Научная статья на тему 'Морфометрия лекарственных растений. 3. Vaccinium myrtillus L. : Взаимосвязь размеров, формы и химического состава листьев'

Морфометрия лекарственных растений. 3. Vaccinium myrtillus L. : Взаимосвязь размеров, формы и химического состава листьев Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
37
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Бузук Г. Н., Ершик О. А., Кузьмичева Н. А.

Впервые изучена взаимосвязь между размерами и дескрипторами формы листьев черники и накоплением в них фенольных соединений. Зависимости содержания различных групп фенольных соединений от исследованных параметров листьев имеют в основном нелинейный характер с общей тенденцией максимального накопления указанных соединений в условиях произрастания, способствующих формированию небольших по размеру листьев.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Бузук Г. Н., Ершик О. А., Кузьмичева Н. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The authentic interrelation between the sizes and form descriptors of bilberry leaves and accumulation of phenolic compounds is found out for the first time. Dependences of the contents of various groups of phenolic compounds on the investigated parameters of leaves have both linear, and nonlinear character with the general tendency of the maximal accumulation of the specified compounds in the conditions of growth promoting formation of small leaves on the size.

Текст научной работы на тему «Морфометрия лекарственных растений. 3. Vaccinium myrtillus L. : Взаимосвязь размеров, формы и химического состава листьев»

ФАРМАКОГНОЗИЯ И БОТАНИКА

Г.Н. Бузук, О.А. Ершик, Н.А. Кузьмичева

МОРФОМЕТРИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ. 3. УЛССШШМ МУКТХЬЬШ Ь.: ВЗАИМОСВЯЗЬ РАЗМЕРОВ, ФОРМЫ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЛИСТЬЕВ

Витебский государственный медицинский университет

Впервые изучена взаимосвязь между размерами и дескрипторами формы листьев черники и накоплением в них фенольных соединений. Зависимости содержания различных групп фенольных соединений от исследованных параметров листьев имеют в основном нелинейный характер с общей тенденцией максимального накопления указанных соединений в условиях произрастания, способствующих формированию небольших по размеру листьев.

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы фитоиндикация приобретает все большее значение, когда нужно определить режимы и результаты действия на растения таких факторов среды, как увлажнение, минеральное питание, свет, тепло, особенно в тех в случаях, когда прямое измерение режимов либо чрезвычайно сложно, либо невозможно. Информация такого рода важна в прикладных исследованиях, как для сельского и лесного хозяйств, так и для фармакогнозии, одним из объектов которой также является растительный покров.

В качестве индикаторных могут использоваться флористические, фитоцено-тические, анатомо-морфологические и физиологические (эколого-физиологические и физиолого-биохимические) признаки.

Основой индикации на фитоцено-тическом уровне являются экологические характеристики видов. Оценив баллами отношение видов растений к отдельным

экологическим факторам, можно вычислять средние числа (баллы) для всего флористического состава разных сообществ и, таким образом, находить положение сообществ, иногда называемого экологическим пространством, на шкалах факторов. Это позволяет сравнивать сообщества между собой, проводить их ординацию по экологическим параметрам и, наконец, количественно характеризовать местообитания, где эти сообщества описаны. Наиболее популярными в ботанических исследованиях являются экологические шкалы Л.Г.Раменского и Д.Н. Цыганова, а также европейские шкалы Г. Элленберга (G.Ellenberg) и Э. Ландольта (E.Landolt) [14].

В свою очередь, основой фитоиндикации на анатомо-морфологическом уровне являются данные о влияния различных экологических факторов на морфологию и анатомию различных органов растении[5-11]. При этом количественные морфологические и анатомические признаки органов растений, в частности листьев, могут служить для оценки сходства и различий эко-ценотических режимов участков местообитания [12, 13], индикатором изменения условий произрастания [14] и являться критерием эффективности действия того или иного фактора на продуктивность растений [15].

С другой стороны, имеются довольно многочисленные данные о влиянии экологических условий произрастания растений на содержание в их различных органах и структурах, в том числе и листьях, биологически активных веществ, таких как фенольные соединения, алкалоиды, терпе-ноиды и др.[16-20].

