CC BY
18
Химия растительного сырья. 2019. №3. С. 197-204. DOI: 10.14258/jcpim.2019035137
УДК 581.192:577.118:582.71
ОСОБЕННОСТИ АККУМУЛЯЦИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАСТЕНИЯХ ROSA ACICULARIS
© Л.В. Афанасьева", Т.А. Аюшина
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, ул. Сахьяновой, 6, Улан-Удэ, 670047 (Россия), e-mail: afanl@mail.ru
Целью исследований было определение содержания и особенностей распределения микроэлементов (Mil, Fe, Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Co, Cd) в надземных и подземных частях Rosa acicularis, произрастающей в разных эколого-фитоценоти-ческих условиях в Баргузинском районе Республики Бурятия. Концентрации микроэлементов определяли атомно-аб-сорбционным методом на спектрофотометре «AAiialyst 400 PerkinElmer». Наиболее высокие концентрации Zn, Cu, Ni и Со отмечены в корнях R. acicularis, Mu, Cr, Pb и Cd - в листьях, Fe - в чашелистиках. Ряды накопления микроэлементов в разных органах растений имеют близкую последовательность - Fe>Mi>Zn>Cu>Cr>Pb>Ni>Co>Cd. Установлено, что для Zn, Cu, Ni и Со характерным является барьерный тип накопления; Fe, Mi, Cr, Pb и Cd безбарьерно перемещаются в чашелистики и листья. Выявлены элементы сильного накопления в растениях - Zn, Cu, Cr, Cd (КИ= 1.0-6.1), кроме того, в листьях, стеблях и корнях к элементам сильного накопления относится Ni, а в стеблях и корнях - Со. Остальные элементы слабо накапливаются и средне захватываются (КИ = 0.1-0.9). Отмечено, что плоды R. acicularis могут быть использованы в качестве потенциального источника марганца, хрома и кобальта.
Ключевые слова: Rosa acicularis, микроэлементы, надземные и подземные органы, Республика Бурятия.
Исследования проводились в рамках государственно задания по теме «Структураразнообразия растительного покрова и ресурсный потенциал модельных видов растений в Байкальском регионе» (№ .!.!.!.!-.! 17-117011810036-3).
Введение
Шиповник иглистый (Rosa acicularis Lindley, сем. Rosaceae) - один из наиболее интересных и перспективных с научно-теоретической и хозяйственно-практической точки зрения вид, имеющий циркумбо-реальный ареал [1]. Он часто встречается в подлеске хвойных и лиственных лесов, на вырубках, в речных поймах, формируя заросли, имеющие промысловое значение. В последние годы кустарник активно используется для рекультивации нарушенных земель, создания защитных насаждений и при озеленении городских парков, скверов, в посадках вдоль автомобильных дорог [2].
Плоды шиповника являются фармакопейным сырьем, которое применяется в качестве поливитаминного, а также желчегонного, противовоспалительного, мочегонного, противосклеротического и общеукрепляющего средства [3, 4]. Они используются в пищевой (кондитерской) и парфюмерно-косметической промышленности [5, 6]. В народной медицине применение находят также вегетативная часть растений и корни. Благодаря наличию фенольных соединений (флавоноиды, катехины), пектиновых веществ, полисахаридов отвары и настои корней, стеблей и листьев R. acicularis обладают желчегонными, вяжущими, диуретическими и антисептическими свойствами [7].
Анализ научной литературы свидетельствует о том, что биохимический состав плодов R. acicularis хо-Афанасъева Лариса Владимировна - кандидат рошо изучен [8-13]. Гораздо меньше данных о СО-
биологических наук, научный сотрудник лаборатории держании макро- и микроэлементов в растениях
флористики и геоботаники, e-mail: afanl®mail.ru R adcuIaris¡ а также особенностях их накопления
Туяна Аюшиевна Аюшина - кандидат биологических наук,
научый сотрудник лаборатории биогеохимии ' в Различных органах [14-16]. Учитывая то, что фар-
и экспериментальной агрохимии, e-mail: макологический эффект лекарственных растений
tuyana2602©mail .ru
* Автор, с которым следует вести переписку.
часто зависит от содержания в них тех или иных химических элементов, играющих важную роль в биогенезе биологически активных веществ [17], актуальность таких исследований не вызывает сомнений. Проблема экологической чистоты растительного лекарственного сырья также обусловливает необходимость определения в растениях содержания химических элементов, особенно токсичных, таких как свинец и кадмий.
Цель данной работы - изучить особенности аккумуляции и распределения микроэлементов (Mn, Fe, Zn, Си, Cr, Pb, Ni, Со, Cd) в растениях R. acicularis, произрастающих в разных эколого-фитоценотических условиях в Баргузинском районе Республики Бурятия.
