EA020503B1 - Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside - Google Patents

Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside Download PDF

Info

Publication number
EA020503B1
EA020503B1 EA201200748A EA201200748A EA020503B1 EA 020503 B1 EA020503 B1 EA 020503B1 EA 201200748 A EA201200748 A EA 201200748A EA 201200748 A EA201200748 A EA 201200748A EA 020503 B1 EA020503 B1 EA 020503B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
scutellaria
root
acteoside
vogonoside
culture
Prior art date
Application number
EA201200748A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201200748A1 (en
Inventor
Инна Николаевна Кузовкина
Мария Юрьевна Прокофьева
Анара Рустамовна Умралина
Татьяна Петровна Чернышева
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологии Растений Им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук
Институт Биотехнологии Национальной Академии Наук Киргизской Республики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологии Растений Им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук, Институт Биотехнологии Национальной Академии Наук Киргизской Республики filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологии Растений Им. К.А. Тимирязева Российской Академии Наук
Priority to EA201200748A priority Critical patent/EA020503B1/en
Publication of EA201200748A1 publication Critical patent/EA201200748A1/en
Publication of EA020503B1 publication Critical patent/EA020503B1/en

Links

Landscapes

  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

The invention relates to plant physiology and genetic engineering and can be used in pharmaceutical industry as phenol scullcap compounds to which refer such substances as flavones (vogonoside) and phenylethanoides (acteoside) have high antioxidant activity stipulating their exclusive pharmacological value being in use in medical practice. The invention is aimed at producing culture strain of andrachnoid skullcap root (Scutellaria andrachnoides) intensively growing in conditions in vitro at nonehormonal nutrient medium, preserving ability to the synthesis of phenol compounds characteristic to roots of a whole plant and having genetic and biochemical stability. The assigned task is solved by producing a novel culture strain of andrachnoid skullcap root Scut. Andr. (HRC) (Scutellaria andrachnoides Vved.) - a producer of flavone vogonoside and phenylethanoide acteoside.

Description

(72) Изобретатель:(72) Inventor:

Кузовкина Инна Николаевна, Прокофьева Мария Юрьевна (КБ), Умралина Анара Рустамовна, Чернышева Татьяна Петровна (КС) (56) КУЗОВКИНА И.Н. и др. Образование флавоноидов в ρΚί Т-ДНК-трансформированных корнях шлемника байкальского (Зси1е11апа Ъа1са1еи518 Ссогщ) и способы его регуляции. Физиология растений. 2001, т. 48, № 4, с. 523-528Kuzovkina Inna Nikolaevna, Prokofieva Maria Yuryevna (Design Bureau), Umralina Anara Rustamovna, Chernysheva Tatyana Petrovna (COP) (56) KUZOVKINA I.N. et al. The formation of flavonoids in ρΚί T-DNA-transformed roots of the Scutellaria baicalensis (Zs1e11apa ba1ca1ei518 Ssogsch) and methods for its regulation. Plant physiology. 2001, t. 48, No. 4, p. 523-528

МАЛИКОВ В.М. и др. Фенольные соединения растений рода 8си1с11апа Ь. Распространение, строение и свойства. Химия природных соединений, 2002, № 4, с. 299-324MALIKOV V.M. et al. Phenolic compounds of plants of the genus 8Cl1c11apa b. Distribution, structure and properties. Chemistry of Natural Compounds, 2002, No. 4, p. 299-324

ОЛЕЙНИКОВ Д.Н. и др. Фенольные соединения шлемника байкальского (8си1с11апа Ъа1са1еи518 деотф). Химия растительного сырья, 2009, № 4, с. 89-98OLEINIKOV D.N. et al. Phenolic compounds of Scutellaria baicalensis (8si1s11apa ba1sa1ei518 deotf). Chemistry of Plant Raw Materials, 2009, No. 4, p. 89-98

КОУАС8 ΟΥ. с1 а1. НРЬС Ос1стппа0оп о£ ΡΗνοηοίάδ ίη Наиу-Коо! СиНитек о£ 8си1с11апа Ъа1са1еи518 Оеотф. Скгота1одгар1йа 8ирр1етеп1, 2004, νοί. 60, рр. 881-885COWAS8 ΟΥ. c1 a1. NRS Os1stpppa0op o £ ΡΗνοηοίάδ ίη Naiu-Koo! CuNitek about £ 8si1s11apa ba1sa1ei518 Oeotf. Skgota1odgar1ya 8irr1etep1, 2004, νοί. 60, pp. 881-885

