Особенности генеративного развития и динамики накопления аскорбиновой кислоты в листьях и соцветиях тетраплоидной ромашки аптечной

Особенности генеративного развития и динамики

накопления аскорбиновой кислоты в листьях и

соцветиях тетраплоидной Ромашки аптечной

Дипломная работа
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………….4

Глава 1. Обзор литературы……………………………………………….….6

Биологические особенности Ромашки аптечной

(Matricaria recutita L.)………………………………….………………….6.

1.1.1. Ботаническое описание Ромашки аптечной

(Matricaria recutita L.)…………………………………..………………….6

1.1.2. Отличительные признаки видов рода Matricaria ,

генетические типы Ромашки аптечной………………………………....7

1.1.3. Экология и ареал распространения Ромашки аптечной…..…9

1.1.4. Культивирование Ромашки аптечной……………………….…10.

1.1.5. Сбор, сушка, хранение лекарственного сырья ……………...11

Ромашки аптечной……………………………………………………...

Биохимический состав Matricaria recutita L……………….…13

Фармакологичекие свойства и медицинское применение

Ромашки………………………………………………………………….…..14

Содержание аскорбиновой кислоты, ее роль для живых

организмов……………………………………………………………15

1.4.1. Химическое строение и свойства аскорбиновой кислоты ....15

Особенности синтеза аскорбиновой кислоты в

растительном организме…………………………………………….17

Значение аскорбиновой кислоты для растений и

животных………………………………………………………….…20

Глава 2. Методика исследования…………………………………………...23

Глава 3. Эдафо-климатичекие погодные условия района

исследования………………………………………………………27

Глава 4. Результаты исследований…………………………………….…..32

4.1. Фенологичекие исследования Ромашки аптечной в

условиях Удмуртии…………………………………………………32

4.2. Влияние внешних факторов на генеративное развитие

Matricaria recutita L в 1999 – 2000 г.г…………………………….38

4.3. Динамика урожайности Ромашки аптечной в

зависимости от погодных условий………………………………….44

4.4. Динамика накопления аскорбиновой кислоты в листьях

и соцветиях Ромашки аптечной в 1999 – 2000 г.г……………….49

Выводы ……………………………………………………………………….57

Литература …………………………………………………………………..59

Приложение …………………………………………………………….……64

Введение

В течение многих тысячелетий человек искал в природе исцеления от разных заболеваний, используя кладовые природы, ее зеленое богатство – травы.

В глубокой древности люди, не зная свойств растений, обращали внимание на форму листьев, цветов, устанавливали связь с заболеванием того или иного органа. Большинство растений, лечебные свойства которых определяли таким образом, или не оказывали никакого действия, или приносили вред (Носаль, 1960).

Однако, распознавание растений и употребление их при различных заболеваниях привело к открытию действительно целебных растений, многие из которых являются лекарственными (Рабинович, 1989).

Одним из таких растений является Ромашка аптечная (Matricaria recutita L.).

Свой титул “лекарственная” Ромашка оправдывает сполна. Её целебная сила известна людям с античных времен. Высок был авторитет растения у средневековых аптекарей. Но в следующие века – XVIII и XIX – слава Ромашки померкла. О ней вспомнили только в наше столетие, когда химическим анализом удалось установить обширный состав её целящих соединений (Стрижев, 1979). В настоящее время Ромашка включена в фармакопии в свыше 26 странах (Рабинович, 1989).

Поскольку основная лекарственная сила аптечной Ромашки заключена в цветках, их и заготовляют для медицинских целей (Стрижев, 1979). Потребность в сырье дикорастущей Ромашки аптечной постоянно растет, что приводит к быстрому истощению природных ресурсов этой целебной травы (Бузанов, 1987). Поэтому предпринимаются работы по интродукции растения в разные регионы. Так как Ромашка аптечная отличается хорошей всхожестью семян и неприхотливостью, она легко приживается в новых местах обитания (Стрижев, 1979).

В Удмуртии этот вид считается заносным и встречается лишь в небольших количествах, поэтому в “диком” виде не может служить источником лекарстренного сырья (Баранова и др., 1992). Выходом из этого положения явилась попытка интродукции Ромашки в Удмуртии.