Экспериментальная часть
Исследования проведены в 2017 г. в Баргузинском районе Республики Бурятия. Растения были собраны на ключевых участках размером не менее 0.25 га в конце вегетационного сезона (последняя декада августа). Краткая характеристика ключевых участков приведена в таблице 1.
На каждом КУ методом квадрата выкапывали пять точечных образцов. Растения разделяли на отдельные органы: корни, стебли, листья, ягоды и объединяли в один смешанный образец. Корни очищали от видимых примесей, промывали в проточной, а затем в дистиллированной воде. Одновременно отбирали почвенные образцы на глубине 0-20 см.
В лабораторных условиях определение влажности образцов проводили в 3-кратной повторности после их высушивания в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 105 °С. Основную часть растительных и почвенных образцов высушивали до воздушно-сухого состояния, после чего измельчали и просеивали. При анализе плодов шиповника из высушенного гипантия извлекали заключенные в его полость многочисленные семена (орешки), а также отделяли чашелистики, которые у данного вида при отцветании остаются на верхушке плода.
Концентрации микроэлементов (Mn, Fe, Zn, Си, Со, Cr, Ni, Pb, Cd) определяли атомно-абсорбцион-ным методом на спектрофотометре «AAnalyst 400 PerkinElmer». Растительные образцы разлагали с помощью системы микроволнового разложения Mars 6. Около 0.5 г сухого образца (точная навеска) помещали в тефлоновые сосуды, добавляли 4 мл концентрированной HNO3 и 4 мл 30% Н2О2 [18]. Из почвы извлекались кислоторастворимые (потенциально подвижные) формы металлов раствором 1Н HNO3, при соотношении почвы к кислоте 1 : 10, время экстракции 1 ч. Определение кислотности почвенного раствора (рНвод) производили потенциометрически, гумуса - по Тюрину [19].
Для оценки интенсивности накопления химических элементов растениями R. acicularis из почвы вычисляли коэффициенты накопления (Кн) - отношение содержания элемента в органах растений к содержанию его подвижных форм в почве и корневого барьера (Ккб) - отношение величин содержания элементов в корне растения и надземных органах. Кн близок к коэффициенту биологического поглощения, но в отличие от него отражает не потенциальную, а актуальную биогеохимическую подвижность элементов. По Кн элементы были разделены на группы: 1) энергичного накопления (100 > Кн> 10); 2) сильного накопления (10 > Кн > 1); 3) слабого накопления и среднего захвата ( 1 > К„ > 0,1); 4) слабого захвата (0,1 > К„ > 0,01), 5) очень слабого захвата 0,01 > Кн > 0,001 [20]. Значения К,, г, > 1 указывают на наличие барьера при поступлении элементов в надземную часть растений.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием стандартных методов [21] и пакета программ Statistica 8.0. Для оценки достоверности различий средних значений исследуемых показателей использовали непараметрический критерий Манна-Уитни.
Таблица 1. Краткая характеристика ключевых участков
Ключевой Краткая характеристика
участок
(КУ)
Окрестности с. Усть-Баргузин, высота над уровнем моря 680 м. Лесная просека вдоль линии элек-
КУ-1 тропередачи. Кустарниковая заросль из Rosa acicularis. Общее проективное покрытие сообщества 50-60%, R. acicularis 45%. Почва - дерново-подбур, рНВОд=5.4, гумус 2.4%). Окрестности с. Баргузин, высота над уровнем моря 720 м. Сосняк рододендроновый, ЮС. Общее
КУ-2 проективное покрытие травяно-кустарникового яруса 30^Ю%о, R. acicularis 5—10%. Почва - дерново-подбур, рНВод=5.6, гумус 1.8%). Пойма р. Чилир, высота над уровнем моря 650 м. Ивняк редкотравный (доминирует Salixpseudopen-
КУ-3 tandra). Общее проективное покрытие сообщества 50-60%, R. acicularis 35%. Почва - аллювиальная, рНВод=6.7, гумус 4.2%о.
Результаты и их обсуждение
Распределение микроэлементов (МЭ) по органам растений определяется их свойствами и функциями в растительном организме, а также особенностями функционирования различных частей растений. Наиболее высокие концентрации цинка, меди, никеля и кобальта отмечены в корнях К ааси1апя, при этом для никеля и кобальта характерно постепенное снижение концентрации в ряду корни > стебли > листья > чашелистики > ягоды > семена (табл. 2). Для цинка и меди эта последовательность нарушается в результате большего накопления элементов в семенах и ягодах (корни > стебли >семена > ягоды > листья > чашелистики), что может быть связано с важной их ролью в процессах формирования и развития генеративных органов [22]. В листьях аккумулируются марганец, хром, свинец и кадмий, в чашелистиках - железо, содержание которого в 5.1-6.6 раза превышает его уровень в плодах. Концентрации марганца, свинца и кадмия уменьшается в ряду листья > чашелистики > корни > стебли > ягоды > семена. Для железа и хрома характерна такая же последовательность, за исключением большего накопления первого элемента в чашелистиках и семенах, а второго - в семенах. На основе средних концентраций МЭ в органах растений были построены ряды их накопления. Обнаружено, что в разных органах они имеют близкие последовательности (/•'<? Мп Ул Си С г 1'Ь X/ Со Сс1). некоторые отличия наблюдаются в перемещении в сторону большей концентрации марганца в ягодах, листьях и стеблях; хрома - в чашелистиках и листьях; никеля - в корнях.
