Влияние продукта биодеструкции парацетамола на количественные показатели анатомической структуры листа ландыша майского (Сonvallaria majalis L.)

Введение. В связи с глобальным фармацевтическим загрязнением водных объектов многих стран в настоящее время наблюдается нарастание интереса исследователей к поиску эффективных, в том числе микробиологических, способов переработки фармацевтических отходов для получения на их основе новых полезных продуктов. Результаты ранее проведенных исследований показали, что продукт бактериальной деструкции парацетамола проявляет выраженные стимулирующие свойства в отношении лекарственных растений семейств астровые, льняные, яснотковые, подорожниковые и др. Сведения о влиянии данного продукта на растения семейства лилейные отсутствуют.

Цель. Исследовать влияние продукта биодеструкции парацетамола на количественные показатели анатомической структуры листа ландыша майского – Convallaria majalis L., сем. Лилейные – Liliaceae.

Материалы и методы. Опыты закладывали в Кировской области (2021, 2022 гг.) в соответствии с Руководством по проведению регистрационных испытаний регуляторов роста (2016). Схема опыта: контрольный участок – естественный полив водой; испытуемый участок – полив продуктом биодеструкции парацетамола, полученным на базе лаборатории алканотрофных микроорганизмов ПФИЦ УрО РАН (Пермь); эталонный участок – полив стимулятором роста «Циркон» (ННПП «НЭСТ М», Россия). Количественные параметры анатомической структуры листа ландыша оценивали по линейным размерам эпидермы, элементов проводящей системы и мезофилла. Просмотр, фотографирование и обработку информации проводили с использованием микроскопа Motic (Motic Deutschland GmbH, Германия) в программе Motic Image 2000. Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием программ Excel 2019, STATISTICA 12.6, STATGRAPHICS Plus 5.1.

Результаты и обсуждение. Анатомическое исследование показало увеличение размеров клеток верхней и нижней эпидермы листа ландыша майского в обозначенные вегетационные периоды на учетных площадках, обработанных продуктом биодеструкции парацетамола и эталоном («Циркон») в сравнении с контролем (водой). При использовании продукта биодеструкции парацетамола зафиксировано увеличение толщины мезофилла на 10–16 % и количества его слоев на 14–30 %. При использовании стимулятора роста «Циркон» толщина мезофилла и количество слоев увеличились на 3–6 % и 8–15 % соответственно. Увеличение толщины флоэмы и ксилемы проводящего пучка при обработке продуктом биодеструкции парацетамола больше на 20–30 %, чем в контроле, и в 2 раза больше, чем при обработке стимулятором роста «Циркон».

Заключение. Продукт биодеструкции парацетамола в разные годы применения не зависимо от факторов внешней среды проявляет выраженное стимулирующее действие в отношении ландыша майского, значительно увеличивая количественные показатели анатомической структуры листа по сравнению со стимулятором роста «Циркон» и контролем (водой). Полученные данные могут быть использованы в лекарственном растениеводстве при разработке агротехнических приемов выращивания сырья ландыша майского, а также при формировании досье при регистрации данного продукта как нового стимулятора роста растений.

1. Madikizela L. M., Botha T. L., Kamika I., Msagati T. A. M. Uptake, Occurrence, and Effects of Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs and Analgesics in Plants and Edible Crops. The Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2021;70:34–45. DOI: 10.1021/ACS.JAFC.1C06499.

2. Madikizela L. M., Ncube S. Occurrence and ecotoxicological risk assessment of non-steroidal anti-inflammatory drugs in South African aquatic environment: What is known and the missing information. Chemosphere. 2021;280:130688. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130688.

3. Yan J., Lin W., Gao Z., Ren Y. Use of selected NSAIDs in Guangzhou and other cities in the world as identified by wastewater analysis. Chemosphere. 2021;279:130529. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130529.

4. Staszny A., Dobosy P., Maasz G., Szalai Z., Jakab G., Pirger Z., Szeberenyi J., Molnar E., Pap L. O., Juhasz V., Weiperth A., Urbanyi B., Kondor A. C., Ferincz A. Effects of pharmaceutically active compounds (PhACs) on fish body and scale shape in natural waters. PeerJ. 2021;9:e10642. DOI: 10.7717/peerj.10642.

5. Vaudin P., Augé C., Just N., Mhaouty-Kodja S., Mortaud S., Pillon D. When pharmaceutical drugs become environmental pollutants: Potential neural effects and underlying mechanisms. Environmental Research. 2022;205:112495. DOI: 10.1016/j.envres.2021.112495.

6. Wilkinson J. L., Boxall A., Kolpin D. W. Pharmaceutical pollution of the world’s rivers. Proceedings of the national academy of sciences. 2022;119(8):e2113947119. DOI: 10.1073/pnas.2113947119.

7. Stewart J. J., Muller O., Cohu C. M., Demmig-Adams B., Adams W. W. 3rd. Quantification of Leaf Phloem Anatomical Features with Microscopy. Methods in Molecular Biology. 2019;2(5):55–72. DOI: 10.1007/978-1-4939-9562-2_5.

8. Nguyen C. H., Nguyen T. T. T., Nguyen D. T. C., Tran T. V. Occurrence, toxicity, impact and removal of selected non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs): A review. Science of the Total Environment. 2023;898:317. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165317.

9. Вихарева Е. В., Мишенина И. И., Гапечкина Е. Д., Селянинов А. А., Рычкова М. И. Фитостимулирующее действие продукта биодеструкции парацетамола на календулу лекарственную. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(4):31–37. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-4(1)-31-37.

10. Вихарева Е. В., Слабинская Е. В., Мишенина И. И., Рубцов Д. Ф., Рычкова М. И. Стимулирующее действие продукта биодеструкции парацетамола на крапиву двудомную. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2023;26(5):32–37. DOI: 10.29296/25877313-2023-05-05.

11. Коротаев М. Ю., Вихарева Е. В., Белоногова В. Д., Ившина И. Б. Фиторегулирующее действие продуктов бактериальной деструкции парацетамола. Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2017;1:60–69.

12. Малеванная Н. Н. Рострегулирующий комплекс, способ его получения, препарат на его основе и применение в сельскохозяйственной практике. Патент РФ на изобретение № RU 2257059 C1. 27.07.2005. Доступно по: fips.ru. Ссылка активна на 26.11.2023.