Введение 4
Глава 1. Биологически активные соединения растений 5
1.1. Природно-трансгенные виды 5
1.2. Генетическая информация Ti плазиды 6
1.3. Род Linaria- распространение видов 10
1.4. Биологически активные соединения рода Linaria 14
1.5. Применение биологически активных соединений 17
1.6. Биологические активности соединений 19
Глава 2. Материалы и методы исследований 26
2.1. Материалы исследований 26
2.1.1. Объекты исследований 26
2.1.2. Питательные среды 2 8
2.1.3. Подготовка образцов для хроматографии 29
2.1.4. Проверка на фунгицидную и антибиотическую активность 29
2.1.5. Проверка соединений на инсектицидную активность 30
2.2. Методы исследований 30
2.2.1. Спиртовая экстракция 31
2.2.2. Метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) 31
2.2.3. Метод дисков на культурах 31
2.2.4. Спектрофотометрический метод 32
Глава 3. Результаты и обсуждение 33
Заключение 42
Список использованных источников
Трансгенные растения являются одним из наиболее распространенных объектов исследований в биотехнологии, генетике и селекции растений, а также одной из наиболее популярных биологических тем, обсуждаемых в средствах массовой информации. Это вызвано, с одной стороны, широкими перспективами, которые открывают трансгенные технологии, с другой стороны - опасениями, связанными с возможными последствиями возделывания генетически модифицированных организмов (ГМО).
В настоящее время по данным ISAAA (The International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications) зарегистрировано более 400 коммерческих линий трансгенных растений [85]. Из них более 300 было получено при помощи агробактериальной трансформации или посредством гибридизации форм, полученных с помощью данного метода [11]. Таким образом, данный подход является на сегодняшний день наиболее распространенным для получения трансгенных линий, стабильно наследующих чужеродную ДНК. В основе метода лежит способность агробактерий переносить фрагмент ДНК своей плазмиды, называемый клТ-ДНК, и интегрировать его в хромосому растения хозяина [25]. Он наследуется в ряду клеточных делений [65]. Путем включения в последовательность клТ-ДНК генов, представляющих интерес для исследователя, трансформации такими конструкциями клеток растений и индукции регенерации побегов из трансгенных клеток получено большинство известных ныне трансгенных линий [76].
Вместе с тем были обнаружены примеры появления трансгенных растений в природе. Предковые формы таких растений были трансформированы в природных условиях и не только смогли выжить после трансформации, но и дать начало новым видам, в геномах которых стабильно из поколения в поколение передавалась Т-ДНК, которая получила название клеточной (клТ-ДНК) [86]. Трансгенные формы на сегодняшний день выявлены в пределах родов Nicotiana, Ipomoea, Linaria[23, 34, 51, 56, 57, 79].
Актуальность данной темы заключается в том, что вторичные метаболиты, как известно, не только играют важную роль в адаптации растений к условиям окружающей среды, но и являются одним из основных источников фармацевтически активных препаратов [3, 66].
Так же изучение природно-трансгенных растений может способствовать пониманию функций и эволюционной роли генов клТ-ДНК.
Целью дипломной работы являлся анализ мажорных вторичных метаболитов растений рода Linariaи оценка их биологической активности.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Оценить метаболитный профиль растений рода Linaria,контрастных по содержанию T-ДНК;
2. Провести анализ грубых экстрактов на фунгицидную активность;
3. Установить обладают ли экстракты антирадикальной активностью;
4. Проанализировать фракции на инсектицидную активность;
5. Проанализировать фракции на антибиотическую (антибактериальную) активность.
Данная выпускная квалификационная работа состоит из 3 глав. В первой главе содержится анализ научной литературы по освещаемой теме, во второй - материалы и методы проведенного исследования, в третьей главе представлены результаты исследования.
Объект исследования - растения рода Linaria.
Предмет исследования - выделенные из вышеуказанных растений вторичные метаболиты, обладающие биологической активностью.
Поиск, изучение и использование биологически активных соединений в растениях - важное направление исследований на сегодняшний день, которое способно разрешить многие задачи и вопросы, стоящие перед различными областями биотехнологии.
На сегодняшний день природно-трансгенные формы описаны в пределах трех родов двудольных растений. Наибольший интерес вызывает обсуждение возможных функций клТ-ДНК, включая её влияние на синтез вторичных метаболитов.
Исходя из проанализированной литературы и проведенных нами исследований, мы убедились, что иридоидные соединения характерны для узкого класса растений. Они обладают разнообразными биологическими активностями (противоопухолевой, антимикробной), что делает их весьма перспективными с практической точки зрения их дальнейшего изучения. Однако их детекция вызывает ряд вопросов, т.к. они не светятся под ультрафиолетом. Точную идентификацию затрудняет так же и то, что иридоиды находятся в растении вместе с другими соединениями, такими как флавоноиды.
В соответствии с результатами нашего исследования нами были сделаны следующие выводы:
1. Оценен метаболитный профиль растений рода Linaria,контрастных по содержанию T-ДНК. Выявлено 4 мажорных метаболита, представляющих собой 2 группы соединений - иридоиды и флавоноиды: антирринозид, линарин, антиррид, ацетопекталинарин.
2. Проведенный анализ показал фунгистатическую активность против грибов рода Fusarium.
3. Из рассмотренных экстрактов только экстракты Lgв концентрации 0.5% обладают незначительной антирадикальной активностью.
4. Проанализированные фракции обладают инсектицидной активностью.
5. Антибактериальной активностью обладают экстракты Lvв концентрации 0.5%.
Для более точного выяснения роли клТ-ДНК требуются дополнительные исследования, включающие описание новых примеров горизонтального переноса генов от агробактерий к растениям, а также более глубокое исследование уже описанных видов. Поиск новых примеров трансгенных растений может осуществляться путем применения биоинформатических подходов для анализа отсеквенированных геномов растений, а также молекулярно-биологическими методами.