При сравнении концентрации МЭ в растениях из разных мест произрастания обращает на себя внимание в общем сравнительно небольшой диапазон варьирования их содержания (СУдо 40%). Тем не менее установлено, что на лесной просеке в кустарниковой заросли из К. ас1си1апя в чашелистиках и семенах содержится достоверно больше марганца; в чашелистиках и листьях - меди; в то время как концентрация цинка во всех органах была наименьшей (п=15, Р<0.05). В сосняке рододендроновом достоверно выше в чашелистиках, стеблях и корнях уровень хрома. В кустарниковой заросли в пойме реки растения шиповника характеризуются более низкими концентрациями железа, марганца, свинца и никеля. При этом последовательность МЭ в рядах накопления сохраняется.
Известно, что на уровень содержания химических элементов в растениях значительное влияние оказывает концентрация их подвижных форм в почвах. В пойме реки заросли шиповника формируются на аллювиальных почвах, особенностью которых является чередование песчано-супесчаных наносов аллювия и прогумусированных горизонтов небольшой мощности, а также выраженная задернованность верхнего горизонта. Относительно высокое содержание гумуса в органогенных горизонтах и слабощелочная реакция среды могут понижать растворимость солей металлов в почвенном растворе, в результате чего биодоступность металлов снижается. Анализ концентрации подвижных форм микроэлементов показал, что их уровень в аллювиальной почве в 1.3-2.4 раза ниже, чем в дерново-подбурах, для которых характерна слабокислая реакция среды и низкое содержание гумуса. При проведении корреляционного анализа отмечено, что между содержанием подвижных форм МЭ в почве (за исключением меди и кадмия) и их концентрацией в корнях, стеблях и листьях растений обнаруживаются связи высокого и среднего уровня значимости (г= 0.52-0.84), для ягод и семян выявлены корреляционные связи более низкого уровня значимости.
Способность растений поглотать металлы из почвы характеризуется коэффициентом накопления (Кн), отражающим степень биофильности элементов, а также интенсивность их вовлечения в биологический круговорот. На основании полученных данных выявлены элементы сильного накопления в растениях - цинк, медь, хром и кадмий (К„= 1.0-6.1). Интересно, что кадмий (один из наиболее токсичных тяжелых металлов) активно поглощается корневыми системами многих растений, довольно быстро транспортируется в надземные части, в том числе в генеративные органы. По своим свойствам элемент близок цинку, но подвижнее его в различных средах. Предполагают, что процесс поглощения кадмия растениями может осуществляться с помощью тех же переносчиков, что и других двухвалентных катионов, таких как Си2+, Ре2+ или через катионные каналы Са2+ и Mg2+ [23]. В листьях, стеблях и корнях к элементам сильного накопления также относится никель, а в стеблях и корнях еще и кобальт (табл. 3). Остальные элементы слабо накапливаются и средне захватываются (К„ = 0.1-0.9). Отмечено, что интенсивность накопления марганца, цинка, свинца и кадмия выше у растений на аллювиальной почве, а железа, никеля и кобальта - на дерново-подбурах.
Основным барьером на пути транспорта металлов в надземные органы растений является корневая система. Расчет коэффициентов корневого барьера показал, что для цинка, меди, никеля и кобальта характерным является барьерный тип накопления (табл. 4). В отношении железа, марганца, хрома, свинца и кадмия отмечено барьерное накопление в ягодах, семенах, стеблях и безбарьерное в листьях и чашелистиках.
Преимущественное накопление ряда металлов в отдельных органах, может свидетельствовать о неодинаковой проницаемости аппопласта клеток разных тканей побега и о наличии тканей с выраженными металл-аккумулирующими свойствами [24].