Однако взаимосвязи морфологических и анатомических параметров листьев и накопление различных групп вторичных соединений практически не изучены. Вместе с тем, данное обстоятельство представляет несомненный интерес для практики: на основе видимых и легко определяемых в полевых условиях морфологических признаков возможно прогнозировать содержание биологически активных

веществ в лекарственных растениях. Этому вопросу, однако, посвящены единичные исследования [21-22].

Ранее нами на примере растений черники, произрастающей в различных местообитаниях, были установлены тесные связи между размерами листьев и содержанием в них различных групп фенольных соединений [23].

Продолжая работу в этом направлении, нами исследованы взаимосвязи между морфологическими параметрами листьев черники (длина, ширина, площадь), дескрипторами формы листьев и накоплением в них различных групп фенольных соединений.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

На учетных площадках, заложенных в различных по возможности контрастных экологических условиях (сосняки, смешанный лес, пустошь, гарь, верховое и низинное болота), случайным образом срезали 70-100 вегетативных побегов черники прироста текущего года. Дата взятия образцов - 20.07.2005 г - фаза плодоношения, место взятия - окрестности г. Витебск (долина реки Витьба).

С 4-7 побегов отделяли все листья, которые фиксировали в полевых условиях в порядке их расположения на побеге на клейкой прозрачной ленте (скотч), закрывали фильтровальной бумагой и закладывали в гербарный пресс. Далее поступали как при сушке обычного гербария.

Для измерения морфологических параметров листьев полученный гербарий сканировали (сканер EPSON Perfection

1270, RGB, 24 bit, 150 dpi).

Полученные изображения обрабатывали с помощью программы ImageJ 1.38R и подпрограмм http: // www.gcsca.net /IJ/Shape Descriptor1p.java и http://www. optinav.com/download/Measure Roi Curve.j ava.

Определяли следующие линейные и нелинейные параметры размера и дескрипторы формы листьев (рис. 1):

Area - площадь листа (3);

Perimeter - периметр листа (4); Major axis, Minor axis - большая и малая оси эллипса, вписанного в лист (1);

Curve length (Curve L) - длина листа по линии центральной жилки (2);

Curve width (Curve W) - наибольшая ширина листа (2);

Formfactor = Circularity = (4 я * Area) / (Perimeter)2

Roundness (Round) = (4 * Area) / (я

* Major axis)

Compactness (Comp) = V (4 я * Area) / (Major axis)

Aspect ratio (AR) = (Major axis) / (Minor axis)

Effective diameter (EffDiam) = V (Area/я) * 2

Solidity = (Area/Convex area) -

(3,5)

Convexity = (Convex perimeter) / (Perimeter) - (6, 4)

00*0*0®®

12 3 4 5 6 7 8

Рис. 1. Схема определения размеров и дескрипторов формы у листьев черники

Шкала измерений - мм (периметр, длина, ширина) или мм2 = кв. мм (площадь).

Оставшиеся побеги с листьями подвергали естественной сушке в тени, затем листья одергивали. Образцы до анализа хранили в бумажных пакетах. За день-два до проведения анализа листья измельчали на кофемолке до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями 0,5 мм. Определение содержания различных групп фенольных соединений проводили спектрофотометрически [24-27, 30].

Статистическую обработку данных проводили методами корреляционного и регрессионного анализа с использованием пакетов программ Matlab 7 и Excel 2003 и приложения XLStats.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Были проведены измерения 334 листьев 34 побегов из 7 ценопопуляций черники, произрастающей в различных экологических условиях. Результаты статистической обработки полученных результатов приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Изменчивость морфологических параметров листьев (п = 334) черники ис___________________________следованных ценопопуляций ___________________________

Area Perimeter Major Minor Curve L Curve W FormFactor

Max 633,67 103,22 34,12 24,00 40,05 24,87 0,82

Min 22,321 20,09 7,03 4,03 9,05 4,07 0,39

Mean 258,91 66,72 22,53 13,94 27,52 14,14 0,69

Std 107,161 14,743 5,107 3,326 5,666 3,396 0,052

CV 41,4 22,1 22,7 23,8 20,6 24,0 7,5

Round Comp AR EffDiam Solidity Convexity Major* Minor Curve_L* Curve W

Max 0,81 0,9 2,21 28,4 0,97 0,98 806,81 961,36

Min 0,45 0,67 1,24 5,33 0,8 0,76 28,42 38,39

Mean 0,62 0,78 1,63 17,71 0,94 0,92 329,42 406,46

Std 0,0705 0,045 0,188 4,015 0,019 0,021 136,410 161,047

CV 11,3 5,7 11,5 22,7 2,1 2,3 41,4 39,6

Обозначения: Max - максимум, Min - минимум, Mean - средняя арифметическая, Std -стандартное отклонение, CV - коэффициент вариации.

