RU2308484C2 - Method for production of plant cell biomass - Google Patents
Method for production of plant cell biomass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308484C2 RU2308484C2 RU2005139426/13A RU2005139426A RU2308484C2 RU 2308484 C2 RU2308484 C2 RU 2308484C2 RU 2005139426/13 A RU2005139426/13 A RU 2005139426/13A RU 2005139426 A RU2005139426 A RU 2005139426A RU 2308484 C2 RU2308484 C2 RU 2308484C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ava
- strain
- biomass
- ginseng
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Mushroom Cultivation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологической промышленности, а именно способам получения биомассы растений для получения сырья и создания новых лекарственных препаратов, а также может быть использовано в пищевой или косметической промышленности.The invention relates to the biotechnology industry, and in particular to methods for producing plant biomass for obtaining raw materials and creating new drugs, and can also be used in the food or cosmetic industry.
Клеточные биотехнологии на основе культивируемых in vitro клеток и тканей растений входят в качестве обязательной части во все национальные биотехнологические программы и проекты. Вот только некоторые особенности, которые характеризуют эти технологии:Cellular biotechnologies based on in vitro cultured plant cells and tissues are an integral part of all national biotechnological programs and projects. Here are just some of the features that characterize these technologies:
- способность получать клеточную массу (генетически модифицированную или нет) традиционно используемых экономически важных растений в неограниченном количестве,- the ability to obtain cell mass (genetically modified or not) of traditionally used economically important plants in unlimited quantities,
- способность синтезировать биологически активные вещества, синтез которых обычным путем труден или дорог или трансформировать дешевые предшественники в конечный ценный продукт,- the ability to synthesize biologically active substances, the synthesis of which in the usual way is difficult or expensive or to transform cheap precursors into a final valuable product,
- создавать принципиально новые продукты, превосходящие традиционные по своим качествам и экологически чистые.- create brand new products that are superior to traditional in quality and environmentally friendly.
Поэтому создаваемые биотехнологические производства должны быть способными выдерживать конкуренцию с альтернативными системами получения продукта. Последнее в большей мере обеспечивается штаммом культивируемых клеток, его продуктивностью, интенсивностью синтеза целевого продукта, условиями и технологией его культивирования.Therefore, the created biotechnological production must be able to withstand competition with alternative systems for obtaining the product. The latter is largely provided by the strain of cultured cells, its productivity, the intensity of synthesis of the target product, the conditions and technology of its cultivation.
Имеется большое количество работ, в которых показано, что на накопление искомого продукта влияют как минеральные, так и гормональные составляющие питательной среды, температура, освещенность и другие факторы.There are a large number of works in which it is shown that the accumulation of the desired product is affected by both the mineral and hormonal components of the nutrient medium, temperature, illumination, and other factors.
Одним из обязательных компонентов питательных сред в биотехнологии для всех культур является наличие макро- и микросолей различных элементов, а также наличие стимуляторов роста, углеводов и витаминов. Причем для разных культур этот состав сильно варьируется, но в него обязательно входят минеральные (фосфатные и азотные) соли калия, натрия, хеллата железа, хрома и цинка, меди и бора и других элементов, которые необходимы клеткам как для роста, так и для синтеза продуктов первичного и вторичного метаболизма (см. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. // Изд. «Наука», М., стр.270, Ф.А.Калинин, В.В.Сарнацкая, В.Е.Полищук. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений // Изд. "Наукова думка", Киев, 1980 г., стр. 483). Соотношение этих элементов в разных штаммах может значительно отличаться и подлежит строгому контролю даже на разных этапах роста клеток.One of the essential components of nutrient media in biotechnology for all cultures is the presence of macro- and micro-salts of various elements, as well as the presence of growth stimulants, carbohydrates and vitamins. Moreover, for different cultures, this composition varies greatly, but it necessarily includes mineral (phosphate and nitrogen) salts of potassium, sodium, iron chelate, chromium and zinc, copper and boron and other elements that are necessary for cells for both growth and synthesis products of primary and secondary metabolism (see Butenko R.G. Culture of isolated tissues and physiology of plant morphogenesis. // Publishing House "Science", M., p. 270, F.A. Kalinin, V.V. Sarnatskaya, V. E. Polishchuk. Methods of tissue culture in the physiology and biochemistry of plants // Publishing House "Naukova Dumka", Kiev, 1980, pp. . 483). The ratio of these elements in different strains can vary significantly and is subject to strict control even at different stages of cell growth.
Известен способ получения биомассы женьшеня и других аралиевых по Авторскому свидетельству СССР №1621510, приоритет 08.09.88 г. Этот способ, как наиболее близкий по своей технической сущности, выбран нами за прототип.A known method of producing biomass of ginseng and other aralia according to the USSR Author's Certificate No. 1621510, priority 08.09.88, This method, as the closest in its technical essence, was chosen by us for the prototype.
Известный способ включает приготовление питательной среды, содержащей неорганические компоненты, углеводы, витамины и стимуляторы роста, посадку клеток биомассы, культивирование их и получение продукта. В качестве неорганических компонентов используют микро- и макросоли по Мурасиге и Скугу, состоящие из 12 различных элементов.The known method includes the preparation of a nutrient medium containing inorganic components, carbohydrates, vitamins and growth stimulants, planting biomass cells, cultivating them and obtaining a product. As inorganic components, micro- and macrosalts according to Murasiga and Skoogoo, consisting of 12 different elements, are used.
Недостатками прототипа является то, что технологический процесс приготовления концентратов для питательных сред занимает много времени, т.к. каждую соль из стандартного состава надо приготовить в отдельности, кроме того, концентраты приготовленных солей имеют ограниченный срок хранения, а также стоимость солей довольно высокая.The disadvantages of the prototype is that the technological process of preparing concentrates for culture media takes a lot of time, because each salt from the standard composition must be prepared separately, in addition, the concentrates of the prepared salts have a limited shelf life, and the cost of salts is quite high.
Поэтому возможность замены множества макро- и микросолей одним минеральным компонентом, содержащим все необходимые для клетки соли и другие экологически чистые природные стимуляторы роста, является чрезвычайно актуальной задачей, особенно для промышленной биотехнологии. Можно путем селекции получить клеточную линию, которая будет расти на уменьшенных концентрациях солей, особенно нитратов, что актуально сейчас, когда некоторые штаммы растительных клеток, в том числе и женьшеня, предлагают использовать как биологически активные добавки (БАД).Therefore, the ability to replace many macro and micro salts with one mineral component containing all the salts necessary for the cell and other environmentally friendly natural growth stimulants is an extremely urgent task, especially for industrial biotechnology. It is possible by selection to obtain a cell line that will grow at reduced concentrations of salts, especially nitrates, which is relevant now that some strains of plant cells, including ginseng, are proposed to be used as biologically active additives (BAA).
Процесс культивирования растительных клеток, связанных с их многократной рекультивацией на новых питательных средах с целью получения продукта или сохранения штаммов-продуцентов, очень трудоемок и многостадиен. Поэтому упрощение его на стадии приготовления концентратов для питательных сред снижает риск ошибок за счет «человеческого» фактора, улучшает контроль и повышает надежность производства биотехнологического продукта, а значит и повышает его экономичность.The process of cultivating plant cells associated with their multiple reclamation in new nutrient media in order to obtain a product or preserve producer strains is very laborious and multi-stage. Therefore, its simplification at the stage of preparation of concentrates for culture media reduces the risk of errors due to the "human" factor, improves control and increases the reliability of the production of a biotechnological product, and therefore increases its efficiency.
При создании данного изобретения ставилась задача разработки сравнительно дешевого и безопасного способа производства биомассы клеток растений, который можно использовать в промышленном производстве. Для решения этой задачи в способе получения биомассы клеток растений, включающем приготовление питательной среды, содержащей неорганические компоненты, подложки, углеводы, витамины и стимуляторы роста, посадку клеток биомассы, культивирование их и получение продукта, предлагается на стадии приготовления питательной среды твердой или жидкой в качестве неорганических компонентов использовать смесь стеклообразных метафосфатов переменного состава при следующем содержании, мас.%:When creating this invention, the task was to develop a relatively cheap and safe method for the production of biomass of plant cells, which can be used in industrial production. To solve this problem, in a method for producing biomass of plant cells, including the preparation of a nutrient medium containing inorganic components, substrates, carbohydrates, vitamins and growth stimulants, planting biomass cells, cultivating them and obtaining a product, it is proposed at the stage of preparing a nutrient medium solid or liquid as inorganic components use a mixture of glassy metaphosphates of variable composition with the following content, wt.%:
причем состав метафосфатов и концентрацию микроэлементов подбирать на основании анализа зольных остатков получаемых растений.moreover, the composition of metaphosphates and the concentration of trace elements should be selected based on an analysis of the ash residues of the resulting plants.
Смесь стеклообразных метафосфатов с указанным выше составом представляет собой вещество, известное под торговой маркой Агровитаква-AVA, стекловидное удобрение пролонгированного действия, разработанное ЗАО «Агровит» г.Санкт-Петербург (ТУ 2189-001-50032241-99). Сырьем для его производства являются фосфорная кислота (70-75%), доломитовая мука, раствор поташа (45-50%) и порошок магнезитовый каустический. На заключительной стадии производства добавляются микроэлементы из числа оксидов элементов 3-5 групп Периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Концентрация микроэлементов подбирается на основании анализа зольных остатков получаемых при сжигании интересующих нас растений.A mixture of glassy metaphosphates with the above composition is a substance known under the brand name Agrovitakva-AVA, a prolonged-release vitreous fertilizer developed by Agrovit CJSC in St. Petersburg (TU 2189-001-50032241-99). The raw materials for its production are phosphoric acid (70-75%), dolomite flour, potash solution (45-50%) and caustic magnesite powder. At the final stage of production, microelements from the oxides of elements of 3-5 groups of the Periodic Table of Elements D.I. Mendeleev are added. The concentration of trace elements is selected based on the analysis of ash residues obtained by burning plants of interest to us.