Таблица 2. Содержание микроэлементов (М± т мг/кг сухого вещества, п = 15) в надземных и подземных
органах R. acicularis и в почве
Ключевой Fe Мп Zn Си Сг Pb Ni Со Cd
участок (КУ)
Чашелистики Fe > Мп> Cr > Zn> Pb> Си > Ni > Со >Cd
КУ-1 200±14 106±14 5.2±0.8 4.7±0.2 6.8±2.5 4.8±0.8 3.0±0.4 0.9±0.1 0.5±0.1
КУ-2 192±12 81.4±12 7.3±2.5 3.6±0.6 9.4±1.9 5.1±0.6 2.6±0.2 1.1±0.1 0.7±0.1
КУ-3 98.7±8 70.1±8 6.2±1.4 3.3±0.4 7.5±2.1 3.9±0.6 1.5±0.2 1.0±0.1 0.7±0.1
Cv**,% 34 21 22 19 17 13 34 13 18
Ягоды (Гипантий) Мп > Fe > Zn > Си > Cr > Pb > Ni > Со > Cd
КУ-1 33.4±2.5 46.8±2.8 7.2±1.6 5.6±0.8 5.4±0.8 2.6±0.5 2.4±0.2 0.7±0.1 0.3±0.1
КУ-2 30.4±1.4 36.8±3.4 13.6±1.6 5.1±0.7 4.2±0.8 3.2±0.4 2.2±0.1 1.0±0.1 0.2±0.1
КУ-3 19.4±1.2 40.7±1.2 10.9±1.4 5.1±0.8 4.5±0.7 2.0±0.2 1.1±0.1 1.0±0.1 0.3±0.1
Cv, % 27 12 35 6 13 22 35 17 22
Семена Fe > Мп > Zn > Си > Cr > Pb > Ni > Cd> Со
КУ-1 40.6±17 22.7±13 7.7±2.2 5.9±1.2 5.6±0.6 1.8±0.1 1.4±0.3 0.2±0.1 0.3±0.1
КУ-2 34.8±0.9 17.8±12 17.7±2.0 5.2±0.4 5.1±1.4 1.4±0.1 1.2±0.4 0.2±0.1 0.2±0.1
КУ-3 32.3±16 16.Ш.9 11.8±18 5.7±0.4 5.2±1.8 1.6±0.1 0.8±0.2 0.2±0.1 0.2±0.1
Cv, % 11 18 23 7 5 11 26 10 25
ЛистьяМг > Fe > Cr > Zn > Pb > Си > Ni > Со > Cd
КУ-1 108±18 127±24 5.5±1.0 4.9±0.6 13.6±0.3 5.0±0.1 3.5±0.4 0.9±0.1 0.6±0.1
КУ-2 120±21 124±10 8.3±0.8 4.1±0.6 10.Ш.6 5.8±0.2 3.1±0.2 1.1±0.1 0.7±0.1
КУ-3 84.2±10 92±36 9.4±1.1 3.6±0.4 11.7±0.8 4.7±0.1 1.7±0.2 1.0±0.1 0.8±0.1
Cv, % 18 17 26 16 14 10 35 10 14
Стебли Мп > Ре > 1п> Си> Сг> РЪ > № >Co>Cd
КУ-1 50.4±4.2 51.2±6.4 14.5±2.2 7.2±0.3 5.9±1.0 3.8±0.2 3.6±0.2 1.2±0.1 0.4±0.1
КУ-2 48.8±7.5 49.5±0.6 31.2±2.0 8.9±0.6 7.8±0.8 4.2±0.4 3.9±0.4 1.3±0.2 0.5±0.1
КУ-3 39.3±3.6 42.4±1.8 25.5±1.9 8.5±0.4 6.5±0.6 2.9±0.2 1.9±0.1 1.5±0.1 0.4±0.1
Cv, % 13 10 36 10 14 18 34 11 13
Корни Fe > Мп > Zn > Си > Cr > Ni > Pb > Со > Cd
КУ-1 89.4±15 69.1±125 17.8±32 9.2±06 6.2±01 4.0±03 5.7±01 1.6±01 0.4±01
КУ-2 92.4±86 72.9±2.9 48.2±2.1 11.1±11 8.7±04 4.4±04 4.8±02 1.5±01 0.6±01
КУ-3 54.2±2.4 50.6±86 37.8±12 10.8±0.6 7.2±0.2 3.2±0.3 3.4±0.1 1.7±0.1 0.6±0.1
Cv, % 27 19 45 10 17 15 25 7 22
Почва
КУ-1 258±36 184±14 4.2±13 2.6±02 5.3±02 7.4±02 3.6±02 1.1±01 0.2±01
КУ-2 228±22 148±8 6.8±14 4.8±04 4.4±03 6.8±01 2.4±02 1.3±01 0.2±01
КУ-3 205±18 99.3±6.4 5.3±0.6 2.0±0.2 3.8±0.1 3.4±0.1 1.9±0.2 1.7±0.2 0.1 ±0.1
Cv, % 12 30 24 47 16 37 33 20 20
Примечание. * - жирным шрифтом выделены концентрации элементов, для которых различия между ключевыми участками достоверны при Р< 0.05; ** Су - коэффициент вариации.