КУЗОВКИНА И.Н. Культивирование генетически трансформированных корней растений: возможности перспективы использования в физиологии растений. Физиология растений, 1992, т. 39, вып. 6, с. 1208-1214KUZOVKINA I.N. The cultivation of genetically transformed plant roots: the prospects of use in plant physiology. Plant Physiology, 1992, vol. 39, no. 6, p. 1208-1214

020503 В1020503 B1

020503 Β1 (57) Изобретение относится к области физиологии растений, биотехнологии и генной инженерии и может быть использовано в фармацевтической промышленности, так как фенольные соединения шлемников, к которым относятся такие вещества, как флавоны (вогонозид) и фенилэтаноиды (актеозид), обладают высокой антиоксидантной активностью, которая обусловливает их исключительную фармакологическую ценность, находящую применение в медицинской практике. Задачей изобретения является получение штамма культуры корня растения шлемника андрахновидного (8си1е11апа апбтасЪшнбек), интенсивно растущего в условиях ίη νίίτο на безгормональных питательных средах, сохраняющего способность к синтезу фенольных соединений, характерных для корней целого растения, и обладающего генетической и биохимической стабильностью. Поставленная задача решается созданием нового штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8си1. аибт. (ИКС) (8си1е11апа аибтасЪиоМек ννεά.) - продуцента флавона вогонозида и фенилэтаноида актеозида.020503 Β1 (57) The invention relates to the field of plant physiology, biotechnology and genetic engineering and can be used in the pharmaceutical industry, since the phenolic compounds of Scutellaria, which include substances such as flavones (vogonoside) and phenylethanoids (acteoside), have a high antioxidant activity, which determines their exceptional pharmacological value, which is used in medical practice. The objective of the invention is to obtain a culture strain of the root of the plant of Scutellaria andrachidifolia (8s1e11apa apbtasbshnbek), intensively growing under conditions of ίη νίίτο on hormone-free nutrient media, preserving the ability to synthesize phenolic compounds characteristic of the roots of the whole plant, and possessing genetic and biochemical stability. The problem is solved by the creation of a new strain of culture of the root of Scutellaria andrachis 8si1. aibt. (IRS) (8si1e11apa aibtasbioMek ννεά.) - producer of flavone vogonoside and phenylethanoid acteoside.

Область примененияApplication area

Изобретение относится к области физиологии растений, биотехнологии и генной инженерии и может быть использовано в фармацевтической и пищевой промышленности, так как фенольные соединения шлемников, к которым относятся такие вещества, как флавоны (вогонозид) и фенилэтаноиды (актеозид), обладают высокой антиоксидантной активностью, которая обуславливает их исключительную фармакологическую ценность, находящую применение в медицинской практике.The invention relates to the field of plant physiology, biotechnology and genetic engineering and can be used in the pharmaceutical and food industry, since the phenolic compounds of Scutellaria, which include substances such as flavones (vogonoside) and phenylethanoids (acteoside), have high antioxidant activity, which determines their exceptional pharmacological value, which is used in medical practice.

Уровень техникиState of the art

Шлемник андрахновидный (8сШе11апа аийгасЬио1Йе8 Уусй.) - многолетнее эндемичное травянистое растение, относящееся к семейству губоцветных (Ьаш1асеае) и к роду 8сШе11апа (Флора СССР, Москва, Ленинград, 1954, т. 20, стр. 514).Andrachiformes mongrel (8cShe11apa aiigasLio1Ye8 Uusy.) Is a perennial endemic herbaceous plant belonging to the family of caudaiformes (Larusaceae) and the genus 8cShe11apa (Flora of the USSR, Moscow, Leningrad, 1954, v. 20, p. 51, p. 51.

Растение имеет ограниченный, почти точечный ареал распространения и встречается в Кыргызстане в районе Атойнокского и Ферганского хребтов на высоте 900-1600 м над уровнем моря.The plant has a limited, almost point distribution area and is found in Kyrgyzstan in the area of the Atoynok and Ferghana ranges at an altitude of 900-1600 m above sea level.

Это невысокое многолетнее растение высотой от 4 до 12 см, которое растет в каменисто-скалистых местах, цветёт в мае-июне, плодоносит в июле (Абдуллаева М.Н. Род 8сШе11апа Ь., - Шлемник. Определитель растений Средней Азии, Ташкент, 1987, т. 9:13-37; Умралина А.Р., Лазьков Г.А. Эндемики и редкие виды растений Кыргызстана (Атлас), 2008 г., стр. 96-97, Бишкек).This is a short perennial plant with a height of 4 to 12 cm, which grows in rocky-rocky places, blooms in May-June, bears fruit in July (Abdullaeva M.N. Genus 8cShe11apa b., - Shlemnik. Key to plants of Central Asia, Tashkent, 1987 , t. 9: 13-37; Umralina A.R., Lazkov G.A. Endemic and rare species of plants of Kyrgyzstan (Atlas), 2008, pp. 96-97, Bishkek).