Представленные в табл. 1 данные свидетельствуют о небольшой (Solidity, Convexity), нормальной (Area, Perimeter, Major, Minor, Curve_L, Curve_W, FormFactor, Round, Comp, AR, EffDiam, Solidity, Convexity), значительной (Major*Minor) и большой (Curve_-L*Curve_W) вариабельности исследованных параметров листьев [28]. Наиболее вариабельными являются произведение длины на ширину листьев независимо от способа их измерения.

Другая особенность полученных результатов заключается в значительном превышении абсолютных значений параметров листьев по сравнению с

приводимыми в литературе данными [29].

Проведенный корреляционный анализ матрицы данных (табл. 2) выявил высоко достоверные (выделены жирным шрифтом) зависимости между определяемыми параметрами, характеризующими размеры листьев черники (Area, Perimeter, Major, Minor, Curve_L, Curve_W, Major*Minor, Curve_L *Cur-ve_W), однако значительных по величине связей между параметрами размеров листьев и дескрипторов их формы не выявлено. Некоторое исключение представляет дескриптор формы -EffDiam.

Это позволило предложить регрессионные уравнения для расчета таких нелинейных параметров листьев, как площадь и периметр на основании

вариантов измерений их длины и ширины (табл.3) с довольно высокой точностью (коэффициент детерминации - R2 находится в пределах 0,86-1,00).

Таблица 2 - Корреляционная матрица морфологических параметров листьев черники

Параметр Area Perimeter Major Minor Curve L Curve W FormFactor

Area 1

Perimeter G,97 1

Major G,95 G,98 1

Minor G,96 G,94 G,89 1

Curve L G,93 G,99 G,99 G,88 1

Curve W G,97 G,94 G,9G 1,GG G,88 1

FormFactor G,23 G,G5 G,G8 G,33 -G,G3 G,33 1

Round G,G9 -G,G1 -G,15 G,3G -G,16 G,28 G,58

Comp G,1G -G,G1 -G,15 G,3G -G,15 G,28 G,59

AR -G,13 -G,G2 G,12 -G,33 G,12 -G,31 -G,61

EffDiam G,98 G,99 G,97 G,97 G,96 G,97 G,22

Solidity G,59 G,53 G,61 G,61 G,52 G,61 G,66

Convexity -G,15 -G,29 -G,15 -G,21 -G,24 -G,18 G,55

Major*Minor 1,GG G,97 G,95 G,96 G,93 G,97 G,23

Curve L* Curve W 1,GG G,97 G,95 G,96 G,94 G,97 G,19

Параметр Round Comp AR EffDiam Solidity Convexity Major*Minor

Round 1

Comp 1,GG 1

AR -G,99 -G,99 1

EffDiam G,G8 G,G9 -G,12 1

Solidity G,G8 G,G9 -G,12 G,63 1

Convexity -G,16 -G,16 G,16 -G,18 G,35 1

Major*Minor G,G9 G,1G -G,13 G,98 G,59 -G,15 1

Curve L* Curve W G,G9 G,1G -G,13 G,98 G,56 -G,18 1,GG

С другой стороны, при изучении взаимосвязей между морфологическими параметрами и дескрипторами формы листьев и содержанием в них различных

групп фенольных соединений ограничиться исследованием немногих, сравнительно просто определяемых параметров листа.

