение 10 минут и дофиксировали 1,0-1,5 ч 1%-ным водным раствором OsO4. Затем осуществляли стандартную электронно-микроскопическую проводку и заливку, включающую дополнительное контрастирование в течение 12 ч в 5%-ном уранилацетате, приготовленном на 70%-ном этаноле. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме, окрашивали цитратом свинца по Рейнольдсу 5 мин и исследовали под микроскопом JEM-100 C при увеличении в 15.. .41 тыс. раз.
Для количественного определения эфирного масла использовали методику, изложенную в Государственной фармакопее (ГФ XI) [4], или гравиметрию после экстракции органическим растворителем сырья в трехкратной повторности с последующим его удалением при помощи роторного испарителя под вакуумом. Определение компонентного состава масла проводилось на газовом хроматографе с полярной колонкой и пламенно-ионизационным детектором.
Экспериментальные данные математически обрабатывали по Г.Ф. Лакину [5], уровень значимости р=0,95.
Результаты и обсуждение
Результаты анатомического изучения лепестков роз (шиповников) в момент их раскрытия показали, что адаксиальные эпидермальные клетки многоугольные, плотно прилегают друг к другу, вытягиваются в сосочки конусовидной формы, покрыты кутикулой, морщинистость которой сильно выражена; абаксиальные клетки удлиненной формы со слабоизвилистыми или прямыми стенками и кутикулой (рис. 1). Отдельные группы адаксиальных сосочковидных (у R. alba, R. gallica, R. damascena также и абаксиальных) эпидермальных клеток способны синтезировать и секретировать эфирное масло, которое скапливается в мелкокапельном состоянии под кутикулой и вызывает ее отслаивание, тем самым образуя железистые пятна. Клетки эпидермиса большинства видов окрашены за счет пигментов, растворенных в содержимом вакуолей и придающих лепесткам роз в период бутонизации и цветения различные оттенки розового: R damascena, R cinnamomea, R. canina, R odessiana и красного: R gallica, R. centifolia, R. rugosa. Устьица аномоцитного типа мелкие, располагаются преимущественно с нижней стороны лепестка и встречаются редко.
Паренхимная ткань состоит из слоев неокрашенных клеток с тонкими оболочками, округлой или неправильной формы, которые образуют большое количество межклетников, причем у R. canina их существенно меньше. Количество слоев паренхимы варьирует от 4-6 (R. lutea, R centifolia, R. cinnamomea) до 10-12 (R.
gallica, R. alba, R. rugosa). Механическая ткань отсутствует. Проводящая ткань представлена спиральными трахеидами в паренхимной обкладке, состоящей из мелких, плотно примыкающих друг к другу, клеток. Трахеиды располагаются группами по 8-10 или по 3-4 (R. gallica, R. rugosa).
К моменту раскрытия цветка розы эндогенные секреторные структуры -эфирномасличные лизигенные вместилища овальной формы - располагаются в толще паренхимной ткани и содержат капли эфирного масла (рис. 1, табл. 1).
