Особенности накопления флаванов в клетках высших растений (на примере культуры ткани Camellia sinensis L.)

Согласно литературным данным, наибольшее количество фенольных соединений вырабатывается растениями чая (Camellia sinensis L.), груши дикой, айвы обыкновенной, барбариса, шефердии серебристой.

Особенности накопления флаванов в клетках высших растений (на примере культуры ткани Camellia sinensis L.)

Дипломная работа

Биология

Другие дипломы по предмету

Биология

Сдать работу со 100% гаранией
Особенности накопления флаванов в клетках высших растений (на примере культуры ткани Camellia sinensis L

Особенности накопления флаванов в клетках высших растений (на примере культуры ткани Camellia sinensis L.)

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Флаваны в высших растениях: структура, представители, локализация, функциональная роль

1.2 Структура, представители и биосинтез флаванов

1.3 Локализация фенольных соединений и их функциональная роль в растениях

1.4 Клеточные культуры высших растений

1.5 Получение клеточных культур растений и условия их культивирования

1.6 Морфофизиологические и биохимические характеристики клеточных культур растений

1.7 Регуляция накопления биологически активных веществ в культурах in vitro

1.8 Растения чая и инициированные из них культуры in vitro

1.9 Каллусные и суспензионные культуры чая

2. Объекты и методы исследования

2.1 Объект исследования

2.2 Постановка опытов

2.3 Морфофизиологические характеристики каллусных культур

2.4 Определение ростовых характеристик каллусных культур

2.5 Определение содержания воды и оводненности каллусов

2.6 Фиксация растительного материала для биохимических исследований

2.7 Получение экстрактов для определения различных классов фенольных соединений

2.8 Определение содержания флаванов

2.9 Определение содержания проантоцианидинов

2.10 Статистическая обработка данных

3. Результаты и обсуждения

3.1 Морфофизиологические и биохимические характеристики каллусных культур чая, инициированных из стебля, листа и корня

3.1.1 Морфологические характеристики каллусных культур чая

3.2 Изменения в содержании флаванов и проантоцианидинов в каллусных культурах чая

3.3 Рост и образование соединений флавановой природы в гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культурах стебля чайного растения

3.3 Морфологические характеристики гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культур стебля чайного растения

3.4 Динамика образования соединений флавановой природы в гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культурах стебля чайного растения

3.5 Кратковременное действие Н2О2 на гетеротрофные и фотомиксотрофные каллусы чайного растения

3.5.1 Морфофизиологические характеристики каллусных культур чайного растения стеблевого происхождения после кратковременного действия на них Н2О2

3.5.2 Содержание флаванов и проантоцианидинов в каллусных культурах чайного растения после кратковременного действия на них Н2О2

Выводы

Список используемой литературы


Введение

Одними из самых распространенных вторичных метаболитов, вырабатываемых растениями, являются фенольные соединения, к которым относятся и флаваны. Фенольные соединения являются естественными антиоксидантами растений. Эти вещества защищают растения от окислительного стресса. Кроме того, фенольные соединения необходимы и для человека. Они используются в фармакологии, так как могут регулировать окислительно-восстановительные процессы в организме человека и животных, а также они, в отличие от синтетических аналогов, не вызывают серьезных побочных эффектов при лечении.

В настоящее время, из-за перспектив использования этих веществ в медицине, растет интерес к исследованию действия флаванов на организм человека. Выяснено, что они могут оказывать капилляроукрепляющее, спазмолитическое, антистрессовое и другие действия. [9,13,33,34]

Согласно литературным данным, наибольшее количество фенольных соединений вырабатывается растениями чая (Camellia sinensis L.), груши дикой, айвы обыкновенной, барбариса, шефердии серебристой. [5,7]. Однако для получения каких-либо веществ природного происхождения в современном мире обычно используют каллусные культуры, выращиваемые в условиях in vitro, так как они сохраняют многие свойства интактного растения, в том числе, способность к синтезу фенольных соединений. Выращивание каллусной культуры в контролируемых условиях позволяет изменять условия выращивания и создавать, таким образом, культуры - сверхпродуценты, которые могут синтезировать необходимые вещества в количествах, в несколько раз превышающих синтез этих веществ целыми растениями. [3,11] Ранее соотношение флаванов и проантоцианидинов в процессе роста каллусных культур не изучалось. Поэтому очень важно было изучить условия, при которых каллусная культура растения чая вырабатывает наибольшее количество этих веществ.