Первые опыты по изучению Ромашки начались в 1997-1998 годах. В 1999-2000 годах было продолжено изучение Ромашка.

Целью нашего исследования явилось изучение особенностей генеративного развития и влияния факторов внешней среды на накопление биологически активных веществ Ромашки аптечной в условиях Удмуртии.

Глава 1. Обзор литературы

1.1.Биологические особенности Ромашки аптечной (Matricaria recutita L.).

Ботаническое описание Ромашки аптечной

(Matricaria recutita L.).

Ромашка аптечная (Matricaria recutita L.) относится к отделу цветковые или покрытосеменные – Magnoliophita или Angiospermae; семейству сложноцветные – Asteraceae (Маевский, 1964).

Видовое название – Matricaria chamomilla (recutita) происходит от греческих слов chamai – низкий и mellon – яблоко, что характеризует низкий рост травы и присущий цветку запах, напоминающий яблочный (Гаммерман, Кадаев, 1984); recutita происходит от латинского recutitas (гладкий, голый) в связи с отсутствием у растения опушения (Рабинович, 1989). Плиний описал ее под названием “chameleon” (Гаммерман, Кадаев, 1984). Впервые ботаническое название – Matricaria дал немецкий ботаник Галлер. На Руси это растение стало известно в XVIII веке (Рабинович, 1989).

Ромашка аптечная – однолетнее невысокое (до 35 см), травянистое растение (рис.1, (А)). Стебли высотой 10-60 см, ветвистые от основания и в соцветии борозчатые, полые. Лстья очередные, в очертаниях продолговатые, длиной 2-5 см и шириной 0,5-1,8 см, сидячие, при основании несколько расширенные, дваждыперисторассеченные на узкие линейные или нитевидные доли с коротким острием на верхушке. Цветочные корзинки сидят одиночно на длинных цветоножках (Гаммерман, Кадаев, 1984). Цветки собраны в рыхлое щитовидно-метельчатое сложное соцветие, длина осей которого колеблется в пределах 1,2-6,5 см. Корзинки до 1,5 см в диаметре с полым голым цветоложем, в начале цветения полушаровидным, а позднее удлиненно-коническим (Чиков, 1989). Общая обвертка корзинки черепитчатая. Листочки обвертки многорядные, тупые, желтовато-зеленые. Краевые пестичные цветки длиной 8-14 мм, шириной 2,5-3 мм с белым трехзубчатым язычковым венчиком числом от 12-17 в корзинке. Срединные цветки двуполые, желтые, трубчатые, чашечки нет, венчик пятизубчатый. Цветоложе коническое, голое, без пленок и щетинок, внутри полое. Сухие корзинки имеют диаметр, равный 5-8 мм. Плоды – семянки, длиной 1-2 мм и шириной 0,2-0,3 мм, с боков сжатые, без хохолка или с едва заметной, зазубренной коронкой вместо него, буровато-зеленого цвета (Губанов и др., 1987).

Отличительные признаки видов рода Matricaria, генетические типы Ромашки аптечной.

Когда говорят о Ромашке, то вспоминают чаще всего Поповник или Ни-

вяник обыкновенный (Leucanthemum vulgare Lam.). Он похож на Ромашку аптечную, но крупнее. Цветочные корзинки Нивяника в 2-3 раза больше, чем корзинки Ромашки. Цветки без запаха. Цветоложе плоское, плотное, снаружи ямчатое. Листья цельные (Чиков, 1989).

На лекарственную Ромашку весьма похож и Трехреберник непахучий (Tripleurospernum inodorum L.) – растение более мелкое, густолистное, дольки второго порядка более широкие, ланцетовидные, без запаха. Цветоложе полушаровидное, сплошное (рис. 1, (Б)).

Из настоящих Ромашек интересна Ромашка пахучая (безъязычковая, душистая, зеленая, ромашковидная) (Matricaria suavuolens Buchen (matricariodes Por)) – корзинки её состоят только из трубчатых цветков зеленоватого цвета. Цветоложие внутри полое (рис. 1, (В)) (Гаммерман, Кадаев, 1984).