Таблица 3 - Уравнения регрессии для расчета нелинейных параметров листьев черники

(площадь и периметр) на основании линейных (длина и ширина)

Уравнение регрессии R2

Area = -189,652 + 19,903 Major G,9G

Area = -174,693 + 31,09 Minor G,93

Area = -225,202 + 17,586 Curve L G,86

Area = -172,455 + 30,487 Curve W G,93

Area = 0,139 + 0,786 Major*Minor 1,GG

Area = -10,381 + 0,663 Curve L*Curve W G,99

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Perimeter = 3,022 + 2,827 Major G,96

Perimeter = 8,626 + 4,166 Minor G,88

Perimeter = -3,829 + 2,563 Curve L G,97

Perimeter = 8,983 + 4,081 Curve W G,88

Perimeter = 32,357 + 0,104 Major*Minor 0,93

Perimeter = 30,579 + 0,089 Curve L*Curve W 0,94

Как можно видеть непосредст- направлению к верхушке, так и основа-

венно на рис. 2, наибольших размеров нию. Подобный характер изменчивости

листья достигают в центральной части размеров брусники [30].

побега, несколько ближе к основанию, а затем их размеры уменьшаются как по

»000Ф4ФФ0***

Рис. 2. Изменчивость размеров и формы листьев черники на побеге прироста текущего года от основания к верхушке (справа налево).

N листа от основания побега

♦ Mean ■ Std

Рис. 3. Зависимость площади листа черники (Area) от места расположения на побеге прироста текущего года.

Это также хорошо видно на рис.

3, на котором представлена изменчивость средней площади листьев вдоль побега от основания к верхушке по всем побегам всех исследованных ценопопу-ляций черники. Однако, в отличие от брусники [30], у которой вариабельность морфологических параметров листьев в пределах ценопопуляции снижается по направлению к середине побега, для листьев черники стандартное отклонение на всем протяжении побега

существенным образом не изменяется и лишь несколько снижается у основания и верхушки.

Сила и характер влияния экологических факторов на исследованные морфологические параметры и дескрипторы формы листьев черники может зависеть от места их расположения на побеге. Для исследования такой возможности был применен дисперсионный анализ. Силу влияния экологических факторов (^) на параметры листьев чер-

ники определяли по формуле: ц = 1-(Бг/Бу) ((К-1)/(К-а)) [23].

Полученные результаты математико-статистического анализа, представленные графически на рис. 4, показывают, что в наибольшей степени подвержены влиянию экологических факторов морфологические параметры листьев, расположенные ближе к основа-

нию побега (в нашем случае 4-5 листья от основания побега).

Аналогичные зависимости силы влияния экологических факторов были получены и для остальных исследованных параметров листьев черники

N листа от основания побега

Рис. 4. Зависимость силы влияния экологических факторов на площадь листьев черники (на примере Area) в зависимости от места их расположения на побеге.

В связи с этим, указанные листья могут быть наиболее пригодными для отбора в качестве образцов, как для морфологического, так и последующего химического анализов с целью установления связей между морфологическими параметрами листьев и их химическим составом.

Ранее с помощью регрессионного анализа данных морфологических параметров (средней по всем листьям побегов ценопопуляции) площади (Area) листьев черники и содержанием в них суммы фенольных соединений, флаво-ноидов, проантоцианидинов, катехинов и антоцианов было доказано наличие выраженных связей между исследованными показателями [23]. Было установлено снижение содержания суммы фенольных соединений, флавоноидов и проантоцианидинов с увеличением раз-

меров листьев, а наиболее пригодной для выражения нелинейных зависимостей между содержанием различных групп фенольных соединений и параметрами листьев в аналитическом и графическом виде оказалась аппроксимация полиномом второй степени.

Для определения возможности прогнозирования химического состава по другим морфологическим параметрам был проведен регрессионный анализ данных при аппроксимации зависимостей полиномом второй степени.

В качестве меры силы связи был использован коэффициент детерминации - R2, который показывает долю вариабельности (в пределах 0 - 1,0) , обусловленную исследуемыми признаками или параметрами на фоне общей вариабельности. В нашем случае Я2 - оценивает долю дисперсии объясняемой рег-

рессией в общей дисперсии рассматриваемого параметра.

Полученные в результате математико-статистического анализа результаты, раздельно по сумме фенольных

соединений (FS), флавоноидов (FLD) и проантоцианидинов (PCA) представлены на рис. 5.