Рис. 1 Анатомическое строение лепестков розы: 1 (R. rugosa), 2 (R. gallica) - поперечный срез (лизигенные вместилища эфирного масла указаны стрелкой; увеличение х40); поверхность: 3 -адаксиальные R. cinnamomea; 4 - абаксиальные R. canina эпидермальные клетки (увеличение х 10)
Таблица 1
Анатомо-морфологические особенности секреторных структур разных видов розы
Вид Железистые эпидермальные клетки Эндогенные структуры (лизигенные вместилища)
нали чие локализация локализация частота встречаемости, lim шт./мм2 размеры, мкм соотношение размеров вместилищ и паренхимных клеток
1 2 3 4 5 6 7
R. cinnamomea - - близко к поверхности (2-3 слой паренхимы) 1,29-2,08 89,6±10,2 X 86,1±9,8 0,95
R. canina + адаксиально в глубине паренхимы (4 слой клеток) 0,62-1,65 64,3±5,2 X 62,6±4,5 0,63
R. odessiana + адаксиально в глубине паренхимы (3-6 слой клеток), равномерно 0,55-1,32 83,0±8,2 X 82,1±8,3 0,88
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
R. rugosa - - в толще паренхимы (4-6 слой клеток) 1,58-2,69 88,7±9,2 X 85,4±8,8 0,94
R. alba + адаксиально и абаксиально близко к поверхности (3-5 слой клеток) 0,52-1,15 106,6±14,2 X 96,5±9,1 0,95
R. lutea - - близко к абаксиальном у эпидермису (4 слой клеток) 4,98-6,01 84,9±11,1 X 80,7±10,8 1,01
R. gallica + адаксиально и абаксиально в глубине паренхимы (4-6 слой клеток), равномерно 3,83-4,68 75,5±8,4 X 61,2±7,0 0,83
R. centifolia + адаксиально в 2-3 слое паренхимы 2,83-3,68 81,2±9,4 X 66,7±7,6 0,84
R. damascena + адаксиально и абаксиально близко к поверхности (2-3 слой паренхимы) 4,83-5,68 87,4±10,2 X 66,7±X6,8 1,13
Примечание. «+» - структуры обнаружены; «-» - структуры не обнаружены.
Величина, локализация и частота встречаемости их различна. Например, у R. canina, R. gallica они мелкие, находятся в глубине паренхимы, распределены равномерно. У R. alba, R. cinnamomea, R rugosа имеются крупные, редко встречающиеся эфирномасличные вместилища, однако характер их расположения различен: близко расположены к поверхности лепестка у R. alba; у R. cinnamomea располагаются участками, примыкая к эпидермису; у R. rugosа они находятся в толще паренхимы.
Следует отметить, что переход клеток к биосинтезу эфирного масла происходит в поздние фазы онтогенеза (генеративный период) и совпадает по времени с процессами бутонизации и цветения. При качественном и количественном анализе эфирного масла, выделенного из растительного материала, нами была выявлена взаимосвязь между локализацией эндогенных секреторных структур и массовой долей летучих душистых веществ в расчете на сырую массу лепестка. Так, было показано, что наибольшими показателями по содержанию розового масла характеризовались R. damascena, R. lutea, у которых эфироносные вместилища находятся близко к адаксиальному и абаксиальному эпидермису, часто встречаются и имеют более крупные размеры по сравнению с прилегающими к ним паренхимными клетками (табл. 1, 2). Таким образом, чем в более глубоком слое расположены секреторные структуры, встречающиеся редко и отличающиеся мелкими размерами, тем ниже массовая доля эфирного масла и, соответственно, уровень синтеза и накопления его компонентов в лепестках розы.
Таблица 2
Сравнительная характеристика изучаемых видов розы
Название Окраска лепестков Тип цветка по [8] Содержание эфирного масла (МДЭМ), %
R. canina бледно-розовая простой 0,0435
R. odessiana бледная с розовым основанием простой 0,0487
R. alba белая полумахровый 0,0518
R. cinnamomea розовая простой 0,0702
R. rugosa красная простой 0,0767
R. gallica ярко-красная махровый 0,0865
R. centifolia темно-красная густомахровый 0,1148
R. lutea желтая полумахровый 0,1413
R. damascena бледно-розовая полумахровый 0,1528
В связи со сходным качественным и количественным компонентным составом розового и эремотецевого масел (табл. 3) можно предположить, что пути синтеза и внутриклеточного транспорта эфирного масла и механизмы его экскреции у микромицета могут быть подобны розе эфирномасличной.