Внешне на лекарственную Ромашку похожи еще и пупавки (Anthemis), особенно Пупавка вонючая (Anthemis cotula L.) – размер корзинок и форма цветоложа почти такие же, как и Ромашки аптечной, но цветоложие наверху покрыто узкими, щетинообразными пленками, запах неприятный. Листья с дольками более широкими, чем у Ромашки аптечной (рис. 1, (Г)) (Муравьева, 1987; Чиков, 1989).

А – Matricaria recutita (L.) Б – Tripleurospermum

inodorum (L.)

1- ложноязычковый цветок(краевой); 1 – плод и его разрез

2- трубчатый цветок(срединный);

3- разрез соцветия;

4- плод и его разрез;

5- разрез трубчатого цветка.

В – Matricaria Г - Anthemis

suaveolens (Buchen)

1- разрез соцветия; 1 – язычковый цветок;

2- плод и его разрез; 2 – трубчатый цветок;

3 - плод и его разрез.

Рис. 1. Виды рода Matricaria (Стриженов, 1979).

Среди вида Ромашки аптечной различают растения с диплоидным набором хромосом (2n = 18) и тетраплоидным набором хромосом (4n = 36), которые имеют ряд отличительных вегетативных признаков. Внутренний диаметр соцветий диплоидной Ромашки варьирует между 5,0 и 9,6 мм, у тетраплоидной – 8,5 и 11,95 мм. Длина ложно-язычковых цветов диплоидной формы Ромашки аптечной составляет 20,0-31,8 мм, а ширина 2,0-4,0 мм, у тетраплоидной – соответствующие размеры 27,0-39,0 мм и 3,0-5,0 мм. Трубчатые цветы тетраплоидных растений имеют желтоватый цвет почти во время всего цветения, в то время как цветы диплоидных растений приобретают коричневатый оттенок в конце цветения (Letchamo at all, 1994).

Идентификация различных генетических типов важна для получения высококачественного сырья и повышения урожайности Ромашки аптечной.

Экология и ареал распространения Ромашки аптечной.

Ромашка аптечная в местах своего естественного произрастания встреча-

ется на пустырях, в населенных пунктах, садах, огородах, в посевах зерновых и пропашных культур (Хотин, Полуденный, 1967).

К почвенным условиям малотребовательна, предпочитает легкие, песчаные почвы (Пастушенков, 1989), но весьма требовательна к световому режиму, оптимальная для роста и развития среднесуточная температура от 19°С до 21°С (Хотин, Полуденный, 1967). Так как Ромашка очень неприхотлива, она смогла распространиться на большие территории.

Ромашка аптечная – голарктический вид с дизъюктивным ареалом. В России представлено несколько фрагментов ареала, самый обширный из которых занимает территория европейской части, исключая северотаежные, тундровые и полупустынные районы (Гаммерман, Шасс, 1954).

Как многие другие сорные однолетние, Ромашка аптечная спорадически появляется за пределами своего ареала. В ряде случаев через 1-2 года от этого заносного вида не остается и следа, в других случаях Ромашка аптечная становится представителем местной флоры.

Таким образом, ареал этого растения непрерывно расширяется как за счет “раздвигания” границ его сплошного распространения, так и за счет появления новых изолированных участков ареала, возникших в результате его заноса (Кушкэ, 1952; Победимова, 1961; Брыкин, 1981). Северная граница ареала проходит между Ладожским и Онежским озерами, направляется к Вологде и Кирову, затем идет на восток к устью Тобола. Южная граница проходит вдоль этой реки (Тобола) на юго-запад, захватывает верховье реки Урал и, огибая Прикаспийскую низменность и низовье Волги, опускается на Северный Кавказ, где встречаются большие заросли Ромашки аптечной. Здесь южная граница идет по Главному Кавказскому хребту. Западная граница расположена за пределами России. Изолированные участки ареала имеются в Западной Сибири, на севере Восточно-Казахстанской области, а также в Восточной Сибири – в верховьях Лены, Ангары и Шипки. Известны отдельные местонахождения в Карелии, Коми АССР, в районе среднего течения Оби, в некоторых пунктах Средней Азии и Казахстана (Губанов, Ивашин, 1965).

В Удмуртии можно столкнуться с отдельными экземплярами Ромашки аптечной по обочинам железных и шоссейных дорог, на пустырях, что говорит о заносном происхождении этого вида. Ромашка аптечная встречается в Балезинском, Ярском (с. Бачумово), Сарапульском (с. Писеево), Камбарском (с. Кама) районах и в окрестностях городов: Ижевска, Сарапула, Глазова (Баранова и др., 1992).