Рис 5. Взаимосвязь морфологических параметров листьев черники с накоплением в них суммы фенольных соединений (РБ), флавоноидов (РЬБ) и проантоцианидинов (РСА).

Примечание: в расчеты были включены все листья (п = 334).

Отмечено существование значительного числа сильных связей между морфологическими параметрами листьев черники и содержанием в них различных групп фенольных соединений (рис. 5). Среди групп фенольных соединений при сравнении по величине R2 более сильные связи прослеживаются для суммы фенольных соединений и флавоноидов по сравнению с проанто-цианидинами. В порядке уменьшения значения R2 все исследованные параметры, характеризующие морфологические параметры листьев (размеры и форму) мы расположили в следующем убывающем порядке:

♦♦♦ для суммы фенольных соединений - Solidity > Major > Curve_L > Perimeter > EffDiam > Major*Minor > Area > Curve_L*Curve_W > Curve_W > Minor > Round > Comp > Convexity > AR > FormFactor:

❖ для флавоноидов - Solidity > Major > Curve_L > Perimeter > Area > Major*Minor > EffDiam > Curve_L*Cur-ve_W > Curve_W > Minor > Round > Comp > AR > FormFactor > Convexity;

♦♦♦ для проантоцианидинов -Curve_L > Major > Perimeter > EffDiam > Curve_L*Curve_W > Maj or*Minor > Area > Solidity > Curve_W > Minor > Convexity > FormFactor > Round > Comp

> AR.

Таким образом, не прослеживается четкого разделения по силе связей параметров размеров (Area, Perimeter, Major, Curve_L, Minor, Curve_W, Ma-jor*Minor, Curve_L*Curve_W) и дескрипторов формы (Round, Comp, FormFactor, Convexity, Solidity, EffDiam) с химическим составом листьев черники.

В силу большей силы связей наиболее пригодной для целей индикации содержания различных групп фенольных соединений по морфологиче-

ским параметрам и технически легко выполнимой в полевых условиях является длина листьев черники.

Соответствующие уравнения регрессии для усредненных параметров

Следует отметить, что даже без представления в графическом виде самостоятельную информацию о характере зависимости в методическом и биологическом отношении несут знаки при коэффициентах регрессии. Так, положительный знак при линейных членах регрессии свидетельствует о восходящем, в то время как минус указывает на нисходящий характер кривой. Знак плюс при нелинейных (квадратичных) коэффициентах указывает на вогнутость кривой, в то время как минус - на ее выпуклость. Знаки при коэффициентах взаимодействия (билинейном члене), если таковые имеются, указывают на

по всей совокупности листьев побегов черники конкретного местообитания имеют вид:

R2 = 0,864 R2 = 0,882 R2 = 0,801 R2 = 0,785 R2 = 0,620 R2 = 0,622

стимулирующий или ингибирующий эффект взаимодействия данных факторов или параметров на исследуемый процесс или явление.

Из представленных уравнений регрессии следует, что содержание суммы фенольных соединений и флаво-ноидов по мере увеличения длины листьев снижается по вогнутой кривой, в то время как содержание проантоциа-нидинов в изученном диапазоне размеров листьев черники изменяется аналогично, но по выпуклой кривой. Вместе с тем использование для целей индикации всей совокупности листьев побега в полевых условиях достаточно трудоемко.

FS = 0,0207 Curve_L2 - 1,4314 Curve_L + 39,304 FS = 0,0228 Major2 - 1,3573 Major + 34,613 FLD = 0,0127 Major2 - 0,7127 Major + 10,692 FLD = 0,0106 Curve_L2 - 0,7076 Curve_L + 12,548 PAC = -0,0788 Major2 + 2,0135 Major + 5,5275 PAC = -0,0597 Curve_L2 + 1,8995 Curve_L + 3,8143

1,GG

G,9G

G,8G

G,7G

G,6G

G,5G

G,4G

G,3G

G,2G

G,1G

G,GG

<u

£

О

I FS □ FLD □ PCA

Ф

P

Ф

£

C

Ф

£

З

C

о

ГО

F

Е

<5

о

Ql

Œ

Е

о

C

Ql

<

Е

го

Q

ч—

ч—

ш

15

S

X

Ф

>

С

о

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

C

о

ф

£

C

Рис б. Взаимосвязь морфологических параметров листьев черники с накоплением в них суммы фенольных соединений (FS), флавоноидов (FLD) и проантоцианидинов (PCA).