Известно, что микроэлементный состав существенно различается при переходе от одного типа растений к другому. Недостаток в почве железа, кобальта, меди и др. микроэлементов может вызвать болезни и гибель многих растений. Не меньший вред могут оказывать и избыточные количества микроэлементов в грунте, что, кроме того, строго регламентируется законодательством большинства стран мира. Тем не менее, большинство растений толерантно в широких пределах к изменению концентрации микроэлементов при низкой общей концентрации микроэлементов (~0,1 мас.%) во вносимых удобрениях.It is known that the microelement composition differs significantly during the transition from one type of plant to another. The lack of iron, cobalt, copper, and other trace elements in the soil can cause diseases and death of many plants. Excessive amounts of trace elements in the soil can also be no less harmful, which, in addition, is strictly regulated by the legislation of most countries of the world. However, most plants are tolerant to a wide range of changes in the concentration of trace elements with a low total concentration of trace elements (~ 0.1 wt.%) In the fertilizer applied.
Лекарственные растения имеют специфику, связанную с тем, что они предназначаются для людей с теми или иными заболеваниями. Различные органы человеческого тела содержат микроэлементы в разных концентрациях. В связи с этим огромную роль при выборе удобрений приобретает характер растения и его лекарственное назначение в пределах толерантности растения и пациента к тем или иным микроэлементам. Таким образом выстраивается цепочка (Почва-Удобрение - Толерантность растения - Толерантность человека).Medicinal plants have a specificity associated with the fact that they are intended for people with certain diseases. Various organs of the human body contain trace elements in different concentrations. In this regard, the character of the plant and its medicinal purpose within the tolerance of the plant and patient to certain trace elements takes on a huge role in the selection of fertilizers. Thus, a chain is built (Soil-Fertilizer - Plant Tolerance - Human Tolerance).
Опыты в области физиологии растений по сжиганию растений и исследованию зольных остатков позволили определить, что плоды, растительная масса и корни характеризуются значительными различиями по концентрации микроэлементов. Проблема микродозирования особенно сложна при выращивании растений для создания лекарственных препаратов, т.к. ферментативный катализ обеспечивается совокупным действием нескольких микроэлементов.Experiments in the field of plant physiology in the burning of plants and the study of ash residues made it possible to determine that fruits, plant mass and roots are characterized by significant differences in the concentration of trace elements. The problem of microdosing is especially difficult when growing plants to create drugs, because enzymatic catalysis is ensured by the combined action of several trace elements.
Зная о полезных свойствах различных растений, можно установить пределы содержания различных микроэлементов в удобрении при выращивании лекарственных культур на различных почвах по результатам изучения их зольных остатков. Это позволяет создать оптимальные условия для роста и сознательно управлять свойствами растений.Knowing the beneficial properties of various plants, it is possible to establish limits on the content of various trace elements in fertilizers when growing medicinal crops on various soils according to the results of studying their ash residues. This allows you to create optimal conditions for growth and consciously control the properties of plants.
В качестве подложек в предлагаемом способе могут использоваться агар-агар, фитогель, шелк, бумага, пропиленгликоль и отходы растительных фитомасс.As the substrates in the proposed method can be used agar-agar, phytogel, silk, paper, propylene glycol and plant phytomass waste.
- углеводов: сахароза, глюкоза, фруктоза;- carbohydrates: sucrose, glucose, fructose;
- витаминов: инозит, тиамин хлорид и т.д.- vitamins: inositol, thiamine chloride, etc.
- стимуляторов роста: кинетин, α-нафтилуксусная кислота и др.- growth stimulants: kinetin, α-naphthylacetic acid, etc.
На стадии получения биомассы культивирование ведут на питательной среде измененного состава, а для поддержания стабильности штамма используют среду известного состава, таким образом проводят двухэтапное культивирование штамма: на первом этапе при рекультивации для сохранения стабильности штамма культивирование ведут на стандартной питательной среде, а на втором для получения биомассы используют измененную питательную среду, состав которой приводится в данном изобретении.At the stage of biomass production, cultivation is carried out on a nutrient medium of a modified composition, and to maintain the stability of the strain, a medium of known composition is used, thus, a two-stage cultivation of the strain is carried out: in the first stage, in the course of reclamation, to maintain the stability of the strain, the cultivation is carried out on a standard nutrient medium, and in the second, to obtain biomass use a modified nutrient medium, the composition of which is given in this invention.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
На первом этапе для культивирования биомассы растений используют контрольную питательную среду по Мурасиге и Скугу. В сосудах емкостью по 250 мл помещают биомассу штамма в количестве 2,0-2,5 г на 50 мл питательной среды. Далее ведут культивирование в темноте при температуре 26-27°С в течение 35 суток.At the first stage, a control nutrient medium according to Murasiga and Skoog is used to cultivate plant biomass. In vessels with a capacity of 250 ml, the biomass of the strain is placed in an amount of 2.0-2.5 g per 50 ml of culture medium. Next, they cultivate in the dark at a temperature of 26-27 ° C for 35 days.
На втором этапе культивирования выросшую биомассу в количестве 2,0-2,5 г переносят в емкости по 250 мл, в которых содержится по 50 мл питательной среды, приготовленной на основе смеси стеклообразных метафосфатов AVA. Культивирование ведут в тех же условиях, что и на первом этапе. По окончании культивирования определяют основные показатели биомассы.At the second stage of cultivation, the grown biomass in the amount of 2.0-2.5 g is transferred into 250 ml containers containing 50 ml of the nutrient medium prepared on the basis of a mixture of glassy AVA metaphosphates. Cultivation is carried out under the same conditions as in the first stage. At the end of cultivation, the main indicators of biomass are determined.
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Материалом для данных исследований являлся штамм женьшеня - Panax ginseng С.А. Меу., культивируемый в Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии (СПХФА) с 1969 года (шифр коллекции - «Д»). Это был один из первых в России биотехнологических штаммов, который был широко внедрен на многих биотехнологических производствах СССР. Сегодня этот штамм остается одним из основных в фитобиотехнологии лекарственных растений in vitro, который не только используется для решения ряда теоретических и практических задач, но также для получения ценных лекарственных препаратов и БАД.The material for these studies was a ginseng strain - Panax ginseng S.A. Meu., Cultivated at the St. Petersburg State Chemical Pharmaceutical Academy (SPHFA) since 1969 (collection code - “D”). It was one of the first biotechnological strains in Russia, which was widely introduced in many biotechnological industries of the USSR. Today, this strain remains one of the main in vitro phytobiotechnology of medicinal plants, which is not only used to solve a number of theoretical and practical problems, but also to obtain valuable medicines and dietary supplements.
Сегодня очень остро стоит вопрос о разработке биотехнологии этого и многих других ценных лекарственных растений, одни из которых варварски истреблены в природе и разрушена их сельскохозяйственная культура, например у женьшеня, а у других базы их культивирования теперь находятся на территории других государств (Украине, Грузии, Казахстане).Today, the question of developing biotechnology of this and many other valuable medicinal plants is very acute, some of which are barbarously destroyed in nature and their crops destroyed, for example, ginseng, while others have cultivation bases located in other countries (Ukraine, Georgia, Kazakhstan).
Кроме данного штамма женьшеня, была использована селективная линия штамма женьшеня, полученная в СПХФА на питательной среде, не содержащей нитрата аммония и стимулятора роста кинетина (шифр коллекции СПХФА «Д-»).In addition to this ginseng strain, a selective line of ginseng strain was used, obtained in SPCPA on a nutrient-free medium containing no ammonium nitrate and a kinetin growth stimulant (cipher of the SPFCA collection “D-”).
Вместо микро- и макросолей по Мурасиге и Скугу использовалась смесь стеклообразных метафосфатов переменного состава, имеющая товарную марку Агровитаква-AVA трех вариантов:Instead of micro- and macrosalts according to Murasiga and Skoog, a mixture of glassy metaphosphates of variable composition was used, having the Agrovitakva-AVA trademark of three options:
1. AVA-1 (шифр AVA-1, Универсал) следующего состава, %:1. AVA-1 (code AVA-1, Wagon) of the following composition,%:
2. AVA с гуминовыми кислотами (97% AVA + 3% гумата) (шифр-АУА + ГУМ) следующего состава, %:2. AVA with humic acids (97% AVA + 3% humate) (cipher-AUA + GUM) of the following composition,%:
3. AVA с карбомидом мочевины (85% AVA + 15% карбомида мочевины) (шифр AVA + М) следующего состава, %:3. AVA with urea carbide (85% AVA + 15% urea carbide) (code AVA + M) of the following composition,%:
Остальные компоненты контрольной питательной среды соответствовали стандартной среде и содержали: сахар - 3%, агар-агар - 0,6%, инозит - 0,08 г/л, гидролизат казеина - 0,5 г/л, железа хеллат - 5,0 мл/л, α-нафтилуксусную кислоту - 2 мл/л и кинетин - 1 мл/л.The remaining components of the control nutrient medium corresponded to the standard medium and contained: sugar - 3%, agar-agar - 0.6%, inositol - 0.08 g / l, casein hydrolyzate - 0.5 g / l, iron hellate - 5.0 ml / l, α-naphthylacetic acid - 2 ml / l and kinetin - 1 ml / l.
Штаммы культивировали в стандартных условиях при температуре 26-28°С на агаризованной среде в колбах на 250 мл на 50 мл питательной среды, приготовленной в следующих вариантах:The strains were cultured under standard conditions at a temperature of 26-28 ° C on an agar medium in 250 ml flasks per 50 ml of culture medium prepared in the following options:
№1. Контрольная среда - макросоли по Мурасиге и Скугу - 50,0 мл/лNo. 1. Control medium - macro salts according to Murashige and Skoog - 50.0 ml / l
микросоли по Мурасиге и Скугу - 1 мл/лmicrosalts according to Murashige and Skoogoo - 1 ml / l
сахар - 3%, агар-агар - 0,6%sugar - 3%, agar-agar - 0.6%
инозит - 0,08 г/л, гидролизат казеина - 0,5 г/лinositol - 0.08 g / l, casein hydrolyzate - 0.5 g / l
железа хелат - 5 мл/лiron chelate - 5 ml / l
α-нафтилуксусная кислота - 2 мл/лα-naphthylacetic acid - 2 ml / l
кинетин - 1 мл/л.kinetin - 1 ml / l.
