Investigation of phytochemical composition of biotechnologically modified medicinal plants

Abstract

Augalų hibridizacija – vienas iš būdų naujoms rūšims susidaryti. Ploidiškumas hibridizacijos metu gali pasikeisti. Augalų su pakitusiu ploidiškumu biologinis aktyvumas gali būti kitoks, nei augalų su dvigubu chromosomų rinkiniu. Darbo tikslas – įvertinti biotechnologiškai modifikuotų vaistinių augalų (Calendula officinalis ir Silybum marianum) fitocheminių junginių sudėtį. Nustatyti diploidinių ir poliploidinių augalo formų fenolinių junginių ir flavonoidų bendri kiekiai. Taip pat įvertintas spektrofotometrinis laisvųjų radikalų surišimo aktyvumas. Fenolinių junginių sudėtis bei aktyvumas nustatyti naudojant efektyviąją skysčių chromatografiją su tiesiogine pokoloneline DPPH radikalų surišimo reakcijos detekcija. Eterinių aliejų sudėtis buvo nustatyta dujų chromatografijos – masių spektrometrijos metodu. Analizė parodė, kad diploidinių ir poliploidinių augalo formų fitocheminių junginių sudėtis skyrėsi. Sukurta nauja Calendula officinalis L. forma sukaupė 2,5 karto daugiau fenolinių junginių. Nauja Silybum marianum L. forma sukaupė 1,5 karto mažiau fenolininių junginių, tačiau ji pademonstravo 14 kartų didesnį radikalų surišimo aktyvumą

Hybridization of plants is the case of the formation of new plant species. The ploidy level may be changed during the hybridization. The plant with changed ploidy level may possess different biological activity than the plant with diploid set of chromosomes. The aim of the study was to determine phytochemical composition of biotechnologically modified medicinal plants Calendula officinalis and Silybum marianum. Total amounts of phenolic compounds and total amounts of flavonoids were tested in the methanolic extracts of diploidal and modified forms of the plants. Spectrophotometric evaluation of radical scavenging activity of both diploidal and modified forms was performed. Identification of phenolic compounds and evaluation of radical scavenging activity of compounds were performed by means of high performance liquid chromatography coupled with on-line 2.2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging reaction detection (HPLC-DPPH) analysis. The essential oils were analyzed by gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS). The study showed that the phytochemical composition of the diploidal and modified forms of the plants investigated differs considerably. Newly created form of Calendula officinalis L. accumulates 2.5-fold higher amount of phenolic compounds. New form of Silybum marianum L. accumulates 1.5-fold less phenolic compounds however, it shows 14 times higher free radical scavenging activity