Примечание: в расчеты включены 4-й лист побега черники.

Рис 7. Взаимосвязь морфологических параметров листьев черники с накоплением в них суммы фенольных соединений (FS), флавоноидов (FLD) и проантоцианидинов (PCA).

Примечание: в расчеты включены 1-й наибольший лист побега черники.

Рис 8. Взаимосвязь морфологических параметров листьев черники с накоплением в них суммы фенольных соединений (FS), флавоноидов (FLD) и проантоцианидинов (PCA).

Примечание: в расчеты включены 1 и 2-й наибольшие листья побега черники.

Для определения возможности использования в целях индикации ограниченного количества листьев побега процедура регрессионного анализа была продолжена с выборкой, состоящей из одного или нескольких листьев, отобранных по следующим критериям:

♦♦♦ лист, в наибольшей степени подверженный влиянию экологических факторов (4-й лист от основания побега, см. рис. 4);

♦♦♦ один или несколько рядом расположенных листьев, отличающийся наибольшими размерами, с середины побега.

Как можно видеть из представленных на рис. 6-8 результатов математико-статистической обработки данных, замена морфометрии всех листьев побега на оценку параметров индикационных не меняет существенным образом

выявленного спектра связей и в целом достаточно слабо отражается на их величине. Имеются лишь некоторые различия относительно связей химического состава с формой листьев, в частности это относится к РогтРайог.

Для уточнения выявленных ранее зависимостей химического состава и морфологических параметров листьев, в следующий вегетационный сезон (16.08.2006 г), повторно были отобраны образцы листьев с 15-30 побегов черники, состоящие исключительно из 4-го и 5-го листьев, считая от основания вегетативного побега прироста текущего года, другом районе с иным характером растительности. Далее поступали, как описано выше (см. Материалы и методы). Результаты математико-статистической обработки полученных данных представлены на рис. 9

Рис. 9. Взаимосвязь морфологических параметров листьев черники с накоплением в них суммы фенольных соединений (РБ), флавоноидов (РЬБ) и проантоцианиди-

нов (PAC).

Как видно из представленных на рис. 9 данных, практически для всех исследованных морфологических параметров и групп фенольных соединений, рассчитанные значения коэффициента детерминации R2, были заметно ниже по сравнению с показателями, наблюдаемыми в предыдущем вегетационном сезоне (рис. 5-8). Это может быть связано с более

поздним сроком взятия образцов листьев для исследования (практически конец вегетации, начало пожелтения и побурения листьев и их опадение). Данное предположение, однако, нуждается в дополнительном изучении.

Другая особенность полученных результатов заключается в снижении значений силы связи исследованных

морфологических параметров листьев с содержанием суммы фенольных соединений и значительном увеличении данного показателя в отношении проанто-цианидинов, что, как уже отме-чалось ранее, может быть обусловлено сдвигом в сторону окончания вегетационного периода времени взятия образцов.

В остальном, как и в рассмотренных выше случаях, значения R2 располагаются в следующем убывающем порядке:

♦♦♦ для суммы фенольных соединений -Area > Major*Minor > EffDiam > Perimeter

> Major > Minor > Solidity > Convexity > FormFactor > Comp > Round > AR;

♦♦♦ для флавоноидов - EffDiam > Area > Major*Minor > Minor > Major > Perimeter > Solidity > Comp > Round > AR > FormFactor > Convexity

♦♦♦ для проантоцианидинов - EffDiam > Perimeter > Major > Major*Minor > Area > Minor > Solidity > Convexity > Comp > Round > AR > FormFactor.

Таким образом, проведенные исследования впервые позволили установить наличие сильных связей размеров и формы листьев черники с их химическим составом и выявить листья (в пределах расположения на побеге) с максимальным индикационным потенциалом.

ВЫВОДЫ

1. Впервые обнаружены достоверные

взаимосвязи между линейными (Major, Minor, Curve_L, Curve_W, Major*Minor, Curve_L * Curve_W)) и нелинейными (Area, Perimeter) размерами и формой (FormFactor, Round, Comp, EffDiam, Solidity, Convexity) листьев черники и накоплением в них суммы фенольных соединений, флавоноидов и

проантоцианидинов.