№2. Штамм женьшеня (Д) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA-1-1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды, но без стимулятора роста кинетина.No. 2. Ginseng strain (D) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA-1-1 g / l is given, the remaining components are listed according to the control medium, but without a kinetin growth stimulator.
№3. Штамм женьшеня (Д) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + ГУМ - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды, но без стимулятора роста кинетина.Number 3. Ginseng strain (D) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA + GUM is given - 1 g / l, the rest of the components according to the prescription of the control medium, but without the kinetin growth stimulator.
№4. Штамм женьшеня (Д) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + М - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды, но без стимулятора роста кинетина.Number 4. Ginseng strain (D) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA + M is given - 1 g / l, the rest of the components according to the prescription of the control medium, but without a kinetin growth stimulator.
№5. Штамм женьшеня (Д-) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + ГУМ - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды, но без стимулятора роста кинетина.No. 5. Ginseng strain (D-) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA + GUM is given - 1 g / l, the rest of the components according to the prescription of the control medium, but without the kinetin growth stimulator.
№6. Штамм женьшеня (Д-) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + М - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды, но без стимулятора роста кинетина.No. 6. Ginseng strain (D-) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA + M is given - 1 g / l, the rest of the components according to the prescription of the control medium, but without the kinetin growth stimulator.
Цикл культивирования во всех вариантах составлял 35 суток.The cultivation cycle in all cases was 35 days.
В конце цикла определяли сырую и сухую массы ткани, белок по Лоури, водорастворимые полисахариды ВРП и суммарную гликозидную фракцию - СГФ.At the end of the cycle, wet and dry tissue masses, Lowry protein, water-soluble GRP polysaccharides and the total glycoside fraction — GHF — were determined.
Контролируемыми параметрами во всех вариантах являлся постоянный контроль за ростом биомассы по показателям сырой и воздушно-сухой массы тканей в условиях культуры in vitro в банке СПХФА на протяжении одного цикла выращивания - 35 суток.Controlled parameters in all cases were constant monitoring of biomass growth in terms of wet and air-dry tissue mass in an in vitro culture in an SPHFA bank for one growing cycle - 35 days.
Так же определяли содержания водорастворимых полисахаридов (ВРП) и суммы гликозидов (СГФ) как одних из основных действующих веществ в конце цикла культивирования.The content of water-soluble polysaccharides (GRP) and the amount of glycosides (GHF) as one of the main active substances at the end of the cultivation cycle were also determined.
Можно отметить, что в данном варианте опытов полностью отсутствовали инфицированные сосуды. Рост биомассы во всех вариантах проходил по характерной "S"-образной кривой с сокращением "lag"-периода с 5 дней в контроле до 3-х дней в опытных вариантах.It can be noted that in this variant of the experiments, the infected vessels were completely absent. The growth of biomass in all variants passed along a characteristic "S" -shaped curve with a reduction in the "lag" period from 5 days in the control to 3 days in the experimental variants.
Морфологически биомасса клеток женьшеня во всех вариантах отличалась более желтым цветом, чем в контроле, оставаясь в нижней части светлой, крупнозернистой и часто клетки биомассы врастали в питательную среду. Это свидетельствовало о хорошем потреблении солей из агар-агара.Morphologically, the biomass of ginseng cells in all cases was more yellow than in the control, remaining in the lower part of the light, coarse-grained and often biomass cells grew into the nutrient medium. This indicated a good consumption of salts from agar-agar.
В конце цикла культивирования на 35 сутки (срок наблюдения) биомасса была отделена от остатков питательной среды и высушена в инфракрасной сушилке. В воздушно-сухой биомассе была определена сумма водорастворимых полисахаридов-ВРП и сумма гликозидов-СГФ как основных биологически активных веществ, с которыми связывают широкий спектр фармакологической активности препаратов женьшеня.At the end of the cultivation cycle, on the 35th day (observation period), the biomass was separated from the remains of the nutrient medium and dried in an infrared dryer. In the air-dry biomass, the sum of water-soluble polysaccharides-GRP and the sum of glycosides-SGF were determined as the main biologically active substances with which a wide spectrum of pharmacological activity of ginseng preparations is associated.
Ростовые параметры (сырой и воздушно-сухой массы) в процессе оптимизации среды и роста штамма учитывали общепринятым методом. Во всех вариантах учитывали данные из пяти однотипных сосудов, все данные обработаны статистически.Growth parameters (wet and air-dry mass) in the process of optimizing the environment and strain growth were taken into account by the generally accepted method. In all cases, data from five vessels of the same type were taken into account; all data were processed statistically.
Ниже приведены показатели сырой и сухой массы тканей штамма женьшеня при выращивании на экспериментальных средах (табл.1).The following are indicators of the wet and dry mass of the tissues of the ginseng strain when grown on experimental media (Table 1).
Показатели сырой и сухой массы тканей штамма женьшеня на экспериментальных средахTable 1
Indicators of wet and dry weight of the tissues of the ginseng strain in experimental environments
Из приведенных данных видно, что на всех вариантах сред с AVA накопление сырой массы клеток значительно снижалось на 40-50%. В то же время воздушно-сухая масса клеток практически не отличалась от контрольного варианта у штамма женьшеня и незначительно уступала в случае с селективным штаммом (без нитрата аммония и кинетина). Возможно, что в первом случае (штамм Д) на рост биомассы сказалось отсутствие стимулятора роста кинетина в среде, что вызвало меньшее растяжение клеток и их обводненность и замедлило рост, а также стресс, очевидно связанный с заменой некоторых компонентов питательной среды. Снижение сырой массы клеток у селективного штамма (Д-) также возможно связано со стресс-воздействием.From the above data it is seen that on all variants of media with AVA, the accumulation of fresh cell mass was significantly reduced by 40-50%. At the same time, the air-dry cell mass practically did not differ from the control variant for the ginseng strain and was slightly inferior in the case of the selective strain (without ammonium nitrate and kinetin). It is possible that in the first case (strain D), the absence of a kinetin growth stimulator in the medium affected the biomass growth, which caused less stretching of the cells and their water cut and slowed down growth, as well as stress, obviously associated with the replacement of some components of the nutrient medium. The decrease in the fresh cell mass of the selective strain (D-) is also possibly associated with stress exposure.
В связи с этим представляло интерес сравнить накопление белка в клетках в процессе культивирования на средах со стеклообразными метафосфатами AVA (табл.2).In this regard, it was of interest to compare the accumulation of protein in cells during cultivation on media with glassy AVA metaphosphates (Table 2).
Показатели накопления белка в биомассе клеток штамма женьшеня при культивировании на средах со смесью стеклообразных метафосфатовtable 2
Indicators of protein accumulation in the biomass of cells of the ginseng strain when cultured on media with a mixture of glassy metaphosphates
Приведенные показатели свидетельствуют, что содержание белка в клетках женьшеня (штамм-Д) не только не уступало контрольному варианту, но даже превосходило последний, несмотря на отсутствие стимулятора роста. Селективный штамм также показал высокий уровень накопления белка в клетках биомассы на всех вариантах питательных сред с AVA. Это свидетельствует о том, что макро- и микроэлементный состав стеклообразных метафосфатов AVA во всех вариантах был достаточен для прохождения всех метаболических процессов синтеза белка.The above indicators indicate that the protein content in the cells of ginseng (strain-D) not only did not yield to the control option, but even exceeded the latter, despite the absence of a growth stimulator. The selective strain also showed a high level of protein accumulation in biomass cells in all variants of nutrient media with AVA. This indicates that the macro- and microelement composition of the glassy AVA metaphosphates in all cases was sufficient to undergo all metabolic processes of protein synthesis.
Была определена активность ферментов антиоксидантной защиты в штаммах женьшеня на конечном этапе роста культур на средах с различным содержанием стеклообразных метафосфатов AVA (табл.3).The activity of antioxidant defense enzymes in ginseng strains was determined at the final stage of crop growth on media with different contents of glassy AVA metaphosphates (Table 3).
Показатели удельной активности антиоксидантных ферментов в биомассе штаммов женьшеня при росте на питательных средах со смесью стеклообразных метафосфатов AVATable 3
The specific activity of antioxidant enzymes in the biomass of ginseng strains with growth on nutrient media with a mixture of glassy metaphosphates AVA
Полученные данные показывают, что уровень активности обоих ферментов антиоксидантной защиты в биомассе у штамма женьшеня во всех вариантах питательных сред со стеклянными метафосфатами AVA в 1,5-2 раза был ниже, чем в контроле. В то же время у селективного штамма, адаптированного к росту без нитрата аммония и кинетина, как уровень активности каталазы, так и супероксиддисмутазы (СОД) практически не отличался от уровня активности этих ферментов в контрольном варианте.The obtained data show that the level of activity of both antioxidant enzymes in the biomass of the ginseng strain in all variants of culture media with glass AVA metaphosphates was 1.5-2 times lower than in the control. At the same time, in a selective strain adapted for growth without ammonium nitrate and kinetin, both the level of activity of catalase and superoxide dismutase (SOD) practically did not differ from the level of activity of these enzymes in the control variant.
Это можно объяснить тем, что токсических перекисных радикалов при использовании данных удобрений во всех вариантах образуется меньше, что возможно связано с уменьшением интенсивности дыхания.This can be explained by the fact that there are fewer toxic peroxide radicals when using these fertilizers in all cases, which is possibly associated with a decrease in respiration rate.