Полученные результаты свидетельствуют, что в гифах суточной глубинной культуры присутствуют относительно электронно-светлые липидные тела, которые локализуются в межмембранном пространстве агранулярного эндоплазматического ретикулума. Как правило, они появляются спустя 36 часов от момента прорастания спор и начала формирования мицелия. Количество сферосом изменяется синхронно с уровнем накопления компонентов эфирного масла в культуральной жидкости. В период 36-48 часов культивирования отмечалась выраженная вакуолизация мицелия, при этом обнаружено наличие осмиефильных липидных тел в сформированных вакуолях (рис. 2, 3). Для штаммов с большей интенсивностью синтеза эфирного масла (например, ВКПМ Б-340) характерна и более интенсивная вакуолизация в виде многочисленных мелких вакуолей. При этом большая степень вакуолизации наблюдается с более ранних этапов до более поздних этапов онтогенеза. Следует отметить наличие во всех фазах развития липидных тел другого типа - электронно-плотных (осмиефильных), округлых. Причем мелкие сливаются в более крупные образования неправильной формы («потоки»).
У всех изученных штаммов повышение эффективности синтеза эфирного масла (табл. 3) к началу стационарной фазы сопровождается увеличением количества и размеров сферосом, что обусловливает интенсификацию осмиефильности.
Таблица 3
Сравнительная характеристика результатов биосинтеза эфирного масла видами Eremothecium и Rosa
Продуцент Соотношение Эффективность продукционного процесса по эфирному маслу, мг на г биомассы в ч
ФЭС/ МТС гераниол/ цитронеллол гераниол/ нерол
1 2 3 4 5
E. ashbyi
BKMF-4566D 0,08-0,31 0,98-6,90 2,22-10,17 0,825-1,237
BKMF-4565D 0,01-0,37 4,66-12,21 15,64-48,86 1,032-1,682
BKnMF-36 (NRRLY-1363) 0,22-0,39 2,51-7,04 3,65-68,20 0,930-1,358
BKnMF-340 0,11-0,24 37,62-51,94 _ ** 0,976-1,240
BKMF-3009 0,02-0,12 9,12-15,30 13,6-24,65 0,813-1,298
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5
BKMF-124 0,11-0,28 12,43-16,65 6,96-12,21 0,158-0,239
E. gossypii
BKMF-3276 0,79-1,29 7,76-13,21 4,79-26,42 0,627-2,198
BKMF-2627 1,12-1,27 13,92-77,33 6,96-34,72 1,514-1,915
R. alba 0,05-0,13 0,26-1,20 1,43-3,20 0,002-0,003
R. gallica 2,33-3,00 2,00-2,40 1,00-4,20 0,004-0,006
R. damascena 0,04-0,08 0,13-1,12 0,55-7,67 0,001-0,005
R. rugosa 0,01-0,14 0,14-0,53 3,07-4,21 0,002-0,006
R. canina 2,02-3,23 -* -** 0,001-0,003
R. centifolia 0,99-2,14 1,17-35,00 1,05-2,10 0,004-0,006
R. lutea - *** - * - ** 0,004-0,007
Примечание: ФЭС - Р-фенилэтанол; МТС - монотерпеновые спирты; -* - не обнаружен цитронеллол; -** - не обнаружен нерол; -*** - обнаружен циклогексанон.
Рис. 2 Структура маслосинтезирующих гиф эремотеция (липидные тела указаны стрелкой, увеличение х100), окрашенного: 1 - черной тушью; 2 - йодом; 3 - суданом III
Рис. 3 Цитоморфологические особенности мицелия E. ashbyi и изменение уровня накопления основных биологически активных соединений: I - рибофлавин, II - эфирное масло, III - гераниол; ах, а2 - 36 ч, 6i, б2 - 48 ч культивирования в жидкой питательной среде (увеличение:
ах, бх,- х100; а2- х18500; б2 - х20000)
Прослеживается взаимосвязь возрастания степени общей осмиефильности протоплазмы с увеличением суммарной биосинтетической активности каждого штамма. Одновременно наблюдается расположение округлых липидных тел вблизи основных клеточных мембран: плазмалеммы и тонопласта. Максимум продуктивности эфирного масла у изучаемых таксонов совпал с мощными «потоками» электронно-плотного вещества в направлении клеточной оболочки. У всех штаммов осмиефильность клеток значительно снижается после выделения липидов в среду. Липидные тела практически исчезают. В вакуолях не обнаруживается электронно-плотное содержимое. Кроме того, липидные тела могут попадать в среду в результате разрушения (лизиса) клеток в процессе старения.