Растение включено в Красную Книгу Кыргызской Республики. Сведения о его культивировании отсутствуют. Семена растения как эндемика сохранены в семенном банке Института биотехнологии Национальной академии наук Кыргызской Республики.The plant is included in the Red Book of the Kyrgyz Republic. Information on its cultivation is absent. The seeds of the plant as endemic are stored in the seed bank of the Institute of Biotechnology of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic.

Шлемник андрахновидный относится к числу декоративных растений. Сведений о составе вторичных веществ в корневой системе растения нет даже в последней обширной сводке узбекских фитохимиков, опубликовавших данные химического состава 57 видов шлемников (Маликов В.М., Юлдашев М.П. Фенольные соединения растений рода 8сШе11апа. Распространение, строение и свойства. Химия природных соединений. 2002 г., т. 4:299-324 и т. 5:385-409).Scutellaria andrachidifolia is among the ornamental plants. There is no information on the composition of secondary substances in the root system of the plant even in the last extensive summary of Uzbek phytochemists who published the chemical composition of 57 species of Scutellaria (Malikov V.M., Yuldashev M.P. Phenolic compounds of plants of the genus 8cShe11apa. Distribution, structure and properties. Chemistry natural compounds. 2002, v. 4: 299-324, and v. 5: 385-409).

Редкая встречаемость растения и отсутствие данных о составе природных веществ растения послужили причиной для введения в культуру ίη νίίτο его корней и недифференцированно растущих клеток с целью изучения состава вторичных метаболитов в корнях растения, а также попыток его клонального микроразмножения.The rare occurrence of the plant and the lack of data on the composition of natural substances of the plant served as the reason for introducing into the culture ίη νίίτο its roots and undifferentially growing cells in order to study the composition of secondary metabolites in the roots of the plant, as well as attempts to clonal micropropagation.

Известен метод культивирования корней ίη νίίτο другого вида шлемника - шлемника байкальского (И.Н. Кузовкина, А.В. Гусева, И.Е. Альтерман, Р.А. Карначук. Образование флавоноидов в трансформированных корнях 8сШе11апа ЬаюаЮък и пути их регуляции, 2001. Физиология растений, 48: 523-528).A known method of cultivating the roots of ίη νίίτο is another type of Scutellaria baicalensis (I.N. Kuzovkina, A.V. Guseva, I.E. Alterman, R.A. Karnachuk. The formation of flavonoids in the transformed roots of 8cShe11apa layauyuk and the ways of their regulation, 2001 Plant Physiology, 48: 523-528).

Метод заключается в проведении аналогичной процедуры генетической трансформации фрагментов стерильных проростков шлемника байкальского при помощи почвенной агробактерии АдгоЪас1егшт гЫ/одепех. но в этом случае был использован другой дикий штамм агробактерии - А4. Последовательность проведения работы по получению штамма культуры корня шлемника байкальского полностью совпадала с последовательностью получения штамма культуры корня шлемника андрахновидного, так как обе работы были проведены сотрудниками одной и той же лаборатории. Отличие метода получения штамма культуры корня шлемника андрахновидного состоит в использовании в качестве исходного растительного материала проростков другого вида шлемника - шлемника байкальского, а также в применении при проведении генетической трансформации иного дикого штамма почвенной агробактерии (А4). Авторам удалось получить штамм культуры корня шлемника байкальского, который содержит комплекс фенольных соединений, состоящий, в основном, из флавонов с высокой физиологической активностью (Κονас8 Су., Ки/оукта Ι.Ν., δ/оеке Ε., Κιιπ,ίηδζΐο Ь. НРЬС йеЮгпипайоп οί ПауопоЛх ίη Ьаиу τοοί сиЬигез οί 8сШе11апа ЪаюаЮък Сеогдк СЬгота1од1ар1иа 2004,60:81-85).The method consists in carrying out a similar procedure for the genetic transformation of fragments of sterile seedlings of Scutellaria baicalensis with the help of the soil agrobacterium Adgobacterium tuberosum. but in this case another wild agrobacterium strain, A4, was used. The sequence of work on obtaining a strain of culture of the root of Scutellaria baicalensis completely coincided with the sequence of obtaining a strain of culture of the root of Scutellaria baracida, since both works were carried out by employees of the same laboratory. The difference between the method of obtaining a culture strain of the root of Scutellaria andrachidiforum consists in the use of seedlings of a different type of Scutellaria baicalensis as a source of plant material, as well as in the application of another wild strain of soil agrobacteria during genetic transformation (A4). The authors managed to obtain a culture strain of the root of Scutellaria baicalensis, which contains a complex of phenolic compounds, consisting mainly of flavones with high physiological activity (Κονас8 Su., Ki / octa Ι.Ν., δ / oeke Ε., Κιιπ, ίηδζΐο b. NRNS eYuGipipayop ί PauopoLh ίη и у τ τ τ Ь ί ί ί с с с с 11 11 11 11 11 11 ота ота ота 1 1 ота ота ота ота ота 2004 2004 2004 2004 2004.60: 81-85