Учитывая, что гликозиды женьшеня и полисахариды являются одними из основных биологически активных продуктов метаболизма, был проведен сравнительный анализ данных веществ в биомассе штаммов женьшеня (табл.4).Given that ginseng glycosides and polysaccharides are one of the main biologically active metabolic products, a comparative analysis of these substances in the biomass of ginseng strains was carried out (Table 4).
Показатели содержания суммарной гликозидной фракции (СГФ) и водорастворимых полисахаридов (ВРП) в биомассе штамма женьшеняTable 4
The total glycoside fraction (GFS) and water-soluble polysaccharides (GRP) in the biomass of the ginseng strain
Таким образом, анализируя полученные данные, можно сделать заключение, что содержание суммарной гликозидной фракции (СГФ) в штамме женьшеня во всех вариантах практически не зависит от внесенных AVA.Thus, analyzing the data obtained, we can conclude that the content of the total glycoside fraction (GFS) in the ginseng strain in all cases is practically independent of the introduced AVA.
Содержание водорастворимых полисахаридов снизилось по сравнению с контролем почти в два раза, но все-таки оно осталось достаточно высоким. Возможно при увеличении дозы "AVA + ГУМ" и "AVA + М" содержание ВРП может повыситься. Как показали наши предыдущие исследования с " AVA - 1", при их концентрации 3 г/л проходило повышение содержания ВРП в штамме женьшеня до 10,7%.The content of water-soluble polysaccharides decreased almost twofold compared with the control, but still it remained quite high. Perhaps with increasing doses of "AVA + GUM" and "AVA + M", the content of GRP may increase. As our previous studies with "AVA - 1" showed, at a concentration of 3 g / l, there was an increase in the content of GRP in the ginseng strain to 10.7%.
Подводя итоги выполненным исследованиям, можно сделать заключение, что использование новых стекообразных метафосфатов AVA в модификациях с гуматом и карбомидом мочевины вместо комплекса макро- и микросолей по прописи Мурасиге и Скуга в контрольной среде не влияло на накопление воздушно-сухой биомассы штаммов женьшеня даже при первом пассаже при отсутствии одного из стимуляторов роста - кинетина.Summing up the studies, we can conclude that the use of new stacked AVA metaphosphates in modifications with humate and urea carbide instead of a complex of macro and micro salts according to the prescription Murashige and Skoog in the control medium did not affect the accumulation of air-dry biomass of ginseng strains even during the first passage in the absence of one of the growth stimulants - kinetin.
Биологическая продуктивность по накоплению белка в биомассе штаммов женьшеня не уступала контрольным вариантам, а в некоторых случаях даже была выше. Содержание основных действующих веществ: суммы гликозидов и водорастворимых полисахаридов также оставались достаточно высокими.The biological productivity of protein accumulation in the biomass of ginseng strains was not inferior to the control options, and in some cases was even higher. The content of the main active substances: the sum of glycosides and water-soluble polysaccharides also remained quite high.
Пример 2Example 2
Штамм панакса пятилистного, так же как и штамм женьшеня, был впервые получен Л.И.Слепян и Р.Г.Бутенко от 6-летнего оранжерейного корня из коллекции Ботанического Института АН СССР. С 1969 г. штамм находится в коллекции банка СПХФА (шифр Ам).The five-leaf panax strain, as well as the ginseng strain, was first obtained by L.I. Slepyan and R.G. Butenko from a 6-year-old greenhouse root from the collection of the Botanical Institute of the USSR Academy of Sciences. Since 1969, the strain has been in the collection of the SPHFA bank (Am code).
Штамм культивируют на такой же питательной среде, как и штамм женьшеня, с циклом 35 суток в сосудах на 250 мл на 50 мл питательной среды при температуре 25-26°С. Биомасса светло желтого цвета, рыхлая, легко отделяется от питательной среды в конце цикла культивирования. Доказано, что он содержит основные гликозиды, близкие к гликозидам женьшеня, - это Rb1, Re, Rd и Re. В отличие от женьшеня гликозиды Rb1 и Rg1, оказывающие стимулирующий эффект, в американском женьшене практически отсутствуют. Поэтому американский женьшень проявляет мягкое седативное действие и так же, как и женьшень, обладает антиканцерогенным действием. Установлено, что он повышает защиту клеток крови против повреждающего действия эффекта О-ЛПНП. Кроме этого, в американском женьшене идентифицированы гинзенозиды F2, псевдогинзенозид F11 и квинквелозид R1.The strain is cultivated on the same nutrient medium as the ginseng strain, with a cycle of 35 days in 250 ml vessels per 50 ml of culture medium at a temperature of 25-26 ° C. The biomass is light yellow, loose, easily separated from the nutrient medium at the end of the cultivation cycle. It has been proven that it contains the main glycosides close to ginseng glycosides - these are Rb 1 , Re, Rd and Re. In contrast to ginseng, the glycosides Rb 1 and Rg 1 , which have a stimulating effect, are practically absent in American ginseng. Therefore, American ginseng exhibits a mild sedative effect and, like ginseng, has an anti-carcinogenic effect. It was found that it increases the protection of blood cells against the damaging effect of the effect of O-LDL. In addition, American ginseng identified ginsenosides F 2 , pseudoginsenoside F 11 and quinqueloside R 1 .
Наряду с гинзенозидами растение содержит активные пептиды и полисахариды, с которыми связывают иммунологическую и радиопротекторную активность. Эфирные масла, витамины и микроэлементы и незаменимые аминокислоты, определяющие антидепрессивное действие и антиоксидантное и другие свойства этого вида женьшеня. Липофильная фракция, представленная жирными кислотами, липидами, β-ситостерином и панаценом. Последний оказывает болеутоляющее и седативное действие. Этот набор веществ в комплексе и определяет тот широкий рынок препаратов и продуктов, которые сегодня завоевывает корень американского женьшеня. Поэтому культура ткани in vitro штамма панакса пятилистного не менее перспективна и была выбрана в качестве второго объекта исследований.Along with ginsenosides, the plant contains active peptides and polysaccharides, with which immunological and radioprotective activity is associated. Essential oils, vitamins and minerals and essential amino acids that determine the antidepressant effect and antioxidant and other properties of this type of ginseng. The lipophilic fraction represented by fatty acids, lipids, β-sitosterol and panacene. The latter has a painkiller and sedative effect. This set of substances in the complex defines the wide market of drugs and products that the root of American ginseng is conquering today. Therefore, tissue culture in vitro of the five-leaf panax strain is no less promising and was chosen as the second object of research.
В связи с этим были проведены эксперименты по изучению влияния стеклообразных метафосфатов AVA на рост и биологическую продуктивность штамма панакса пятилистного (шифр Ам) и селективного штамм американского женьшеня, адаптированного к росту на питательной среде без аммонийного азота и стимулятора роста кинетина (шифр Ам-)In this regard, experiments were carried out to study the effect of glassy AVA metaphosphates on the growth and biological productivity of the five-leaf panax strain (code Am) and a selective strain of American ginseng adapted to growth on a nutrient medium without ammonia nitrogen and a kinetin growth stimulator (code Am-)
Все варианты питательной среды с AVA были взяты в таких же концентрациях, как и в предыдущих опытах для штамма женьшеня.All variants of culture medium with AVA were taken in the same concentrations as in previous experiments for the ginseng strain.
В конце сроков культивирования биомасса была отделена от агар-агара, высушена в инфракрасной сушилке и в ней были определены сырая и воздушно-сухая масса, суммарная гликозидная фракция и содержание водорастворимых полисахаридов. В сырой биомассе определяли содержание белка и активность антиоксидантных ферментов.At the end of the cultivation period, the biomass was separated from agar-agar, dried in an infrared dryer, and the raw and air-dry mass, total glycoside fraction and the content of water-soluble polysaccharides were determined in it. In crude biomass, protein content and antioxidant enzyme activity were determined.
Во всех вариантах учитывали также данные из пяти однотипных сосудов. Все данные обработаны статистически.In all cases, data from five vessels of the same type were also taken into account. All data are processed statistically.
Ниже приведены показатели сырой и сухой биомассы штамма панакса пятилистного при выращивании на экспериментальных средах (табл.5).Below are the indicators of raw and dry biomass of the five-leaf panax strain when grown on experimental media (Table 5).
Показатели сырой и сухой биомассы штамма панакса пятилистногоTable 5
Indicators of raw and dry biomass of the five-leaf panax strain
Из представленных данных видно, что, как и в случае со штаммом женьшеня, в данном случае также наблюдалось значительное снижение сырой массы, в то время как воздушно-сухая масса оставалась во всех вариантах опытов практически на уровне контроля.It can be seen from the data presented that, as in the case of the ginseng strain, in this case, a significant decrease in the fresh weight was also observed, while the air-dry mass remained practically at the control level in all experimental variants.
Это свидетельствовало о том, что основные метаболические процессы в клетках биомассы панакса американского в данных экспериментах проходят на том же уровне, как и при росте штамма на контрольной среде, даже в тех случаях, когда из среды был исключен стимулятор роста кинетин.This testified to the fact that the main metabolic processes in Panax American biomass cells in these experiments proceed at the same level as in the case of strain growth on a control medium, even in cases when the kinetin growth stimulator was excluded from the medium.
Показатели накопления белка в биомассе клеток штамма панакса пятилистного при культивировании на средах с удобрениями AVATable 6
Indicators of protein accumulation in the biomass of cells of the five-leaf panax strain when cultured on media with AVA fertilizers
Можно предположить, что минеральный состав AVA в комбинациях с гуматом и карбомидом мочевины вполне заменили основные минеральные компоненты среды Мурасиге и Скуга, даже усилив при этом белковый обмен. Данные по содержанию белка в биомассе штамма панакса пятилистного представлены в табл.6.It can be assumed that the mineral composition of AVA, in combination with urea humate and carbide, completely replaced the main mineral components of the Murasige and Skoog medium, even enhancing protein metabolism. Data on the protein content in the biomass of the five-leaf panax strain are presented in Table 6.