Таблица 3. Коэффициенты накопления микроэлементов в растениях Rosa acicularis
Элемент Коэффициент накопления
Чашелистики Ягоды Семена Листья Стебли Корни
Мп 0.6±0.1 0.3±0.1 0.1±0.1 0.8±0.1 0.3±0.1 0.5±0.1
Fe 0.7±0.1 0.Ш.З 0.2±0.2 0.5±0.1 0.2±0.1 0.3±0.1
Zn 1.2*±0.2 1.9±0.3 2.2±0.1 1.4±0.3 4.3±0.1 6.2±0.1
Cu 1.4±0.2 1.9±0.3 2.1±0.1 1.5±0.2 2.9±0.1 3.7±0.1
Cr 1.8±0.1 1.1±0.1 1.2±0.1 2.6±0.1 1.5±0.1 1.7±0.1
Pb 0.8±0.1 0.5±0.2 0.3±0.4 0.9±0.1 0.7±0.2 0.7±0.2
Ni 0.9±0.2 0.7±0.1 0.5±0.2 1Л±0.1 1.2±0.1 1.8±0.1
Со 0.7±0.1 0.7±0.1 0.1±0.1 0.7±0.1 1Л±0.1 1.2±0.1
Cd 3.7±0.1 1.6±0.1 1.3±0.1 4Л±0.1 2.5±0.1 ЗЛ±0.1
Примечание: использованы усредненные данные для всей выборки, жирным шрифтом выделены элементы сильного накопления (Кн>1).
Расчет концентрации МЭ в 100 г свежих ягод К ас1си1аг1.\ показал, что они содержат около 300% рекомендованной для организма взрослого человека суточной нормы хрома и кобальта и почти 70% суточной нормы марганца (табл. 5). В некоторых публикациях [25, 26] плоды шиповника предлагают использовать для лечения и профилактики анемии, однако полученные нами данные свидетельствуют о невысоком содержании в них железа. Учитывая, что кобальт входит в состав цианокобаламина (витамин В: г), играющего важную роль в формировании эритроцитов (эритропоэзе) [27], плоды К ас1си1апя могут быть рекомендованы в качестве источника этого микроэлемента, в том числе для профилактики анемии. Их можно также использовать для устранения дефицита хрома. Известно, что хром участвует в регуляции обмена углеводов и активности гормона инсулина в качестве «фактора толерантности к глюкозе», минимальное его количество, необходимое для организма здорового человека, составляет 0.05 мг. Однако при тяжелых нагрузках и беременности его потребление должно увеличиваться до 0.15-0.20 мг в сутки [28]. Следует отметить, что по сравнению с плодами других дикорастущих ягодных растений Байкальского региона, изученных нами ранее, плоды К ааси1апя содержат больше кобальта в 4.2-10.0 раз и хрома в 1.9-7.5 раза. Концентрации железа, меди и цинка в ее плодах близки к таковым в плодах ШррорИае г!гатпо1с1е$.
Сравнение содержания свинца и кадмия в плодах К. ааси1апя с их предельно допустимыми концентрациями для БАД на растительной основе [30] показало, что собранное на обследованной территории сырье экологически безопасно и может быть использовано в лекарственных целях.
Таблица 4. Коэффициенты корневого барьера в растениях Rosa acicularis
Элемент Коэфс зициент корневого барьера
Чашелистики* Ягоды Семена Листья Стебли
Мп 0.8±0.1 1.6±0.1 3.4±0.1 0.6±0.1 1.3±0.1
Fe 0.5±0.1 2.8±0.3 2.2±0.2 0.7±0.1 1.7±0.1
Zn 5.4±0.2 3.2±0.3 2.7±0.1 4.4±0.3 1.5±0.1
Cu 2.8±0.2 2.0±0.3 1.8±0.1 2.5±0.2 1.3±0.1
Cr 0.9±0.1 1.6±0.1 1.4±0.1 0.6±0.1 1.1±0.1
Pb 0.8±0.1 1.5±0.2 2.4±0.4 0.7±0.1 1.1±0.2
Ni 2.0±0.2 2.5±0.1 4.1±0.2 1.7±0.1 1.5±0.1
Со 1.6±0.1 1.8±0.1 8.7±0.1 1.1±0.1 1.7±0.1
Cd 0.8±0.1 2.1±0.1 2.4±0.1 0.8±0.1 1.2±0.1
Примечание. Использованы усредненные данные для всей выборки, жирным шрифтом Ккб <1 (безбарьерное накопление).