При анализе структурной организации процессов синтеза и накопления эфирного масла у представителей рода Eremothecium в сравнении с Rosa следует принимать во внимание, что исследуемые объекты имеют существенные микроморфологические отличия, обусловленные различным их таксономическим положением. Клетки гриба формируют гифы, которые в своей совокупности образуют мицелий (рис. 2), при этом не происходит дальнейшей тканевой дифференциации, как в случае розы эфирномасличной. В связи с этим описанные выше секреторные структуры не характерны для видов Eremothecium. Также нами не было обнаружено различий в продукционной способности отдельных клеток микромицета по сравнению с описанными выше особенностями розы эфирномасличной. Относительно синтеза других вторичных метаболитов, а именно рибофлавина и его форм, из литературных источников [10] известно, что только некоторые клетки мицелия (~60%) обладают способностью к их синтезу и накоплению, в то время как другие (~40%) отрицательно связаны с продукцией. Данное предположение основано на том, что при микроскопии не во всех клетках были обнаружены кристаллические включения витамина и не существует достоверных данных о пермеазах, участвующих в активном транспорте синтезированного рибофлавина в окружающую среду, и кодирующих их генах.
Полученные данные гистологического исследования видов розы согласуются с результатами, описанными в предыдущих работах, для сортов Крымская Красная [1] и Анна [11], относящихся к R gallica и R hybrida, соответственно, и R rugo^rn [16]. Для каждой ткани лепестка также характерна направленность биосинтеза в сторону определенных компонентов эфирного масла. Например, в лепестках сорта Мичуринка синтез главных монотерпеновых спиртов (МТС) происходил в большей степени в адаксиальном и абаксиальном слое эпидермиса, в то время как в паренхиме синтезировался преимущественно Р-фенилэтанол, что может быть связано с различием в воздействии эндогенных и экзогенных факторов на гены, участвующих в синтезе тех или иных веществ в клетках, имеющих разную локализацию [1]. По нашему мнению, биосинтез МТС сопряжен с наличием (уровнем) активного кислорода, а синтез ароматического спирта, напротив, интенсифицируется в условиях анаэробиоза (полного или частичного), что и наблюдается во внутренних тканях лепестков розы.
Вследствие своей организации в клетках гриба отсутствуют пластиды, в частности лейкопласты, поэтому синтез главного предшественника МТС изопентенилдифосфата (изопентенилпирофосфата) из 2-С-метил^-эритрол-4-фосфата, получаемого из 1-деокси^-ксилоза-5-фосфата под действием 1-деоксиксилоза-5-фосфат-редуктоизомеразы в результате метаболизма глицеральдегид-3-фосфата и пирувата (рис. 4, 5) [12], не может быть осуществлен.
Рис. 4 Гипотетическая метаболическая модель биосинтеза главных компонентов эфирного масла в
лепестках розы эфиромасличной
МфвЛ цпромлпм
1 *
•крол огтрснеяпол
Гл »А
Митохондрия
/еицин треонк
иряиуфЖОГ иг^хпшмфхфг
мгашюфоодт
>«га
аатт \
£
^ 4 /
/ /
___дщ сушил
_______? ШПЯ!
ОММ»«««0МИ1вв.И1,|1СТО МС^'ГОЛ у
треонин аслартн
ч /
/
гаг ,.
ГСИмЛг
фарнеюл
кпэртат
Пероксисома \
щеп|МйД1 ___
ЬтмШ I
и»
чж-ваЫ/А
лирувагу
Цитозоль
МИН ♦
?