Показатели удельной активности антиоксидантных ферментов в биомассе штамма панакса пятилистного при росте на питательных средах со смесью стеклообразных метафосфатов AVATable 7
The specific activity of antioxidant enzymes in the biomass of the five-leaf panax strain when grown on culture media with a mixture of glassy metaphosphates AVA
Полученные данные по уровню удельной активности ферментов антиоксидантной защиты имели такую же направленность, как в случае с культивированием штамма женьшеня. На экспериментальных питательных средах с метафосфатами AVA во всех модификациях наблюдали снижение активности обоих ферментов в клетках биомассы штамма панакса пятилистного при сохранении достаточно высокого, в данном случае на уровне контроля, метаболизма белка и активного синтеза других биологически активных веществ, суммы гликозидов и водорастворимых полисахаридов.The data on the level of specific activity of antioxidant defense enzymes had the same orientation as in the case of the cultivation of ginseng strain. On all experimental versions of experimental nutrient media with AVA metaphosphates, a decrease was observed in the activity of both enzymes in the biomass cells of the five-leaf panax strain while maintaining a fairly high, in this case, control, protein metabolism and active synthesis of other biologically active substances, the sum of glycosides and water-soluble polysaccharides.
Показатели содержания суммарной гликозидной фракции (СГФ) и водорастворимых полисахаридов (ВРП) в биомассе штамма панакса пятилистногоTable 8
The total glycoside fraction (GFS) and water-soluble polysaccharides (GRP) in the biomass of the five-leaf panax strain
Полученные результаты свидетельствуют, что накопление суммы гликозидов на всех вариантах питательных сред с удобрениями AVA в биомассе штамма панакса пятилистного было или на уровне контрольного штамма, или даже превышало этот показатель в варианте с гуматом. Для селективного штамма была отмечена та же закономерность. Можно предположить, что более высокое, чем в микроэлементах Мурасиге и Скуга в контроле, содержание таких микроэлементов, как Cu, Zn и Fe, в этих метафосфатах активизировало синтез гликозидов.The results obtained indicate that the accumulation of the sum of glycosides on all variants of nutrient media with AVA fertilizers in the biomass of the five-leaf panax strain was either at the level of the control strain, or even exceeded this indicator in the variant with humate. For the selective strain, the same pattern was noted. It can be assumed that the higher than in the trace elements Murashige and Skoog in the control, the content of trace elements such as Cu, Zn and Fe in these metaphosphates activated the synthesis of glycosides.
Подводя итоги выполненным экспериментам по замене макро- и микросолей по прописи Мурасиге и Скуга в стандартной питательной среде для штаммов женьшеня и панакса пятилистного и их селективных линий на стеклообразные метафосфаты AVA в трех модификациях с гуматом и карбомидом мочевины, можно сделать заключение, что эти метафосфаты вполне могут быть использованы в биотехнологии для культивирования данных штаммов. При этом были установлены как общие, так и индивидуальные особенности ответной реакции биологической активности по накоплению сухой массы, белка, СГФ и ВРП в зависимости от штамма.Summing up the experiments on replacing the macro and micro salts according to the prescription Murashige and Skoog in a standard nutrient medium for strains of ginseng and panax five-leaved and their selective lines on glassy AVA metaphosphates in three versions with humate and urea carbide, we can conclude that these metaphosphates are completely can be used in biotechnology for the cultivation of these strains. In this case, both general and individual characteristics of the response of biological activity to the accumulation of dry mass, protein, GHF and GRP depending on the strain were established.
Рост штаммов проходил по обычной "S″-образной кривой с сокращением "lag"-периода с 5-ти суток в контроле до 3-х в эксперименте. Морфологически биомасса штаммов не менялась, оставаясь крупнозернистой, рассыпчатой, но оба штамма приобретали более темную желтую окраску по сравнению с контрольным вариантом.The strains grew along the usual “S ″ -shaped curve with a reduction in the“ lag ”period from 5 days in the control to 3 in the experiment. Morphologically, the biomass of the strains did not change, remaining coarse-grained, crumbly, but both strains acquired a darker yellow coloration compared with the control option.
Для обоих штаммов в первом пассаже отмечено снижение сырой массы клеток во всех вариантах питательных сред с AVA. В то же время показатели сухой биомассы клеток во всех вариантах оставались на достаточно высоком уровне, что свидетельствовало о том, что процессы синтеза основных метаболитов идут в пределах стандартной (контрольной) среды.For both strains in the first passage, a decrease in the fresh cell mass was observed in all variants of nutrient media with AVA. At the same time, the indices of dry cell biomass in all variants remained at a rather high level, which indicated that the synthesis processes of the main metabolites are within the standard (control) environment.
Так, содержание белка в клетках женьшеня (штамм-Д) не только не уступало контрольному варианту, но даже превосходило последний, несмотря на отсутствие стимулятора роста. Селективные штаммы как женьшеня, так и панакса пятилистного также показали высокий уровень накопления белка в клетках биомассы на всех вариантах питательных сред с удобрениями AVA. Это свидетельствует о том, что макро- и микроэлементный состав стеклообразных удобрений AVA во всех вариантах был достаточен для прохождения всех метаболических процессов синтеза белка.Thus, the protein content in ginseng cells (strain-D) not only did not yield to the control option, but even exceeded the latter, despite the absence of a growth stimulator. Selective strains of both ginseng and five-leaf panax also showed a high level of protein accumulation in biomass cells on all variants of nutrient media with AVA fertilizers. This indicates that the macro- and microelement composition of the glassy fertilizers AVA in all variants was sufficient for all metabolic processes of protein synthesis to undergo.
Содержание суммарной гликозидной фракции (СГФ) в штамме женьшеня во всех вариантах практически не зависело от внесенных AVA.The content of the total glycoside fraction (GHF) in the ginseng strain in all cases was practically independent of the introduced AVA.
Содержание водорастворимых полисахаридов в обоих штаммах снижалось по сравнению с контролем почти в два раза, но все-таки оно осталось достаточно высоким. Возможно при увеличении дозы "AVA + ГУМ" и "AVA + М" содержание ВРП может быть увеличено.The content of water-soluble polysaccharides in both strains was almost halved compared with the control, but still it remained quite high. Perhaps with increasing doses of "AVA + GUM" and "AVA + M" the content of GRP can be increased.
Полученные данные по уровню удельной активности ферментов антиоксидантной защиты (СОД и каталазы) как в случае с культивированием штамма женьшеня, так и панакса пятилистного носили однотипный характер. На экспериметальных питательных средах с AVA во всех модификациях наблюдали снижение активности обоих ферментов в клетках. Можно предположить, что в данных экспериментах не происходит накопления агрессивного перекисного радикала и поэтому не активируются и антиоксидантные ферменты защиты.The data on the level of specific activity of antioxidant enzymes (SOD and catalase) both in the case of cultivation of the ginseng strain and five-leaf panax were of the same type. On experimental nutrient media with AVA, in all modifications, a decrease in the activity of both enzymes in the cells was observed. It can be assumed that in these experiments there is no accumulation of an aggressive peroxide radical and therefore antioxidant defense enzymes are not activated.
Накопление суммы гликозидов в биомассе штамма панакса пятилистного на всех вариантах питательных сред с AVA было или на уровне контрольного штамма, или даже превышало этот показатель в варианте с гуматом. Для селективного штамма панакса американского была отмечена та же закономерность.The accumulation of the sum of glycosides in the biomass of the five-leaf panax strain in all variants of nutrient media with AVA was either at the level of the control strain, or even exceeded this indicator in the variant with humate. For the American panax selective strain, the same pattern was noted.
Очевидно, более высокое, чем в микроэлементах Мурасиге и Скуга в контроле, содержание таких микроэлементов, как Cu, Zn и Fe, в этих удобрениях активизировало синтез гликозидов.Obviously, the higher than in the trace elements Murashige and Skoog in the control, the content of trace elements such as Cu, Zn and Fe in these fertilizers activated the synthesis of glycosides.
Использование стеклообразных метафосфатов предполагает их постепенное растворение и поступление в растения, поэтому возможно использование их в биотехнологии при культивировании в жидкой питательной среде в ферментерах было бы также перспективно и экономично.The use of glassy metaphosphates implies their gradual dissolution and entry into plants, so it is possible to use them in biotechnology when cultivated in a liquid nutrient medium in fermenters would also be promising and economical.
Пример 3Example 3
Штамм тропического аралиевого Polyscias filicifolia Bailey был введен в культуру изолированных тканей in vitro в 1972 году в ЛХФИ (ныне СПХФА) Грушвицким И.В., Арнаутовым Н.Н. и Слепян Л.И. от корня интактного оранжерейного растения.The strain of tropical aralic Polyscias filicifolia Bailey was introduced into the culture of isolated tissues in vitro in 1972 at the Leningrad Physiological Institute (now SPCP) I. Grushvitsky, N. N. Arnautov. and Slepyan L.I. from the root of an intact greenhouse plant.
Предварительное изучение нативного растения позволило выявить локализацию тритерпеновых гликозидов в паренхимных клетках коры корня. Экспланты, выделенные из зоны коры корня, после обработки в стерильных условиях высаживали на питательных средах разного состава. Было изучено три варианта сред с минеральной основой по прописи Мурасиге и Скуга, отличающихся составом витаминов и стимуляторов роста.A preliminary study of the native plant revealed the localization of triterpene glycosides in the parenchymal cells of the root cortex. Explants isolated from the root bark zone, after treatment under sterile conditions, were planted on nutrient media of different compositions. Three variants of media with a mineral base according to the prescription Murashige and Skoog, differing in the composition of vitamins and growth stimulants, were studied.