Таблица 5. Содержание микроэлементов в плодах дикорастущих ягодных растений Байкальского региона,
мг/100 г сырого вещества
Эле- Rosa Vaccinium Vaccinium Vaccinium Hippophae Суточная по- Верхний допусти-
мент acicularis vitis-idaea myrtillus uliginosum rhamnoides требность, мг/сут мый уровень, мг/сут
[29] [29]
Mn 1.9 4.1 2.4 1.2 0.4 2.5 11
Fe 1.4 0.6 0.4 0.3 1.6 10 45
Zn 0.4 0.1 0.3 0.2 0.4 12 40
Cu 0.2 0.08 0.1 0.05 0.2 1.5 5
Cr 0.15 0.05 0.03 0.02 0.08 0.05 0.25
Со 0.03 0.005 0.004 0.003 0.007 0.01 0.03
Выводы
В результате проведенного исследования установлено, что основным депонирующим микроэлементы органом К. ааси1апя являются корни - в них происходит аккумуляция цинка, меди, свинца, никеля и кобальта, в листьях в большей степени накапливаются марганец, хром и кадмий, в чашелистиках - железо.
Ряды накопления микроэлементов в разных органах растений имеют близкую последовательность -Ре>Мп>гп>Си>Сг>РЬ>№>Со>Сс1.
Для цинка, меди, никеля и кобальта характерным является барьерный тип накопления; железо, марганец, хром, свинец и кадмий безбарьерно перемещаются в чашелистики и листья и барьерно в генеративные органы и стебли. Выявлены элементы сильного накопления в растениях - Ъ\\. Си, Сг, Сс1 (К„= 1.0-6.1), кроме того, в листьях, стеблях и корнях к элементам сильного накопления относится никель, а в стеблях и корнях - кобальт. Остальные элементы слабо накапливаются и средне захватываются (Кн = 0.1-0.9).
Отмечено, что плоды К. ааси1апя могут быть использованы в качестве потенциального источника марганца, хрома и кобальта.
Список литературы
1. Флора Сибири. Т. 8. Rosaceae. Новосибирск, 1988. 200 с.
2. Вараксии Г.С., Кузнецова Г.В. Особенности биологической рекультивации в Норильском промышленном районе // Сибирский лесной журнал. 2016. №2. С. 92-101. DOI: 10.15372/SJFS20160209.
3. Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения: учебное пособие / под ред. Г.П. Яковлева. СПб., 2013. 848 с.
4. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV изд. М., 2018. T. IV. 1926 с.
5. Бачинский А.Г., Децина A.H. Природные биоцидные добавки // Косметика и медицина. 1998. №1. С. 15-17.
6. Павлова Т.В., ВаськинаВ.А.,Косминская Г.И. Использование лекарственных растений в производстве продуктов питания//Пищевая технология. 1999. №1. С. 13-15.
7. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. СПб.; М., 2009. Т. 2. 513 с.
8. Ширко Т.С., Радюк А.Ф. Химический состав плодов видов Rosa L., выращиваемых в Белоруссии // Растительные ресурсы. 1991. Вып. 2. С. 59-66.
9. Шанина Е.В., Рубчевская Л.П. Rosa acicularis - источник витаминов // Химия растительного сырья. 2003. №1. С. 65-67.
10. Стародуб O.A., Меняйло Л.Н. Изучение липидов плодов шиповников (Rosa L.), произрастающих в разных экологических условиях // Вестник КрасГАУ. 2007. №3. С. 127-130.
11. Тимофеева В.Н., Черепанова Е.С., Башаримова A.B. Аминокислотный состав плодов шиповника и продуктов его переработки // Хранение и переработка сельхозсырья. 2008. №5. С. 30.
12. Петрова С.Н, Ивкова A.B. Химический состав и антиоксидантные свойства видов рода Rosa L. (обзор) // Химия растительного сырья. 2014. №2. С. 13-19. DOI: 10.14258/jcprm.l402013.
13. Zhang X., Zhang R., Zhang L., Yu D., Jiang L. Extraction and the fatty acid profile of Rosa acicularis seed oil // Journal of oleo science. 2017. Vol. 66 (12). Pp. 1301-1310. DOI: 10.5650/jos.essl7006.
14. Шанина E.B., Рубчевская Л.П. Минеральный состав биомассы Rosa acicularis Lindl. II Известия вузов. Пищевая технология. 2005. №2-3. С. 47^9.
15. Сосорова С.Б., Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л. Содержание микроэлементов в лекарственных растениях разных экосистем озера Котокельского (Западное Забайкалье) // Химия растительного сырья. 2016. №2. С. 53-59. DOI: 10.14258/jcprm.201602697.
16. Павлова Е.П. Влияние эколого-фитоценотических факторов на накопление биологически активных веществ в плодах Rosa acicularis Lindley и Rosa danirica Pallas (Западное Забайкалье): дисс. ... канд. биол. наук. Улан-Удэ, 2009. 20 с.
17. Ловкова М.Я., Соколова С.М., Бузук Т.Н. Особенности элементного состава лекарственных растений, синтезирующих фенольные соединения // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. №5. С. 578-589.