отеароптея
едммщфхв)'
и/тмцгтл-КоА
Т
(щравяшшущтщяшт _ /
аамлаалявнфв кшкмда веют \ ^ ацетоацет
утшшмф
Аграиуляркьт зшоплиматпесиии ретикулум
цлЫМ фосфмяолпирувг глюкоза
\ х зритроза-4-фосфат
_ шикимат Инимшин^ феимшштп
хоризмат фвммм<< 24*юшш
« X \к чЛфеикллкш Т првфенатТ* \\ фшииивдпц/
«НСАфвНМГЛИ^аГ! >
кпацгтзгьдепш^ фмшлжтгг 1
ч '
ч-фениллиол
Рис. 5 Гипотетическая метаболическая модель биосинтеза главных компонентов эфирного
масла в мицелии эремотеция
Можно предположить, что для E. ashbyi и E. gossypii, характерен синтез изопентенилдифосфата только через мевалоновую кислоту, которая образуется в цитозоле и в митохондриях из гидроксиметилглутарил-КоА. При этом, исходя из литературных данных, при локализации процесса в митохондрии гидроксиметилглутарил-КоА является метаболитом катаболизма лейцина, а не триацилглицеридов и глюкозы [12]. Изопентенилдифосфат изомеризуется в диметилаллилдифосфат (диметиаллилпирофосфат), и при последующей конденсации этих двух соединений и в зависимости от их нахождения образуется либо фарнезилдифосфат (фарнезилпирофосфат), либо геранилдифосфат
(геранилпирофосфат), что обусловлено локализацией фарнезилдифосфат-синтазы в цитозоле и геранилдифосфат-синтазы в митохондриях. После дефосфорилирования указанных продуктов метаболизма образуется фарнезол и гераниол. Следует заметить, что другие МТС (линалоол, нерол, цитронеллол) имеют свое происхождение от геранилдифосфата в результате специфических ферментативных реакций. Образование окисленных терпеновых соединений связано с наличием трубчатого агранулярного эндоплазматического ретикулума [7]. Кроме синтеза МТС, как для Rosa, так и для E. ashbyi, E. gossypii характерна продукция других липофильных соединений (стеароптены, триацилглицериды, жирные кислоты и др.) [2, 3], поэтому возможно, что структурная организация растительных клеток и вегетативных гифов обусловлена интенсивностью процессов синтеза и транспорта секрета, содержащего как компоненты эфирного масла, так и другие вещества.
Морфологические параметры вакуолей и сферосом (количество, размеры, местоположение) характеризуют функциональную активность мицелия, как и клеток розы эфирномасличной [1]. При этом большая степень вакуолизации наблюдается, начиная с более ранних этапов и заканчивая более поздними этапами развития культуры, что согласуется с данными, касающимися розы эфирномасличной [15], где по мере старения клеток лепестков вакуоли почти полностью занимают внутриклеточное пространство. Вместе с тем обнаружено, что округлые липидные тела расположены аналогично тому, как это описано в лепестках Rosa: вблизи основных клеточных мембран, плазмалеммы и тонопласта. Максимум продуктивности эфирного масла штаммами Eremothecium совпал с мощными «потоками» электронно-плотного вещества в направлении клеточной оболочки. При этом подобное явление было отмечено и в клетках лепестков Rosa [1, 15].
Выводы
Результаты проведенного исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Секреторные структуры у видов роз представлены железистым эпидермисом и эндогенными вместилищами овальной формы, расположенными в толще паренхимной ткани и содержащими капли эфирного масла.
2. Мелкие эфироносные вместилища, отличающиеся глубоким расположением в толще ткани лепестка преимущественно характерны для коллекционных образцов с низким содержанием эфирного масла.
3. Сверхсинтез душистых веществ у видов рода Eremothecium тесно связан с активной функцией клеток, которая, как и у розы эфирномасличной, проявляется в увеличении числа сферосом и заполнении вакуолей сильно осмиефильным веществом.
4. Выделение микроорганизмами душистых веществ в среду является одной из регуляторных функций их синтеза («механизм переполнения» или экскреции вторичных метаболитов).
Список литературы
1. Бугорский П.С., Бугара А.М., Теплицкая Л.М. Микроморфологические параметры цветов розы // Масложировая промышленность. - 1985. - № 7. - С. 23 - 25.