Для дальнейших исследований были отобраны образцы биомассы штамма, характеризующиеся интенсивным ростом массы клеток уже на 5-7 сутки. К 60-м суткам прирост ткани в этом случае составлял 15,3 г сухой массы с 1 л питательной среды и содержал тритерпеновые гликозиды, характерные для нативного растения. Данный штамм был передан в ВСКККВР под номером 24 как штамм с адаптогенным и иммуномодулирующим эффектами, но в дальнейшем он там был потерян. В настоящее время штамм Polyscias filicifolia Bailey сохраняется как исходный штамм, в котором были изучены химический состав и фармакологические свойства, в банке штаммов лекарственных растений СПХФА, имеется в ХБО при РАН в фирме " ВИТА" (Санкт-Петербург) и научно-производственной фирме " Биофармтокс" (Санкт-Петербург).For further studies, samples of the biomass of the strain were selected, characterized by intensive growth in cell mass already on the 5-7th day. By the 60th day, tissue growth in this case was 15.3 g of dry weight per 1 liter of culture medium and contained triterpene glycosides characteristic of the native plant. This strain was transferred to VSCKKVR at number 24 as a strain with adaptogenic and immunomodulating effects, but later it was lost there. Currently, the strain Polyscias filicifolia Bailey is preserved as the initial strain, in which the chemical composition and pharmacological properties were studied, in the bank of strains of medicinal plants of SPHFA, is available in the CBW at the Russian Academy of Sciences in the company "VITA" (St. Petersburg) and the research and production company " Biopharmtox "(St. Petersburg).
В результате фитохимических исследований, проведенных в ЛХФИ Н.В.Михайловой, были выделены и идентифицированы два тритерпеновых гликозида (А и Б), агликоном которых является хедерагенин - производное олеанана].As a result of phytochemical studies conducted at the LHFI, N.V. Mikhaylova, two triterpene glycosides (A and B) were identified and identified, the aglycon of which is hederagenin - an oleanan derivative].
Хроматографический анализ углеводной части гликозидов показал, что для гликозида А она представлена галактозой и рамнозой, а для гликозида Б - галактозой, рамнозой и глюкозой.Chromatographic analysis of the carbohydrate part of glycosides showed that for glycoside A it is represented by galactose and ramnose, and for glycoside B it is represented by galactose, ramnose and glucose.
Биомасса штамма содержит также β-ситостерин (до 2%), кампестерин, фруктозу, аминокислоты (аспарагиновую кислоту, лизин, аргинин, цистеин, гистидин, триптофан и др.), насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты (лауриновую, миристиновую, пальмитиновую, олеиновую).The biomass of the strain also contains β-sitosterol (up to 2%), campesterol, fructose, amino acids (aspartic acid, lysine, arginine, cysteine, histidine, tryptophan, etc.), saturated and unsaturated fatty acids (lauric, myristic, palmitic, oleic) .
Штамм полисциаса папоротниколистного является одним из перспективных биотехнологических штаммов, препараты которого обладают ценными фармакологическими свойствами и который находится в коллекции нескольких фирм-производителей.The strain of polysacias fern is one of the promising biotechnological strains, the preparations of which have valuable pharmacological properties and which is in the collection of several manufacturing companies.
Процесс культивирования штамма, связанный с его многократной рекультивацией на новых питательных средах (в жидкой или агаризованой среде), очень трудоемок и многостадиен. Поэтому упрощение его на стадии приготовления концентратов питательных сред снижает риск ошибок и улучшает контроль производства, повышая его надежность.The process of cultivating a strain associated with its multiple reclamation on new nutrient media (in a liquid or agarized medium) is very laborious and multi-stage. Therefore, its simplification at the stage of preparation of nutrient medium concentrates reduces the risk of errors and improves production control, increasing its reliability.
Подводя итоги вышеперечисленному, представляло интерес изучить возможность культивирования в биотехнологии штамма полисциаса как сырья для лекарственных препаратов или БАД с использованием нового вида экологически чистых стеклообразных метафосфатов AVA, разработанных в ЗАО " АГРОВИТ ".Summing up the above, it was of interest to study the possibility of culturing in biotechnology a strain of poliscias as a raw material for drugs or dietary supplements using a new type of environmentally friendly glassy glass metaphosphates AVA, developed by AGROVIT CJSC.
Штамм культивируется в СПХФА с 1972 г. на модифицированной агаризованной питательной среде с макро- и микросолями по прописи Мурасиге и Скуга в стационарных условиях культивирования при температуре 25+1°С в сосудах на 250 мл на 50 мл питательной среды. Цикл культивирования 40 суток и в темном помещении.The strain has been cultivated in SPhFA since 1972 on a modified agarized nutrient medium with macro and micro salts according to the prescription Murashige and Skoog under stationary cultivation conditions at a temperature of 25 + 1 ° C in 250 ml vessels per 50 ml of nutrient medium. The cultivation cycle is 40 days and in a dark room.
Биомасса в конце цикла, как продукт рекультивации и сырье, представлена рыхлой массой клеток белого цвета, без органогенеза, с характерным запахом свежей зелени (при перемешивании ткани) и специфическим ароматным запахом после высушивания.The biomass at the end of the cycle, as a product of reclamation and raw materials, is represented by a loose mass of white cells, without organogenesis, with a characteristic smell of fresh herbs (with tissue mixing) and a specific aromatic odor after drying.
С этой целью для культивирования штамма полисциаса (шифр Pol.) (коллекция СПХФА) на стандартной питательной среде макро- и микросоли по прописи Мурасиге и Скуга были заменены на новые стеклообразные метафосфаты трех вариантов AVA:To this end, to cultivate the polyscias strain (code Pol.) (SPHFA collection) on a standard nutrient medium, macro and micro salts according to the prescription Murashige and Skoog were replaced with new glassy metaphosphates of three AVA variants:
1. AVA - 1 (шифр AVA - 1, Универсал);1. AVA - 1 (code AVA - 1, Wagon);
2. AVA с гуминовыми кислотами (97% AVA + 3% гумата) (шифр-AVA + ГУМ);2. AVA with humic acids (97% AVA + 3% humate) (code-AVA + GUM);
3. AVA с карбомидом мочевины (85% AVA + 15% карбомид мочевины) (шифр AVA + М).3. AVA with urea carbide (85% AVA + 15% urea carbide) (code AVA + M).
Остальные компоненты контрольной питательной среды соответствовали стандартной среде для полисциаса, исключая стимулятор роста кинетин. Штаммы культивировали в стандартных условиях на питательных средах, приготовленных в следующих вариантах:The remaining components of the control culture medium corresponded to the standard medium for poliscias, excluding the kinetin growth stimulator. The strains were cultured under standard conditions on nutrient media prepared in the following options:
№1 Контрольная среда - макросоли по Мурасиге и Скугу - 750,0 мл/л;No. 1 Control medium - macro salts according to Murashiga and Skoogoo - 750.0 ml / l;
микросоли по Мурасиге и Скугу - 1,5 мл/л,microsalt according to Murashige and Skoogoo - 1.5 ml / l,
сахар - 3%, агар-агар - 0,6%,sugar - 3%, agar-agar - 0.6%,
инозит - 0,100 г/л, гидролизат казеина - 0,5 г/л,inositol - 0.100 g / l, casein hydrolyzate - 0.5 g / l,
железа хелат - 5 мл/л,iron chelate - 5 ml / l,
α-нафтилуксусная кислота - 3 мл/л,α-naphthylacetic acid - 3 ml / l,
кинетин - 1 мл/л.kinetin - 1 ml / l.
№2. Штамм полисциас (Pol) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA - 1 - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды без стимулятора роста кинетина.No. 2. Strain poliscias (Pol) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA - 1 - 1 g / l is given, the remaining components are described according to the control medium without a kinetin growth stimulator.
№3. Штамм полисциас (Pol) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + ГУМ - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды без стимулятора роста кинетина.Number 3. Strain poliscias (Pol) medium: instead of macro- and micro-salts, AVA + GUM is given - 1 g / l, the remaining components according to the prescription of the control medium without a kinetin growth stimulator.
№4. Штамм полисциас (Pol) среда: вместо макро- и микросолей даны AVA + М - 1 г/л, остальные компоненты по прописи контрольной среды без стимулятора роста кинетина.Number 4. Strain poliscias (Pol) medium: instead of macro and micro salts AVA + M is given - 1 g / l, other components according to the recipe of the control medium without a kinetin growth stimulator.
Цикл культивирования во всех вариантах составлял 40 суток.The cultivation cycle in all cases was 40 days.
В конце цикла определяли сырую и сухую массы ткани, белок по Лоури, водорастворимые полисахариды - ВРП и суммарную гликозидную фракцию - СГФ.At the end of the cycle, wet and dry tissue masses, Lowry protein, water-soluble polysaccharides — GRP, and total glycoside fraction — GHF were determined.
Контролируемыми параметрами во всех вариантах являлся постоянный контроль за ростом биомассы по показателям сырой и воздушно-сухой массы тканей в условиях культуры in vitro в банке СПХФА на протяжении одного цикла выращивания - 40 суток. После чего часть клеток биомассы штамма была вновь рекультивирована на второй пассаж на те же варианты питательной среды, как и в первом пассаже.Controlled parameters in all cases were constant monitoring of biomass growth in terms of wet and air-dry tissue mass in an in vitro culture in an SPHFA bank for one growing cycle - 40 days. After that, part of the biomass cells of the strain was again recultivated in the second passage to the same nutrient media as in the first passage.
Морфологически биомасса клеток полисциаса во всех вариантах опытов в первом пассаже оставалась светлой, такой же рыхлой, как и в контроле, и практически не отличалась от контрольного варианта. Это свидетельствовало о том, что основные метаболические процессы, связанные с ростом, проходили в клетках с той же активностью, как и на контрольной среде, хотя из нее был исключен стимулятор роста кинетин и заменены макро- и микросоли.Morphologically, the biomass of poliscias cells in all experimental variants in the first passage remained light, as loose as in the control, and practically did not differ from the control variant. This indicated that the main metabolic processes associated with growth took place in cells with the same activity as in the control medium, although kinetin growth stimulant was excluded from it and macro- and micro-salts were replaced.