18. Седых Э.М. и др. Микроволновое разложение биологических объектов для последующего атомно-абсорбци-онного и атомно-эмиссионного (с индуктивно связанной плазмой) анализа // Журнал аналитической химии. 1991. Т. 46, вып. 2. С. 292-298.
19. Теория и практика химического анализа почв / под ред. Л.А. Воробьевой. М., 2006. 400 с.
20. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М., 1999. 768 с.
21. Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике. М., 1990. 296 с.
22. Битюцкий Н.П. Микроэлементы высших растений. СПб., 2011. 368 с.
23. Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнила Н.М., Лайдинен Г.Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам. Петрозаводск, 2007. 170 с.
24. Серегин И.В., Кожевникова А. Д. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция // Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 3-26.
25. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири. Иркутск, 1985. 384 с.
26. Круглов Д.С. Лекарственные средства, применяемые для профилактики и лечения железодефицитных состояний // Научное обозрение. Медицинские науки. 2017. №4. С. 26^11.
27. Румянцев Е.В., Антина Е.В., Чистяков Ю.В. Химические основы жизни. М., 2007. 560 с.
28. Реутина C.B. Роль хрома в организме человека // Вестник Российского университета. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2009. №4. С. 50-55.
2 9. Методические рекомендации №2.3.1.1915-04. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. М., 2004.
30. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. М., 2001. 180 с.
Поступила в редакцию 5 февраля 2019 г.
После переработки 25 февраля 2019 г.
Принята к публикации 8 апреля 2019 г.
Для цитирования: Афанасьева Л.В., Аюшина Т.А. Особенности аккумуляции микроэлементов в растениях Rosa acicularis II Химия растительного сырья. 2019. №3. С. 197-204. DOI: 10.14258/jcprm.2019035137.
Afanasyeva L. V. *, Ayushina T.A. FEATURES OF MICROELEMENTS ACCUMULATION IN ROSA ACICULARIS PLANTS
Institute of General and Experimental Biology SB RAS, ul. Sakh'yanovoy, 6, Ulan-Ude, 670047 (Russia),
e-mail: afanl@mail.ru
The purpose of this study was to determine the microelements (Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Co, Cd) content and distribution in the aboveground and underground parts of the Rosa acicularis, grown in different ecological conditions in the Barguzinsky district (the Republic of Buryatia). Atomic absorption spectrometry was used to determine the concentration of microelements. The highest concentrations of Zn, Cu, Ni, and Co are found in the roots of R. acicularis, Mn, Cr, Pb, and Cd in the leaves, and Fe in the sepals. The rows of metal accumulation in different plant parts have a similar sequence - Fe> Mn> Zn> Cu> Cr> Pb> Ni> Co> Cd. The different intensity of elements accumulation by plants from the soil was detected. It was show Fe, Mn, Cr, Pb and Cd transfer in vegetative parts of plants without barrier, while Zn, Cu, Ni, and Co are characterized by a barrier type of accumulation. Due to the high level accumulation of Mn, Cr and Co barriers can be used as a potential source of these elements.
Keywords: Rosa acicularis, microelements, aboveground and underground organs, Republic of Buryatia.
References
1. Flora Sibiri. T. 8. Rosaceae. [Flora of Siberia. Vol. 8. Rosaceae], Novosibirsk, 1988, 200 p. (in Russ.).
2. Varaksin G.S., Kuznetsova G.V. Sibirskiy lesnoy zhurnal, 2016, no. 2, pp. 92-101. DOI: 10.15372/SJFS20160209. (in Russ.).
3. Farmakognoziya. Lekarstvennoye syr'yo rastitel'nogo i zhivotnogo proiskhozhdeniya: uchebnoye posobiye [Pharmacognosy. Medicinal raw materials of plant and animal origin: a manual], ed. G.P. Yakovlev. St. Petersburg, 2013, 848 p. (in Russ.).
4. Gosudarstvennaya farmakopeya Rossiyskoy Federatsii XIV izdaniye. [The State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV edition], Moscow, 2018, vol. IV, 1926 p. (in Russ.).
5. Bachinskiy A.G., Detsina A.N. Kosmetika i meditsina, 1998, no. 1, pp. 15-17. (in Russ.).
6. Pavlova T.V., Vas'kina V.A., Kosminskaya G.I. Pishchevaya tekhnologiya, 1999, no. 1, pp. 13-15. (in Russ.).
7. Rastitel'nyye resursy Rossii: Dikorastushchiye tsvetkovyye rasteniya, ikh komponentnyy sostav i biologicheskaya aktivnost'. [Plant resources of Russia: Wild flowering plants, their component composition and biological activity], St. Petersburg, Moscow, 2009, vol. 2, 513 p. (in Russ.).