Апробация мало известного вида шлемника - андрахновидного, как объекта для введения в культуру ίη νίίτο его корней представляет большой как практический, так и теоретический интерес с точки зрения выяснения состава и количественного содержания в его корнях фенольных метаболитов.The approbation of the little-known type of Scutellaria, the andrachidaceous, as an object for introducing into the culture ίη ν егоτο its roots is of great practical and theoretical interest from the point of view of elucidating the composition and quantitative content of phenolic metabolites in its roots.

Практически все виды шлемников относятся к числу исчезающих (шлемник байкальский) или эндемиков (шлемник андрахновидный), что диктует необходимость введения их корней, в которых синтезируются флавоны, в культуру ίη νίίτο. Именно поэтому нами был использован апробированный на примере шлемника байкальского способ введения в культуру ίη νίίτο штамма культуры корня другого, эндемичного вида шлемника - шлемника андрахновидного.Almost all types of Scutellaria are vanishing (Scutellaria baicalensis) or endemic (Scutellaria andrachidiforum), which dictates the need to introduce their roots, in which flavones are synthesized, into the ίη νίίτο culture. That is why we have used the method of introducing into the culture of ίη νίίτο the strain of the root culture of another, endemic type of Scutellaria, the Andrachnid scutellaria, tested on the example of Scutellaria Baikal.

Задача изобретенияObject of the invention

Задачей изобретения является получение штамма культуры корня растения шлемника андрахновидного (8сШе11апа πηφ^ΐηο^δ), интенсивно растущего в условиях ίη νίίτο на безгормональных питательных средах, сохраняющего способность к синтезу фенольных соединений, характерных для корней целого растения, и обладающего генетической и биохимической стабильностью.The objective of the invention is to obtain a culture strain of the root of the plant of Scutellaria andrachidifolia (8cSe11apa πηφ ^ ΐηο ^ δ), intensively growing under the conditions of ίη νίίτο on hormone-free nutrient media, preserving the ability to synthesize phenolic compounds characteristic of the roots of the whole plant, and possessing genetic and biochemical stability.

Решение задачиThe solution of the problem

Поставленная задача решается созданием нового штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8си1. аМг. (НКС) (8си1е11апа аηй^асЬηο^йеδ Уусй.) - потенциального продуцента флавона вогонозида и фенилэтаноида актеозида.The problem is solved by the creation of a new strain of culture of the root of Scutellaria andrachis 8si1. amg. (NCC) (8si1e11apa aηy ^ acbηο ^ ееδ Uusy.) Is a potential producer of flavone vogonoside and phenylethanoid acteoside.

Штамм культуры корня шлемника андрахновидного (8си1е11апа аηй^асЬηο^йеδ Уусй.) депонирован вThe strain of culture of the root of Scutellaria andrachidiformes (8si1e11apa aηy ^ acbηο ^ ееδ Uusy.) Was deposited in

- 1 020503- 1 020503

Коллекции генетически трансформированных корней растений при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте физиологии растений Российской академии наук под обозначением §сиЕ аийг. (НКС) - продуцент вогонозида и актеозида.Collections of genetically transformed plant roots at the Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Plant Physiology of the Russian Academy of Sciences under the designation §сЕЕйиг. (NKS) - producer of vogonoside and acteoside.

Справка о депонировании представлена в материалах заявки.The certificate of deposit is presented in the application materials.

Новизна изобретения - впервые получен штамм §си(. аийг. (НКС) культуры корня шлемника андрахновидного (5>сШс11апа апйгасНпоФсз Умей.) - продуцент флавона вогонозида и фенилэтаноида актеозида.The novelty of the invention - the first strain was obtained §si (. Aiig. (NKS) of the culture of andleriformes root (5> cxc11apa apygasNpoFsz Umey.) - producer of flavone vogonoside and phenylethanoid acteoside.