2. Бугорский П.С., Родов В.С., Носов А.М. Состав эфирного масла мицелиального гриба Eremothecium ashbyi // Химия природных соединений. - 1986. - № 6. - С. 790 - 791.
3. Бугорский П. С., Семенова Е. Ф. Душистые вещества мицелиального гриба Ashbya gossypii // Химия природных соединений. - 1991. - № 3. - С. 428.
4. Государственная Фармакопея СССР XI издания. М.: Медицина, 1989. - Вып. 1
- 336 с.
5. ЛакинГ.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
6. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 528 с.
7. Рощина В.В., Рощина В.Д. Выделительная функция высших растений / Под ред. А.Ю. Буданцева. - М.: Аналитическая микроскопия, 2012. - 417 с.
8. Семенова Е.Ф., Преснякова Е.В., Жужжалова Т.П. Репродуктивная биология видов и форм Rosa L. Монография. - Воронеж: Изд-во ЦНТИ, 2014. - 136 с.
9. Шляпников В.А., Афонин А.В., Пехова О.А., Сучкова В.М. Концепция развития эфиромасличной отрасли Крыма // Эфиромасличные и лекарственные растения / Научные труды Института эфиромасличных и лекарственных растений УААН. - 2006. - Вып. 26. - С. 12 - 18.
10. Шпичка А.И., Семенова Е.Ф., Преснякова Е.В. Цитоморфологическое исследование представителей рода Eremothecium // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Серия «Медицинские науки». - 2013. - № 4. - C. 53 - 60.
11. Bergougnoux V., Caissard J.-C., Julien F., Magnard J.-L., Scalliet G., Cock J.M., Hugueney P., Baudino S. Both the adaxial and abaxial epidermal layers of the rose petal emit volatile scent compounds // Planta. - 2007. - Vol. 226, № 4. - P. 853 - 866.
12. Bouvier F., Rahier A., Camara B. Biogenesis, molecular regulation and function of plant isoprenoids // Progress in Lipid Research. - 2005. - V. 44. - P. 357 - 429.
13. Kovacheva N., Rusanov K., Atanassov I. Industrial cultivation of oil bearing rose and rose oil production in Bulgaria during 21st century, directions and challenges // Biotechnol. & Biotechnol. Eq. - 2010. - № 2. - P. 1793 - 1798.
14. Nieland S., Stahmann K.-P. The developmental stage of hyphal cells shows riboflavin overproduction instead of sporulation in Ashbya gossypii // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2013. -V. 97. - P. 10143 - 10153.
15. Stubbs J.M., Francis J.O. Electron microscopical studies of rose petal cells during flower maturation // Planta medica. - 1971. - V. 20, № 3. - P. 211 - 218.
16. Sulborska A., Weryszko-Chmielewska E., ChwillM. Micromorphology of Rosa rugosa Thunb. petal epidermis secreting fragrant substances // Acta agrobotanica. - 2012. - Vol. 65, № 4. -P. 21 - 28.
Статья поступила в редакцию 05.10.2015 г.
Semyonova Ye.F., Shpichka A.I., Presnyakova Ye.V., Mezhennaya N.A. Processes of essential oil accumulation in petals of Rosa (Rosaceae) and Mycelium Eremothecium (Eremotheciaceae). // Bull. of the State Nikit. Botan. Gard. - 2016. - № 118. - Р. 27-37.
The plantation cultivation of an oil-bearing rose is not able to cover the increasing demand of the industry. Therefore, the interest to fungi strains Eremothecium ashbyi Guilliermond and E. gossypii Kurtzman, is rising. The features of secretory structures of the Rosa and Eremothecium species were found out. The investigation of biosynthesis, accumulation, and secretion of essential oils with a rose scent is crucial either for development of new ways to produce them or for rating the biological role of Rosa and Eremothecium secondary metabolites.
Key words: essential oil; oil accumulation; spherosomes; secretory structures; Rosa; Eremothecium