В конце цикла культивирования на 40 сутки (срок наблюдения) биомасса была отделена от остатков питательной среды и высушена в инфракрасной сушилке. В воздушно-сухой биомассе была определена сумма водорастворимых полисахаридов-ВРП и сумма гликозидов - СГФ.At the end of the cultivation cycle on day 40 (observation period), the biomass was separated from the remains of the nutrient medium and dried in an infrared dryer. In air-dry biomass, the sum of water-soluble polysaccharides-GRP and the sum of glycosides-GFS were determined.
Ростовые параметры (сырой и воздушно-сухой массы) в процессе роста штамма на экспериментальных средах учитывали общепринятым методом. Во всех вариантах учитывали данные из пяти однотипных сосудов, все данные обработаны статистически.Growth parameters (wet and air-dry mass) during the growth of the strain on experimental media were taken into account by the generally accepted method. In all cases, data from five vessels of the same type were taken into account; all data were processed statistically.
Ниже приведены показатели сырой и сухой массы тканей штамма полисциаса при выращивании на экспериментальных средах (табл.9).The following are indicators of the wet and dry mass of tissues of the polyscias strain when grown on experimental media (Table 9).
Из приведенных данных видно, что при замене макро- и микросолей Мурасиге и Скуга на метафосфатах AVA - 1 сырая масса клеток снижалась, но сухая масса клеток данного штамма практически не отличалась от контрольного варианта.It can be seen from the above data that when replacing the macro and micro salts of Murashige and Skoog on AVA-1 metaphosphates, the wet weight of the cells decreased, but the dry weight of the cells of this strain practically did not differ from the control variant.
Показатели сырой и сухой массы тканей штамма полисциаса на экспериментальных средахTable 9
Indicators of wet and dry mass of tissues of the polyscias strain in experimental environments
Несколько снижалась она по сырой массе (на 10% ) в варианте AVA с карбомидом мочевины, но оставалась практически такой же по воздушно-сухой массе. В варианте AVA с гуматом снижение сырой массы клеток было более значительным, хотя сухая масса также была близка к контролю.It decreased slightly in terms of wet weight (by 10%) in the AVA variant with urea carbide, but remained almost the same in air-dry mass. In the humate version of AVA, the decrease in the fresh cell mass was more significant, although the dry mass was also close to the control.
Таким образом, можно заключить, что в первом пассаже замена традиционных солей Мурасиге и Скуга в питательной среде на новые стеклообразные метафосфаты AVA в различных модификациях практически не влияла на морфологию клеток и прирост биомассы штамма полисциаса даже при отсутствии стимулятора роста кинетина.Thus, it can be concluded that in the first passage, the replacement of the traditional Murashige and Skoog salts in the nutrient medium with new glassy AVA metaphosphates in various modifications did not practically affect the morphology of cells and the increase in the biomass of the polyscias strain even in the absence of a kinetin growth stimulator.
В связи с этим представляло интерес сравнить накопление белка в клетках полисциаса в процессе культивирования на средах со стеклообразными метафосфатами AVA (табл.10).In this regard, it was of interest to compare the accumulation of protein in polyscias cells during cultivation on media with glassy AVA metaphosphates (Table 10).
Показатели накопления белка в биомассе клеток штамма полисциаса при культивировании на средах со смесью стеклообразных метафосфатов AVATable 10
Indicators of protein accumulation in the biomass of polyscias strain cells upon cultivation on media with a mixture of glassy AVA metaphosphates
Приведенные показатели свидетельствуют, что содержание белка в клетках полисциаса на экспериментальных средах с AVA не уступало контрольному варианту и даже превосходило последний (в варианте с AVA - 1). Это свидетельствует о том, что макро- и микроэлементный состав стеклообразных метафосфатов AVA во всех вариантах был достаточен для прохождения метаболических процессов синтеза белка. Очевидно, высокое содержание гумуса (до 7%, в AVA + ГУМ), калия (К2O), фосфора (Р2O5) и магния (MgO), а также таких микроэлементов, как Cu, S, В, Fe, и других достаточно активируют ферменты белкового синтеза, влияя на его активацию.The above indicators indicate that the protein content in polyscias cells on experimental media with AVA was not inferior to the control variant and even exceeded the latter (in the variant with AVA - 1). This indicates that the macro- and microelement composition of glassy AVA metaphosphates in all cases was sufficient for metabolic processes of protein synthesis. Obviously, a high content of humus (up to 7% in AVA + GUM), potassium (K 2 O), phosphorus (P 2 O 5 ) and magnesium (MgO), as well as trace elements such as Cu, S, B, Fe, and others sufficiently activate protein synthesis enzymes, affecting its activation.
Аналогичную ответную реакцию мы наблюдали и в случае использования удобрений AVA для культивирования штаммов женьшеня и панакса пятилистного.We observed a similar response in the case of using AVA fertilizers to cultivate strains of ginseng and panax five-leaved.
Учитывая, что гликозиды (СГФ) и водорастворимые полисахариды (ВРП) являются одними из основных биологически активных веществ в клетках полисциаса, был проведен сравнительный анализ данных веществ в биомассе этого штамма на экспериментальных средах (табл.11).Considering that glycosides (SGF) and water-soluble polysaccharides (GRP) are one of the main biologically active substances in polysiac cells, a comparative analysis of these substances in the biomass of this strain on experimental media was performed (Table 11).
Показатели содержания суммарной гликозидной фракции (СГФ) и водорастворимых полисахаридов (ВРП) в биомассе штамма полисциасаTable 11
The total glycoside fraction (GFS) and water-soluble polysaccharides (GRP) in the biomass of the polyscias strain
Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что культивирование штамма полисциаса на экспериментальных средах с удобрениями AVA приводило к увеличению синтеза гликозидов почти в 1,5 раза при использовании AVA с гуматом, но при этом содержание ВРП снизилось по сравнению с контролем почти также в 1,5 раза.Analyzing the obtained data, we can conclude that culturing the polyscias strain on experimental media with AVA fertilizers led to an increase in glycoside synthesis by almost 1.5 times when using AVA with humate, but the GRP content decreased by almost 1 as compared to the control, 5 times.
Это представляет определенный интерес, так как микроэлементы Cu и Zn, которые присутствуют в большей концентрации в AVA, в первую очередь, были использованы для активации синтеза гликозидов как эндогенных гормонов при стрессе, а синтез ВРП при этом не активировался и часть из них использовалась на адаптацию клеток.This is of particular interest, since the trace elements Cu and Zn, which are present in higher concentrations in AVA, were primarily used to activate the synthesis of glycosides as endogenous hormones under stress, while GRP synthesis was not activated and some of them were used for adaptation cells.
Далее в биомассе штамма полисциаса была определена активность ферментов антиоксидантной защиты. Данные представлены в табл.12.Next, the activity of antioxidant defense enzymes was determined in the biomass of the poliscias strain. The data are presented in table.12.
Показатели удельной активности антиоксидантных ферментов в биомассе штамма полисциаса при росте на питательных средах со стеклообразными метафосфатами AVATable 12
The specific activity of antioxidant enzymes in the biomass of the polyscias strain during growth on nutrient media with glassy metaphosphates AVA
Из представленных данных видно, что на всех экспериментальных питательных средах с AVA наблюдали снижение активности ферментов антиоксидантной защиты в конце цикла культивирования. Учитывая, что это субстратзависимые ферменты, можно предположить что микроэлементы AVA не влияли на накопление перекисных радикалов в клетках.From the presented data it can be seen that in all experimental nutrient media with AVA, a decrease in the activity of antioxidant defense enzymes was observed at the end of the cultivation cycle. Given that these are substrate-dependent enzymes, it can be assumed that trace elements AVA did not affect the accumulation of peroxide radicals in cells.
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что культивировние штамма полисциаса на экспериментальных питательных средах с метафосфатами AVA в различных модификациях на первом пассаже практически не отразилось на морфологических и биохимических показателях биомассы данного штамма.Thus, the conducted studies allow us to conclude that cultivation of the polyscias strain on experimental nutrient media with AVA metaphosphates in various modifications in the first passage practically did not affect the morphological and biochemical parameters of the biomass of this strain.
Поэтому в конце срока культивирования после первого пассажа часть биомассы штамма полисциаса была рекультивирована во втором пассаже на те же варианты питательных сред со стеклообразными метафосфатами AVA.Therefore, at the end of the cultivation period after the first passage, part of the biomass of the polyscias strain was recultivated in the second passage to the same variants of culture media with glassy AVA metaphosphates.
В процессе роста биомассы во втором пассаже было отмечено замедление роста биомассы, увеличение lag-периода до 7-10 дней и значительное побурение клеток. К концу срока культивирования было отмечено значительное снижение сырой и воздушно-сухой массы клеток (табл.13).In the process of biomass growth in the second passage, a slowdown in biomass growth, an increase in the lag period to 7-10 days, and a significant browning of cells were noted. By the end of the cultivation period, a significant decrease in the wet and air-dry cell mass was noted (Table 13).
Показатели сырой и воздушно-сухой массы клеток полисциаса на экспериментальных средах во втором пассажеTable 13
Indicators of wet and air-dry mass of polyscias cells on experimental media in the second passage
Возможно снижение роста во втором пассаже на экспериментальных средах было связано не столько с метафосфатами AVA, как с тем, что в питательной среде отсутствовал один из стимуляторов роста - кинетин. Известно, что кинетин участвует в активации клеточных делений, поэтому отсутствие данного стимулятора во втором пассаже могло сказаться и на делении клеток и, как следствие, уменьшении сырой и сухой массы.Perhaps a decrease in growth in the second passage on experimental media was associated not so much with AVA metaphosphates as with the fact that one of the growth stimulants, kinetin, was absent in the nutrient medium. It is known that kinetin is involved in the activation of cell divisions, therefore the absence of this stimulant in the second passage could affect cell division and, as a result, a decrease in wet and dry mass.
Для определения активности процессов метаболизма было проведено определение количества белка в конце цикла выращивания клеток на втором пассаже. Данные представлены в табл.14.To determine the activity of metabolic processes, we determined the amount of protein at the end of the cell growth cycle at the second passage. The data are presented in table.14.