Сущность изобретения в том, что в результате проведенной генетической трансформации проростков шлемника андрахновидного с помощью дикого штамма А4 почвенной агробактерии получена новая растительная система - штамм §си(. апйг. (НКС) культуры корня, который способен к стабильному круглогодичному росту в условиях ίη νίίτο и к синтезу значительно большего количества вогонозида и актеозида, чем содержание этих веществ в медленно растущих и трудно возобновляемых корнях целого растения шлемника андрахновидного.The essence of the invention is that as a result of the genetic transformation of seedlings of Scutellaria andrachidiforum using a wild strain A4 of soil agrobacterium, a new plant system is obtained - a strain §с. (. Ayp. (NKS)) of root culture, which is capable of stable year-round growth under ίη νίίτο and to the synthesis of a significantly larger amount of vogonoside and acteoside than the content of these substances in the slowly growing and difficultly renewable roots of the whole plant of Scutellaria andrachidae.

Реализация изобретенияThe implementation of the invention

При получении штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8сиЕ апйг. (НКС) (5>си1с11апа апйгасПпо1Йсз Умей.) путём ρΚί Т-ДНК трансформации используют стерильные проростки этого растения, выращенные из стерильных семян, с первыми двумя настоящими листочками. Стерилизацию обезжиренных этиловым спиртом семян проводят концентрированной серной кислотой в течение 3 мин, после чего их тщательно отмывают стерильной дистиллированной водой. Простерилизованные семена помещают в чашки Петри на агаризованную питательную среду Стрита и выдерживают их в течение 4-5 дней при 26°С в темноте (Смирнов А.М. Рост и метаболизм изолированных корней в стерильной культуре. М.: Наука, 1970, с. 92). Не контаминированные проросшие семена переносят в биологические пробирки на питательную среду того же состава. Выращивание ювенильных растений проводят при температуре 26°С на свету (12-часовое освещение люминесцентными лампами). После появления пары настоящих листьев надземную часть проростков отделяют, разрезают на сегменты, которые после осторожного накалывания иглой инсулинового шприца помещают в жидкую питательную среду Мурасиге и Скуга (МС), содержащую суспензию 48-часовой почвенной бактерии. Для инокуляции эксплантов проростков используют дикий (не модифицированный) штамм почвенной агробактерии АдгоЬасЮпит гП/одспсз (АТСС 15834). После инкубации с бактериями обработанные экспланты промывают стерильной средой и переносят на агаризованную питательную среду МС, не содержащую гормонов, но с добавлением антибиотика (клафоран - 500 мг/мл среды) для элиминирования бактерии. Через 3-4 недели на семядолях и первых листочках в зонах поранения появляются плагиотропно растущие корни, что является морфологическим признаком успешно прошедшей генетической трансформации (фиг. 1). Эти трансформированные участки отделяют и пересаживают на агаризованную питательную среду Гамборга (В5), содержащую уменьшенную дозу антибиотика (250 мг/мл среды). После 2-3 пассажей (период между пассажами составляет 4-6 недель) и достижения полного элиминирования почвенной агробактерии из культуры полученные корни переносят в чашки Петри с агаризованной средой того же состава, но без антибиотика, и выращивают в темноте при температуре 25°С. Исключение антибиотика из питательной среды приводит к стимуляции роста корней (фиг. 2). Длительное выращивание штамма культуры корня на агаризованной питательной среде способствует закреплению признаков ризогенеза и формированию интенсивно ветвящейся массы тонких корней. Перенос полученной стабильно растущей культуры корня после полуторагодичного выращивания (10 пассажей) на агаризованной среде в жидкую питательную среду того же состава (но без агара), то есть в условия погруженной качалочной культуры (90 об/мин), способствует значительному улучшению роста корней и образованию плотной массы тонких переплетенных корней желтовато-бежевого цвета (фиг. 3). Для поддержания непрерывного роста в условиях ίη νίίτο полученный таким путем штамм культуры корня шлемника 8сиЕ апйг. (НКС) нуждается в регулярных пересадках в свежую жидкую питательную среду через каждые 8 недель. Величина инокулюма при пересадках составляет около 1 г сырого веса корней на 100 мл питательной среды.Upon receipt of a strain of culture of the root of Scutellaria andrachidus 8sie apyg. (NCC) (5> si1c11apa apygasppo1js Umei.) By ρΚί T-DNA transformation, sterile seedlings of this plant grown from sterile seeds are used with the first two true leaves. Sterilization of seeds defatted with ethyl alcohol is carried out with concentrated sulfuric acid for 3 minutes, after which they are thoroughly washed with sterile distilled water. Sterilized seeds are placed in Petri dishes on Street agar medium and kept for 4-5 days at 26 ° C in the dark (Smirnov A.M. Growth and metabolism of isolated roots in a sterile culture. M .: Nauka, 1970, p. 92). Non-contaminated sprouted seeds are transferred to biological tubes on a nutrient medium of the same composition. Juvenile plants are grown at a temperature of 26 ° C in the light (12-hour illumination with fluorescent lamps). After the appearance of a pair of true leaves, the aerial part of the seedlings is separated, cut into segments, which, after carefully pricking the insulin syringe with a needle, are placed in the liquid nutrient medium of Murashige and Skoog (MS) containing a suspension of a 48-hour soil bacterium. For inoculation of explant seedlings, a wild (unmodified) strain of soil agrobacterium Adgobacillus gp / oddsc (ATCC 15834) is used. After incubation with bacteria, the treated explants are washed with a sterile medium and transferred to a hormone-free MS agar medium, but with the addition of an antibiotic (claforan - 500 mg / ml medium) to eliminate the bacteria. After 3-4 weeks, plagiotropically growing roots appear on the cotyledons and first leaves in the wound areas, which is a morphological sign of a successful genetic transformation (Fig. 1). These transformed sites are separated and transplanted onto a Hamburg agar medium (B5) containing a reduced dose of antibiotic (250 mg / ml medium). After 2-3 passages (the period between passages is 4-6 weeks) and the complete elimination of soil agrobacteria from the culture is achieved, the obtained roots are transferred to Petri dishes with agar medium of the same composition, but without antibiotic, and grown in the dark at 25 ° C. The exclusion of an antibiotic from the culture medium leads to stimulation of root growth (Fig. 2). Long-term cultivation of a strain of root culture on an agarized nutrient medium helps to consolidate the signs of rhizogenesis and the formation of an intensely branching mass of thin roots. Transferring the stably growing root culture obtained after one and a half year cultivation (10 passages) on an agarized medium to a liquid nutrient medium of the same composition (but without agar), that is, under conditions of an immersed rocking culture (90 rpm), contributes to a significant improvement in root growth and the formation of a dense mass of thin interwoven roots of yellowish-beige color (Fig. 3). To maintain continuous growth under ίη νίίτο conditions, the strain of Scutellaria root culture 8ciu apyg obtained in this way. (NKS) needs regular transplants into a fresh liquid culture medium every 8 weeks. The size of the inoculum during transplants is about 1 g of wet weight of roots per 100 ml of culture medium.