Целью данной работы являлось изучение накопления фенольных соединений флавановой природы в каллусных культурах чайного растения и влияния на этот процесс перекиси водорода, как одной из важнейших сигнальных молекул в растительных клетках.

Исходя из этого, были поставлены следующие задачи:

    сравнить накопление флаванов, в том числе и их полимерных форм - проантоцианидинов, в разных штаммах каллусных культур чайного растения;

    изучить динамику накопления флаванов и проантоцианидинов в процессе роста гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культур стебля чайного растения;

    изучить влияние кратковременного действия перекиси водорода на рост и морфофизиологические характеристики гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культур стебля чайного растения;

    исследовать действие перекиси водорода на накопление флаванов и проантоцианидинов в гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культурах стебля чайного растения.


1. Литературный обзор 1.1 Флаваны в высших растениях: структура, представители, локализация, функциональная роль

Флаваны это наиболее восстановленные соединения фенольной природы.

Фенольные соединения - это вещества, в молекулах которых содержится бензольное ядро с одной или несколькими гидроксильными группами. [9] Фенольные соединения в большом количестве синтезируются в растениях, и являются их характерной чертой и необходимым компонентом жизнедеятельности. Они обнаруживаются во всех высших, и в некоторых низших растениях. [6]

В животных клетках фенольные соединения не синтезируются, их присутствие в тканях, зависит только от потребления в пищу продуктов растительного происхождения. [36]

Для всех фенольных соединений характерна окисляемость, благодаря которой образуются высоко реактивные промежуточные продукты, способные к взаимодействию с белками за счет создания водородных связей и склонные к комплексообразованию с ионами металлов. Поэтому фенолы обладают высокой реакционной способностью. [9]

Классификация фенольных соединений основывается на анализе структуры фенольной части молекул, однако разные группы фенольных соединений различаются также молекулами углеводов, органическими кислотами и другими веществами, прикрепленными к ароматическому кольцу. [17] Из-за большого разнообразия фенольные соединения трудно классифицировать. Обычно их группы подразделяют в соответствии со строением углеродного скелета:

    С6-С1-соединения: протокатеховая, галловая (и их производные), орселлиновая, лишайниковая кислоты, есть так же фенольные соединения со строением С1-С6-С6-С1 (эллаговая, гексаоксидефеновая кислоты и их производные), но по свойствам их относят к первой группе, выделяя в подгруппу.

    С6-С3-соединения: кумарин (и его глюкозиды), феруловая, кофейная, пара-оксикоричная, хлорогеновая кислоты (и их производные), конифериловый спирт;

    С3-С6-С3-соединения: флавоноиды. Их особенности синтеза и накопления изучены недостаточно хорошо. [9]

Простые фенольные соединения могут быть в качестве блоков в структуре более высокоорганизованных полифенольных соединений, в которых есть несколько гидроксильных групп или нескольких ароматических колец. Ароматические кольца соединяются между собой различными способами. [17]

1.2 Структура, представители и биосинтез флаванов

Самым изученным классом полифенольных соединений и самым многочисленным являются флавоноиды (около 8000 структур). Они присутствуют во всех тканях растений в виде разнообразных структурных форм. Фенольный каркас флавоноидов состоит из 15 атомов углерода. [17,35]

Они имеют дифенилпропановый скелет, а именно два ароматических ядра, между которыми находится трехуглеродный компонент, а также в большинстве случаев являются производными 2 веществ:

      хромона;

      флавана.

Рис. 1. Строение хромона и флавана.

Все флавоноиды можно разделить на 11 классов по степени окисления или восстановления трехуглеродного фрагмента: фла

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>