Культивирование Ромашки аптечной.

Умелое культивирование лекарственных растений – это один из путей их

сохранения и приумножения.

Для посева Ромашки аптечной отводят наиболее чистые участки, так как в первый период развития очень мелкие всходы культуры сильно угнетаются сорняками (Полуденный и др., 1979). Поэтому на начальных стадиях роста необходима прополка. Для борьбы с сорняками применяют пролитрин, аминную соль и маларан.

Посев проводят рядками с междурядьями 45-60 см. Высеянные семена лучше всего присыпать торфяной крошкой, так как она предупреждает образование корки (Полуденный, Журавлев, 1989). При весеннем и летнем посеве семена заделывают на глубину не более 0,5 см, подзимний посев без заделки. Если посев подзимний, рекомендуется рядки присыпать тонким слоем перегноя в 0,5 см и слегка прикатать (Чиков, 1989).

Важное значение для получения хорошего урожая соцветий имеют сроки и дозы внесения удобрений. При осеннем вскапывании вносят 15 г/м² азотных, 15 г/м² калийных и 30 г/м² фосфорных удобрений. При подзимнем и весеннем посевах азотные удобрения вносят в фазе хорошо развитой розетки в той же дозе.

Ромашку аптечную на одном месте возделывают 1-2 года. Лучшими предшественниками являются чистый пар, озимые зерновые, следующие по чистому пару, хорошо удобренные пропашные культуры.

Ромашка оставляет после себя несколько тысяч семян, к тому же отменной всхожести, сохраняющейся в течение четырех лет (Полуденный и др., 1979).

Сбор, сушка, хранение лекарственного сырья

Ромашки аптечной.

Биологически активные вещества в растительном организме накапливют-

ся в различных его частях и в определенные периоды развития растений. Время и место их накопления в растении фактически определяют срок его заготовления (Соколов, Замотаев, 1990).

У Ромашки аптечной в качестве лекарственного сырья используют цветочные корзинки. Собирают их в начале цветения, пока цветоложе не приобрело коническую форму, а белые язычковые цветы расположены горизонтально. Распускаются цветы быстро, поэтому собирают их с промежутком в 1-2 дня. Семена собирают при увядании язычковых цветов, когда корзинки приобретают конусовидную форму (Пастушенков, 1989). Собирают соцветия в сухую солнечную погоду, так как сырье, собранное после дождя, при росе или тумане, плохо сохнет и темнеет (Кондратенко, 1969).

Сбор проводят вручную, отщипывая корзинки; пользуются также особыми металлическими гребнями для очесывания корзинок или специальными ножницами с мешочком (Лавренова, 1996). Собирают цветки лишь от здоровых, хорошо развитых, не поврежденных растений.

Чистота сырья – одно из основных требований заготовки, поэтому нельзя производить сбор Ромашки аптечной вдоль дорог, при этом в ней могут накапливаться в различных количествах токсины.

В собранном сырье содержится много влаги, которая постепенно испаряется и ведет к медленному увяданию под действием “работающих” ферментов. Для прекращения деятельности ферментов необходимо заготавливаемое сырье высушить. Период между сбором и сушкой не должен превышать 2-3 часа. Любая задержка ухудшает качество лекарственного сырья (Самсонова, 1990). Сушат под навесом, на чердаке, с хорошей вентиляцией или в сушилке при температуре не выше 45°С (Пастушенков, 1989). Сушку нельзя проводить под действием солнечных лучей, так как при этом разрушаются эфирные масла, гликозиды, хлорофилл (Самсонова, 1990).

Оптимальные условия хранения при температуре +10°С; +15°С, влажность 30-40%, при этом высушенное сырье не теряет свои лекарственные свойства. Сухое сырье помещают в мешочки из ткани, бумажные пакеты-мешки, картонные коробки, их ставят в сухое место (Растительные ресурсы, 1993). Часто лекарственные растения, в том числе и Ромашку аптечную используют в сборах, но хранить их рекомендуется отдельно, не смешивая, что способствует лучшему сохранению целебных свойств (Самсонова, 1990).