Результаты изобретенияThe results of the invention

К настоящему времени штамм культуры корня шлемника андрахновидного.8сиЕ апйг. (НКС) (8си1с11апа апйгасйпоФез Умей.) растёт стабильно, образуя за счет интенсивного ветвления массу плотно переплетенных корней (фиг. 4). Для поддержания непрерывного роста корневой культуры в период 6недельного интервала между пересадками в культуральные колбы регулярно добавляют порцию свежей питательной среды (25-50 мл), что продлевает ростовую активность изолированно растущих корней и переводит ее в условия пролонгированного выращивания. При истощении питательной среды корни быстро темнеют, выделяя при этом в питательную среду образовавшиеся в них вторичные метаболиты, которые вызывают интоксикацию и гибель культуры.To date, the strain of culture of the root of Scutellaria andrachidae. 8 sie apyg. (NCC) (8si1s11apa apygasipoFez Umei.) Grows stably, forming due to intensive branching a mass of tightly interwoven roots (Fig. 4). To maintain continuous growth of the root culture during the 6-week interval between transplants, a portion of fresh nutrient medium (25-50 ml) is regularly added to the culture flasks, which prolongs the growth activity of isolated growing roots and transfers it to prolonged growing conditions. With a depletion of the nutrient medium, the roots quickly darken, while releasing secondary metabolites formed in them into the nutrient medium, which cause intoxication and death of the culture.

Штамм культуры корня шлемника андрахновидного 8сиЕ апйг. (НКС) обладает всеми признаками рМ Т-ДНК трансформированных корней, а именно интенсивным и стабильным плагиотропным ростом на питательных средах простого состава, не содержащих фитогормоны, способностью к синтезу опинов, которые являются маркерным признаком трансформации, а также генетической и биохимической стабильностью. По своей анатомии, морфологии и биохимии такие корни сопоставимы с корнями ювениль- 2 020503 ных растений, так как они не имеют вторичного роста, способствующего утолщению корней.The strain of the root culture of Scutellaria andrachidiformes 8siE apyg. (NCC) possesses all the signs of rM T-DNA of transformed roots, namely, intensive and stable plagiotropic growth on nutrient media of a simple composition that does not contain phytohormones, the ability to synthesize opins, which are a marker of transformation, as well as genetic and biochemical stability. In their anatomy, morphology and biochemistry, such roots are comparable to the roots of juvenile plants, since they do not have secondary growth, which contributes to thickening of the roots.

