Результаты исследований были опубликованы в журналах Russian Journal of Plant Physiology (Q3) и «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки».
На территории России произрастает множество лекарственных трав, однако современный биохимический анализ проведен не для всех из них. Для того чтобы эффективно использовать растительные ресурсы, расширять ассортимент применяемых растений и повышать экологичность и рентабельность производства, необходимо углубить переработку трав, как рассказал исполняющий обязанности директора ПИШ «Агробиотек» ТГУ Кирилл Голохваст.
Исследовательская группа ПИШ ТГУ, Всероссийского института генетических ресурсов растений (ВИР), Передовой инженерной школы ДВФУ, Сахалинского научно-исследовательского института сельского хозяйства и Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН применила тандемную масс-спектрометрию для точной идентификации веществ.
Этот метод позволяет ионизировать компоненты экстракта, определяя соотношение заряда ионов к их массе. Каждый показатель уникален для молекулы, что позволяет точно идентифицировать состав растения. Тандемная масс-спектроскопия является более точным и «мягким» методом, при котором сначала анализируются существующие ионы, а затем компоненты разрушаются до вторичных ионов.
Наиболее важным открытием стали полифенольные соединения во всех исследованных сортах: рейнутрии, люцерне и перилле. Эти вещества обладают противовоспалительными, противораковыми, противовирусными, антибактериальными и антиоксидантными свойствами и широко применяются в медицине.
Например, производные 4-гидроксикумарина, найденного в экстракте семян периллы, являются натуральными антикоагулянтами, предотвращающими образование тромбов.
Ученым впервые удалось составить полный список вторичных метаболитов периллы — всех конечных продуктов обмена веществ в клетках растения. Это не только облегчит дальнейшие биологические исследования, но и откроет новые возможности для продуктивного использования этого вида. Формононетин, обнаруженный в рейнутрии, способствует профилактике ожирения, рака и деменции. Ранее исследовались только корни этого растения, однако последние эксперименты показали, что стебли и листья содержат больше полифенолов и полезных веществ, что позволяет создавать новые лекарственные и биологически активные добавки на основе экстрактов растений семейства Polygonaceae.
— Рейнутрия является инвазивным видом, легко приживающимся в новых условиях и адаптирующимся к различным средам. Это делает растение перспективным с точки зрения фармакологии и полезным для человека, — подчеркивает Кирилл Голохваст.
Люцерна также считается одним из самых перспективных растений для современного сельского хозяйства, пищевой, косметической и фармацевтической отраслей. В ее семенах содержится почти 34% белка, а также витамины, масла и другие полезные вещества. Ученые подтвердили, что с помощью диоксида углерода (СО2) в качестве растворителя можно извлечь больше полифенолов, при этом продукт не требует дополнительной очистки. СО2 является безопасным растворителем и может использоваться вместо метанола и этанола для сверхкритической экстракции, где граница между жидкостью и газом стирается.
Из трех сортов люцерны — «Сарга», «Находка» и «Деметра» — исследователи не только выделили больше полезных веществ, но и обнаружили новые.
Например, астрагалин, который замедляет рост опухолей, защищает и восстанавливает клетки, регулирует уровень глюкозы в крови и обладает другими лечебными свойствами.
— Люцерна традиционно используется как кормовая культура, но наше исследование позволило провести более полный биохимический анализ, что расширяет возможности селекции и выведения сортов с уникальными свойствами, — объясняет Кирилл Голохваст.
Передовая инженерная школа «Агробиотек» была основана в ТГУ в 2022 году при поддержке высокотехнологичных компаний, научно-образовательных организаций и Минобрнауки РФ.
ПИШ ТГУ реализует новый подход к инженерной подготовке, позволяющий выпускникам овладеть современными знаниями о живой природе, навыками цифрового моделирования и управления технологическими процессами для создания прорывных исследований и разработок в области агро-, био- и экотехнологий.
Источник и фото: Биологический институт Томского государственного университета.