2. Зависимости содержания различных групп фенольных соединений от параметров средних и индикационных листьев исследованных местообитаний черники в основном носят нелинейный характер с общей тенденцией максимального накопления указанных веществ, в условиях произрастания, способствующих формированию мелких листьев.

3. Для целей индикации содержания различных групп фенольных соединений в листьях черники по их морфологическим параметрам наиболее пригодны их линейные размеры, в первую очередь, длина (Major, Curve_L) среднего (среднее значения длины всех листьев побега), индикационного (4-й лист побега), 1-го наибольшего или среднего наибольшего (среднее значение 1-го и 2-го наибольших) листьев побега.

SUMMARY G.N.Buzuk, O.A.Erschik, N.A.Kuzmicheva

MORPHOMETRY OF MEDICINAL PLANTS. 3. VACCINIUM MYRTILLUS L.: INTERRELATION OF SIZES, FORMS AND CHEMICAL COMPOSITION OF LEAVES

The authentic interrelation between the sizes and form descriptors of bilberry leaves and accumulation of phenolic compounds is found out for the first time. Dependences of the contents of various groups of phenolic compounds on the investigated parameters of leaves have both linear, and nonlinear character with the general tendency of the maximal accumulation of the specified compounds in the conditions of growth promoting formation of small leaves on the size.

ЛИТЕРАТУРА

1.Раменский, Л.Г Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову / Раменский, Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипов Н.А. // М.: Сель-хозгиз. - 1956. - 472 с.

2. Цыганов, Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойношироколиственных лесов / Д.Н Цыганов // М.: Наука. - 1983. - 196 с.

3. Ellenberg, H. Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen in okologischer, dynamischer und historischer Sicht. / H. Ellenberg. // 5. Aufl. Ulmer, Stuttgart. - 1996. - 1096 s.

4. Landolt, E. Okologische Zeigerwerts zur Sweizer Flora. Veroff Geobot. / E.Landolt // Inst. ETH. Zurich. - 1977. - H.64.

- S. 1-208.

5. Menadue, Y. Leaf polymorphism in Ranunculus nanus Hook (Ranunculaceae) /

Y. Menadue, R.K. Crowden // New Phytol. -1990. - Vol. 114, N 2. - P. 265-274.

Neuffer // Beitr. Biol. Pflanz. - 1989. -Bd. 64, N 1. - S. 39-54.

7. Jensen, R.J. Detecting shape variation on oak leaf morphology: a comparison of rotational-fit methods / R.J. Jensen // Amer. J. Bot. - 1990. - Vol. 77, N 10. - P. 1279-1293.

8. Bentson, G.M. Size structure of populations within populations: leaf number and size in crowded and uncrowned Impatiens pallida individuals / G.M. Bentson, J. Weiner // Oecologia. - 1991. - Vol. 85, N 3. - P. 327331.

9. Kuiper, P.J.C. Analysis of phenotypic responses of plant to changes in the environment in terms of stress and adaptation / P.J.C. Kuiper // Acad. Bot. neerl. - 1990. - Vol. 39, N 3. - P. 217-227.

10. Lotz, L.A.P Within-population variability in morphology and life history of Plan-tago major L. ssp. pleiosperma Pilger in relation to environmental heterogeneity / L.A.P. Lotz, H. Olff, P.H. Tienderen // Oecologia. -1990. - Vol. 84, N 3. - P. 404-410.

11. Гамалей, Ю.В. Сравительная анатомия растений в качестве метода оценки изменений среды обитания / Ю.В. Гамалей, Ц. Шифэвдамба // Методологические вопросы оценки состояния природной среды МНР. - Пущино, 1990. - С. 56-57.

12. Житков, В.С. Значение динамики

размеров особей Anemone fasciculate для идентификации местообитаний / В.С.

Житков // Организация форм охраны объектов природно-заповедного фонда. - М., 1989. - С. 162-167.

13. Пельтек, Л. А. Анализ продукционного процесса брусники в естественных условиях произрастания / Л.А. Пельтек, О.П. Черненков // Многоцелевое лесопользование. - М., 1992. - С.99-104.