Химический анализ вторичных метаболитов штамма культуры корня §си1. апбг. (ИКС) шлемника андрахновидного (8си1е11аг1а аибгаеЪиоМев Умеб.) подтверждает, что штамм сохраняет способность к синтезу вторичных метаболитов, характерных для корней целого растения. Основными вторичными метаболитами корней проростков и штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8еи1. апбг. (НКС) явлются фенольные соединения - флавоны группы байклеина и вогонина, а также фенилэтаноид актеозид. Профиль высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) метанольного экстракта штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8еи1. апбг. (НКС) имеет большое сходство с профилем соответствующего экстракта корней проростков шлемника по времени удерживания (К,) детектируемых веществ (фиг. 5 и 6). В результате препаративного разделения метанольного экстракта штамма культуры корня §си1. апбг. (НКС) шлемника андрахновидного ((8си1е11аг1а аибгасЪиоМев Умеб.) были выделены и очищены 2 доминирующих вещества, которые на основании данных 'Н- и 13С-ЯМР-спектрометрии идентифицировали флавон вогонозид и фенилэтаноид актеозид. Структурные формулы выделенных и идентифицированных вторичных метаболитов представлены на (фиг. 7 и 8). Определено количественное содержание вогонозида и актеозида в штамме культуры корня шлемника андрахновидного 8си1. апбг. (НКС), которое оказалось сопоставимым с содержанием этих метаболитов в корнях проростков и в корнях целого многолетнего растения. Установленный факт свидетельствует об обоснованности причисления штамма культуры корня шлемника андрахновидного 8си1. апбг. (НКС) к разряду продуцентов этих ценных природных веществ, представляющих большой интерес для медицинской практики.Chemical analysis of secondary metabolites of the strain of root culture §сi1. upbg (IR) of andrecocephalic scutellaria (8c1e11ag1a aibgaeobioMev Umeb.) Confirms that the strain retains the ability to synthesize secondary metabolites characteristic of the roots of the whole plant. The main secondary metabolites of the roots of the seedlings and the strain of culture of the root of Scutellaria andrachnidum 8ei1. upbg (NKS) are phenolic compounds - flavones of the baiklein and wogonin groups, as well as phenylethanoid acteoside. High performance liquid chromatography (HPLC) profile of a methanol extract of a strain of culture of the root of Scutellaria andrachiformes 8ei1. upbg (NCC) bears great resemblance to the profile of the corresponding extract of the roots of Scutellaria seedlings by the retention time (K,) of the detected substances (Figs. 5 and 6). As a result of the preparative separation of the methanol extract of the strain of root culture §сi1. upbg (NCC) andracocephalic scutellaria ((8c1e11ag1a aibgasbioMev Umeb.) 2 dominant substances were isolated and purified, which on the basis of H and 13 C NMR spectrometry identified flavone vogonoside and phenylethanoid acteoside. The structural formulas of the isolated and identified secondary metabolites are presented (Fig. 7 and 8.) The quantitative content of vogonoside and acteoside was determined in the strain of culture of the root of Scutellaria andrachiforidae 8si1. apbg (NKS), which turned out to be comparable with the content of these metabolites in the roots of seedlings and in The established fact testifies to the validity of the inclusion of the strain of culture of the root of Scutellaria andrachidae 8si1. apbg (NKS) to the category of producers of these valuable natural substances of great interest for medical practice.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Штамм культуры корня шлемника андрахновидного (8си1е11аг1а апбтасЪпоМев Умеб.), депонированный в Коллекции генетически трансформированных корней растений (КГТКР) при ФГБУН ИФР РАН под обозначением §си1. апбг. (НКС) - продуцент вогонозида и актеозида.The culture of the root of the Andrakhnovidnas skullcap root (8sile11ag1a apbtaspoMev Memes.), Deposited in the Collections of Genetically Transformed Plant Roots (CGTPR) at FSBUN IHR RAS under the designation §ci1. apb (NCC) - producing vogonoside and acteoside.
EA201200748A 2012-04-25 2012-04-25 Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside EA020503B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201200748A EA020503B1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201200748A EA020503B1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201200748A1 EA201200748A1 (en) 2013-10-30
EA020503B1 true EA020503B1 (en) 2014-11-28

Family

ID=49488738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201200748A EA020503B1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA020503B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718253C1 (en) * 2019-10-04 2020-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Method for making callus culture of dracocephalum palmatum steph. in vitro conditions
US11299700B1 (en) 2021-02-19 2022-04-12 Acequia Biotechnology, Llc Bioreactor containers and methods of growing hairy roots using the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103518626B (en) * 2013-11-04 2015-02-25 广西壮族自治区药用植物园 Barbed skullcap herb tissue culture seedling industrialized production method