8. Shirko T.S., Radyuk A.F. Rastitel'nyye resursy, 1991, no. 2, pp. 59-66. (in Russ.).
9. Shanina Ye.V., Rubchevskaya L.P. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2003, no. 1, pp. 65-67. (in Russ.).
10. Starodub O.A., Menyaylo L.N. VestnikKrasGAU, 2007, no. 3, pp. 127-130. (in Russ.).
11. Timofeyeva V.N., Cherepanova Ye.S., Basharimova A.V. Khraneniye ipererabotka sel'khozsyr'ya, 2008, no. 5, p. 30. (in Russ.).
12. Petrova S.N., Ivkova A.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2014, no. 2, pp. 13-19. DOI: 10.14258/jcprm.l402013. (in Russ.).
13. Zhang X., Zhang R., Zhang L., Yu D., Jiang L. Journal of oleo science, 2017, vol. 66 (12), pp. 1301-1310. DOI: 10.5650/jos.essl7006.
14. Shanina Ye.V., Rubchevskaya L.P. Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya, 2005, no. 2-3, pp. 47^19. (in Russ.).
15. Sosorova S.B., Merkusheva M.G., Ubugunov L.L. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2016, no. 2, pp. 53-59. DOI: 10.14258/jcprm.201602697. (in Russ.).
16. Pavlova Ye.P. Vliyaniye ekologo-fitotsenoticheskikh faktorov na nakopleniye biologicheski aktivnykh veshchestv v plodakh Rosa acicularis Lindley i Rosa davurica Pallas (Zapadnoye Zabaykal'ye): diss. ... kand. biol. nauk. [The influence of environmental-phytocenotic factors on the accumulation of biologically active substances in the fruits of Rosa acicularis Lindley and Rosa davurica Pallas (Western Transbaikalia): Diss. ... cand. biol. sciences], Ulan-Ude, 2009, 20 p. (in Russ.).
17. Lovkova M.Ya., Sokolova S.M., Buzuk G.N. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 1999, vol. 35, no. 5, pp. 578589. (in Russ.).
18. Sedykh E.M. i dr. Zhurnal analiticheskoy khimii, 1991, vol. 46, no. 2, pp. 292-298. (in Russ.).
19. Teoriya i praktika khimicheskogo analiza pochv [Theory and practice of chemical analysis of soils], ed. L.A. Voro-b'yeva. Moscow, 2006, 400 p. (in Russ.).
20. Perel'man A.I., Kasimov N.S. Geokhimiya landshafta. [Geochemistry of the landscape], Moscow, 1999, 768 p. (in Russ.).
21. ZaytsevG.N. Matematika v eksperimental'noy botanike. [Mathematics in experimental botany], Moscow, 1990,296 p. (in Russ.).
22. Bityutskiy N.P. Mikroelementy vysshikh rasteniy. [Trace elements of higher plants], St. Petersburg, 2011, 368 p. (in Russ.).
23. Titov A.F., Talanova V.V., KazninaN.M., Laydinen G.F. Ustoychivost' rasteniy k tyazhelym metallam. [Resistance of plants to heavy metals], Petrozavodsk, 2007, 170 p. (in Russ.).
24. Seregin I.V., Kozhevnikova A.D. Fiziologiya rasteniy, 2008, vol. 55, pp. 3-26. (in Russ.).
25. Telyat'yev V.V. Poleznyye rasteniya Tsentral'noy Sibiri. [Useful plants of Central Siberia], Irkutsk, 1985, 384 p. (in Russ.).
* Corresponding author.
26. Kruglov D.S. Nauchnoye obozreniye. Meditsinskiye nauki, 2017, no. 4, pp. 26^1. (in Russ.).
27. Rumyantsev Ye.V., Antina Ye.V., Chistyakov Yu.V. Khimicheskiye osnovy zhizni. [The chemical basis of life], Moscow, 2007, 560 p. (in Russ.).
28. Reutina S.V. Vestnik Rossiyskogo universiteta. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti, 2009, no. 4, pp. 50-55. (in Russ.).
29. Metodicheskiye rekomendatsii № 2.3.1.1915-04. Rekomenduyemyye urovni potrebleniya pishchevykh i biologicheski aktivnykh veshchestv. [Methodical recommendations No. 2.3.1.1915-04. Recommended levels of intake of food and biologically active substances], Moscow, 2004. (in Russ.).
30. SanPiN 2.3.2.1078-01. Gigiyenicheskiye trebovaniya bezopasnosti i pishchevoy tsennosti pishchevykh produktov. [SanPiN 2.3.2.1078-01. Hygienic requirements for food safety and nutritional value], Moscow, 2001,180 p. (in Russ.).
Received February 5, 2019 Revised February 25, 2019 Accepted April 8, 2019
For citing: Afanasyeva L.V., Ayushina T.A. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2019, no. 3, pp. 197-204. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2019035137.