14. Валетов, В.В. Биометрические показатели листьев ольхи черной, произрастающей в различных по увлажнению местообитаниях / В.В. Валетов // Ботаника. -Минск: Наука и техника, 1984. - С.63-64.

15. Липская, Г.А. Морфологические изменения растений при оптимизации плодородия дерново-подзолистой почвы путем торфования и землевания / Г. А. Лип-

6. Neuffer, B. Leaf morphology in Capsella (Cruciferae): dependency on environments and biological parameters / B. ская, Н.П. Иванов, Н.К. Чертко // Ботаника.

- Минск: Наука и техника, 1984. - Вып. 26.

- С.67-68.

16. Крылова, И.Л. Влияние экологических факторов на содержание действующих веществ в листьях брусники / И. Л. Крылова, Я.С. Трембля // Хим.-фарм. журнал. - 1976. - № 6. - С. 73-76.

17. Гозин, А. А. Динамика накопления дубильных веществ в вегетативных органах брусники в зависимости от почвенногрунтовых условий / А. А. Гозин // Ботаника. - Минск: Наука и техника, 1971. - Вып.

13. - С. 205-208.

18. Бузук, Г.Н. О влиянии микроэлементов на биосинтез алкалоидов / Г. Н. Бузук // Растительные ресурсы. - 1986. - Т. 22, N 2.

- С. 272-279.

19. Bennet, B.C. Geographic variation in alkaloids content of Sanquinaria Canadensis (Papaveraceae) / B.C. Bennet., C.R. Bell., R.T. Baulware // Phodora. - 1990. - Vol. 92, N 870. - P.57-69.

20. Гозин, А.А. Влияние экологических факторов на накопление биологически активных веществ в бруснике / А. А. Гозин // Экология. - 1972. - N 1. - С.45 - 47.

21. Крылова, И. Л. Влияние географического и экологических факторов на анато-мо-морфологические признаки листьев багульника болотного и связь этих признаков с химическим составом листьев / И.Л. Крылова, Л.И. Прокошева // Растительные ресурсы. - 1980. - Т. 14, Вып. 4. - С.502.

22. Кузьмичева, Н.А. Корреляционные связи между морфологическими показателями и содержанием флавоноидов в листьях ивы остролистной и ивы трехтычинковой / Н. А. Кузьмичева // 40 лет фармацевтическому факультету: Сборник научных трудов, Витебск, 1999. - С. 115-126.

23. Бузук, Г.Н. Морфометрия лекарственных растений. 2. Vaccinium myrtillus L. Взаимосвязь морфологических признаков и химического состава / Г. Н. Бузук, Н. А. Кузьмичева, А. В. Руденко // Вестник фармации. - 2007. - № 1. - С.26-37.

24. Биохимические методы анализа растений / под ред. М.Н. Запрометова. - Мо-

сква: Издательство иностранной литературы, 1960. - 592 с.

25. Запрометов, М.И. Фенольные соединения и методы их исследования / М.И. Запрометов // Биохимические методы в физиологии растений.- М.: Наука, 1971. -С.185-208.

26. Методы биохимического исследова-

ния растений/ А.И.Ермаков, [и др.]; под ред. А.И.Ермакова. - 3-е изд. - Л.: Агро-промиздат: Ленинградское отделение,

1987. - 430 с.

27. Porter, L.J. The conversion of proantho-cyanidins and prodelphinidins to cyanidin and delphinidin / L.J. Porter, L.N. Hrstich, B.G., Chan // Phytochemistry. - 1986. - Vol.25. -P. 223-230.

28. Зайцев, Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике / Г.Н. Зайцев - М.: Наука, 1990. - 296 с.

29. Баландина, Т.П. Черника обыкновенная / Т.П. Баландина, М.Г. Вахрамеева // Биол. флора Моск. обл. М.: Изд-во МГУ, 1980. - Вып.5. - С.132-146.

30. Бузук, Г.Н. Морфометрия лекарственных растений. 1. Vaccinium vitis-idaea L. Изменчивость формы и размеров листьев / Г.Н. Бузук // Вестник фармации. -2006. - № 2. - С.21-33.

Поступила 23.05.2007 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.