Из приведенных данных можно заключить, что синтез белка в клетках полисциаса во втором пассаже во всех вариантах снизился. Это возможно связано со снижением питания клеток как за счет подсыхания агар-агара и снижением поступления солей AVA, так и из-за отсутствия кинетина.From the above data, it can be concluded that protein synthesis in polyscias cells in the second passage in all cases decreased. This is possibly due to a decrease in cell nutrition due to drying of agar-agar and a decrease in the intake of AVA salts, as well as due to the absence of kinetin.
Показатели удельной активности антиоксидантных ферментов в биомассе штамма полисциаса при росте на питательных средах с метафосфатами AVA на втором пассажеTable 15
The specific activity of antioxidant enzymes in the biomass of the polyscias strain when growing on nutrient media with AVA metaphosphates in the second passage
Как видно из полученных данных, произошло повышение активности ферментов антиоксидантной защиты во всех вариантах питательных сред с AVA. Общее побурение массы клеток во втором пассаже говорит, что идет активация полифенолоксидазы и образование вторичных метаболитов, связанных со стрессом и перестройкой общего метаболизма клеток. При этом отмечались некоторые участки биомассы нормального белого цвета и при последовательной селекции этих клеток можно будет получить линию, устойчивую в дальнейшем к росту без кинетина и на метафосфатах AVA.As can be seen from the obtained data, there was an increase in the activity of antioxidant enzymes in all variants of nutrient media with AVA. The general browning of the cell mass in the second passage says that there is an activation of polyphenol oxidase and the formation of secondary metabolites associated with stress and the restructuring of the general metabolism of cells. At the same time, some areas of normal white biomass were noted, and by successive selection of these cells, it will be possible to obtain a line that is further resistant to growth without kinetin and on AVA metaphosphates.
Показатели содержания суммарной гликозидной фракции (СГФ) и водорастворимых полисахаридов (ВРП) в биомассе штамма полисциаса во втором пассажеTable 16
The total glycoside fraction (GFS) and water-soluble polysaccharides (GRP) in the biomass of the polyscias strain in the second passage
Содержание основных биологически активных веществ в клетках штамма полисциаса на втором пассаже снизилось по сравнению с первым пассажем, хотя содержание СГФ оставалось на уровне контроля или несколько выше, в частности с AVA - 1.The content of the main biologically active substances in the cells of the polyscias strain at the second passage decreased compared to the first passage, although the content of GHF remained at the control level or slightly higher, in particular with AVA - 1.
Для большей наглядности все результаты, полученные в приведенных в заявке примерах, сведены в одну таблицу 17.For greater clarity, all the results obtained in the examples given in the application are summarized in one table 17.
В данной таблице в качестве контрольной питательной среды использовалась стандартная питательная среда с макро- и микросолями по прописи Мурасиге и Скуга. А в качестве заявляемых вариантов питательной среды рассматривались три варианта среды:In this table, as a control nutrient medium, a standard nutrient medium with macro and micro salts according to the recipe Murashige and Skoog was used. And as the claimed variants of the nutrient medium, three variants of the medium were considered:
1. AVA - 11. AVA - 1
(шифр AVA - 1, Универсал), состав тот же, что и в примере 1;(cipher AVA - 1, Universal), the composition is the same as in example 1;
2. AVA с гуминовыми кислотами (97% AVA + 3% гумата) (шифр AVA + ГУМ), состав тот же, что и в примере 1;2. AVA with humic acids (97% AVA + 3% humate) (code AVA + GUM), the composition is the same as in example 1;
3. AVA с карбомидом мочевины (85% AVA + 15% карбомид мочевины) (шифр AVA + М), состав тот же, что и в примере 1.3. AVA with urea carbide (85% AVA + 15% urea carbide) (code AVA + M), the composition is the same as in example 1.
Из приведенных в таблице данных можно сделать следующие выводы:The following conclusions can be drawn from the data in the table:
1. Несмотря на снижение сырой биомассы клеток, масса воздушно-сухая во всех случаях превышала или была равна сухой массе клеток в контрольном образце.1. Despite the decrease in crude cell biomass, the air-dry mass in all cases exceeded or was equal to the dry cell mass in the control sample.
2. Содержание белка во всех случаях превышало контрольные образцы.2. The protein content in all cases exceeded the control samples.
3. Содержание основных действующих веществ (гуматы, гликозиды и т.д.) соответствовало контрольным образцам.3. The content of the main active substances (humates, glycosides, etc.) corresponded to control samples.
4. Активность ферментов антиоксидантной защиты (СОД, каталазы и пр.) колебалась в связи с изменяющимися условиями культивирования, но оставалась достаточной для нормального уровня метаболизма клеток растений.4. The activity of antioxidant enzymes (SOD, catalase, etc.) fluctuated due to changing cultivation conditions, but remained sufficient for the normal level of plant cell metabolism.
Таким образом, использование предложенной питательной смеси приводит к снижению количества операций при приготовлении смеси, так как ряд солей заменяется одним веществом - стекловидным удобрением - AVA, при этом уменьшается риск ошибок при составлении смеси, повышается надежность биосистемы.Thus, the use of the proposed nutrient mixture leads to a decrease in the number of operations during the preparation of the mixture, since a number of salts are replaced by one substance - vitreous fertilizer - AVA, while reducing the risk of errors in the preparation of the mixture, increasing the reliability of the biosystem.
Предложенная питательная смесь является экономически выгодной и физиологически приемлемой для широкого использования в биотехнологии культивирования лекарственных растений с многочисленными пересевами.The proposed nutrient mixture is economically viable and physiologically acceptable for widespread use in biotechnology for the cultivation of medicinal plants with multiple transfers.
Использование предложенной питательной смеси значительно снижает трудозатраты, повышает экономичность и надежность данного способа культивирования растений.The use of the proposed nutrient mixture significantly reduces labor costs, increases the efficiency and reliability of this method of plant cultivation.
Сравнительные экономические показатели использования традиционных методов приготовления питательной среды для выращивания биомассы растений и методов с применением комплекса AVA приведены в таблице 18.Comparative economic indicators of the use of traditional methods of preparing a nutrient medium for growing plant biomass and methods using the AVA complex are shown in table 18.
Стоимость использования традиционных методов приготовления питательной среды и новых методов с применением комплекса «AVA»Table 18
The cost of using traditional methods of preparing the nutrient medium and new methods using the AVA complex
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139426/13A RU2308484C2 (en) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Method for production of plant cell biomass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139426/13A RU2308484C2 (en) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Method for production of plant cell biomass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005139426A RU2005139426A (en) | 2007-06-20 |
RU2308484C2 true RU2308484C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38314121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005139426/13A RU2308484C2 (en) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | Method for production of plant cell biomass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308484C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA020172B1 (en) * | 2009-04-21 | 2014-09-30 | Универсидад Де Антьокия | Method for producing oil derived from plant seeds |
-
2005
- 2005-12-07 RU RU2005139426/13A patent/RU2308484C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Биотехнология растений: культура клеток,. М. ВО «Агропромиздат», 1989, с.10-15. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA020172B1 (en) * | 2009-04-21 | 2014-09-30 | Универсидад Де Антьокия | Method for producing oil derived from plant seeds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005139426A (en) | 2007-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Caradonia et al. | Plant biostimulants in sustainable potato production: an overview | |
CN103641632A (en) | Lucid ganoderma substitute cultivation medium using paper mulberry wood saw dust as main material | |
Yong et al. | Acclimatization of micropropagated Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty ex Silva (Rhodophyta, Solieriaceae) in outdoor nursery system | |
Wu et al. | Optimizing co-culture conditions of adventitious roots of Echinacea pallida and Echinacea purpurea in air-lift bioreactor systems | |
CN107266179A (en) | The fertilizer of the method and its making of culture medium of edible fungus and culturing edible fungus | |
CN108605733A (en) | A kind of breeding method of selenium-rich rice | |
CN105085025B (en) | A kind of water soluble fertilizer and method of administration for improving apple color and luster and promoting coloring | |
CN103250556A (en) | Method for cultivating rhodiola rosea bag material healthcare pleurotus nebrodensis | |
CN106431571A (en) | Ganoderma lucidum karst cultivation method for improving ganoderma lucidum polysaccharides and selenium content | |
CN104429972A (en) | Explant induction culture medium for dendrobium officinale tissue culture seedling culture | |
CN110171998A (en) | Amino acid bacterial manure | |
CN110172005A (en) | Energy-efficient medicine fertilizer of selenium-rich rice and preparation method thereof | |
Turhan et al. | The effect of use of microalgae [Chlorella vulgaris Beyerinck (Beijerinck)] in different fertilizer applications on plant growth of garden rocket (Eruca vesicaria ssp. sativa Mill.) | |
CN103435400A (en) | High-selenium-germanium cancer prevention garlic oil | |
RU2308484C2 (en) | Method for production of plant cell biomass | |
CN111675555A (en) | Application of anabaena and/or spirulina extract as biostimulant in agricultural production | |
CN108432583B (en) | Sweet potato rich in SOD and planting method thereof | |
CN106431572A (en) | Lucid-ganoderma cultivation method for increasing ganoderan and selenium content | |
Sivakumar et al. | Biosafe ginseng: A novel source for human well‐being | |
Al-Shaheen et al. | Effect of iron nanoparticles and dry yeast extract on the yield and the productivity of corn (Zea maize L.) | |
KR20060113343A (en) | Method for culturing sangwhangletari mushroom using phellinus linteus mycelium and sangwhangletari mushroom, and the mushroom culture mat for sangwhangletari mushroom | |
CN104496728A (en) | Compound fertilizer for increasing flavone content of fagopyrum tataricum | |
KR101925968B1 (en) | Method for cultivating orostachys japonicus having bio minelal | |
CN105016876A (en) | Gastrodia elata shoestring fungus cultivation bacterial classification strain medium | |
CN104738635A (en) | Antioxidative composition and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101208 |