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOVACS GY. et al. HPLC Determination of Flavonoids in Hairy-Root Cultures of Scutellaria baicalensis Georgi. Chromatographia Supplement, 2004, vol. 60, pp. S81-S85 *
КУЗОВКИНА И.Н. и др. Образование флавоноидов в pRi Т-ДНК-трансформированных корнях шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) и способы его регуляции. Физиология растений. 2001, т. 48, No. 4, с. 523-528 *
КУЗОВКИНА И.Н. Культивирование генетически трансформированных корней растений: возможности перспективы использования в физиологии растений. Физиология растений, 1992, т. 39, вып. 6, с. 1208-1214 *
МАЛИКОВ В.М. и др. Фенольные соединения растений рода Scutellaria L. Распространение, строение и свойства. Химия природных соединений, 2002, No. 4, с. 299-324 *
ОЛЕННИКОВ Д.Н. и др. Фенольные соединения шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis georgi). Химия растительного сырья, 2009, No. 4, с. 89-98 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718253C1 (en) * 2019-10-04 2020-03-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" Method for making callus culture of dracocephalum palmatum steph. in vitro conditions
US11299700B1 (en) 2021-02-19 2022-04-12 Acequia Biotechnology, Llc Bioreactor containers and methods of growing hairy roots using the same

Also Published As

Publication number Publication date
EA201200748A1 (en) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FILOVÁ Production of secondary metabolities in plant tissue cultures.
Shohael et al. Application of bioreactor system for large-scale production of Eleutherococcus sessiliflorus somatic embryos in an air-lift bioreactor and production of eleutherosides
Lystvan et al. Production of bakuchiol by in vitro systems of Psoralea drupacea Bge
US6713303B2 (en) Method for the mass propagation of adventitious roots of ginseng, camphor ginseng and wild ginseng by tissue culture and the improvement of their saponin content
Uji et al. Factors influencing the induction of adventitious bud and callus in the brown alga Sargassum horneri (Turner) C. Agardh
RU2120740C1 (en) Method of producing taxol and taxones from embryo plant culture of taxus genus
RU2360964C1 (en) CULTURE OF ROOT STRAIN Hed th (Hedysarum theinum Krasnob) - PRODUCER OF ISOFLAVONS
Gashi et al. Micropropagation and in vitro conservation of the rare and threatened plants Ramonda serbica and Ramonda nathaliae
Bhuju et al. Taxus wallichiana (Zucc.), an endangered anti-cancerous plant: a review
Yerbolova et al. The effect of growth regulators on in vitro culture of some Vitis vinifera L. cultivars
EA020503B1 (en) Culture strain of andrachnoid scullcap root (scutellaria andrachnoides vved.) - scut. andr. (hrc) - producer of vogonoside and acteoside
Huang et al. Optimization of induction, subculture conditions, and growth kinetics of Angelica sinensis (Oliv.) Diels callus
CN112574892B (en) Mucor circinelloides for promoting root system development of red sage root and tanshinone synthesis and its use
RU2605912C1 (en) METHOD OF PRODUCING CULTURE OF ISOLATED ROOT Silene linicola K1601-PRODUCER OF ECDYSTEROIDS
KR101467661B1 (en) Method for Production of Adventitious Roots of Eleutherococcus koreanum Containing Increased Content of Physiological Active Compounds
Cheruvathur et al. Rhinacanthin production from hairy root cultures of Rhinacanthus nasutus (L.) Kurz
Gauchan et al. Establishment of regenerative callus, cell suspension system, and molecular characterization of Taxus wallichiana Zucc. for the in vitro production of Taxol
RU2296155C1 (en) Strain of cultured cells of plants serratula coronata l
JPH0822225B2 (en) Production method of Megusurinokikarusu
Tretyakova et al. Use of antimicrobial peptides secreted by Trichoderma micromycetes to stimulate embryogenic cultures of Larix sibirica
Al-Mahdawe et al. Isolation and identification of rutin from tissues cultures of Ruta graveolens L.
EA019010B1 (en) CULTURE STRAIN OF CALLUS TISSUE SCUTELLARIA ANDRACHNOIDES Vved-PRODUCER OF VOGONOSIDE AND ACTEOSIDE
Murakami et al. Polyacetylenes in hairy root cultures of Trachelium caeruleum L.
JP4686716B2 (en) Methods for increasing the production of secondary metabolites in plants
US12022786B2 (en) Method of isolating secondary metabolites from cambium derived callus cultures

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG RU

NF4A Restoration of lapsed right to a eurasian patent

Designated state(s): KG

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG