Люминесцентная микроскопия в идентификации близкородственных видов на примере рода Persicaria Mill.

Введение. Вопрос стандартизации и оценки качества лекарственного растительного сырья в настоящее время является одним из важнейших. Для этого оценивается ряд параметров, первичным из которых является подлинность анализируемого растительного объекта. Проблема идентификации официнальных, а также новых перспективных видов растений, особенно при наличии близкородственных примесных видов, характерна для многих семейств и родов, среди которых можно выделить род Persicaria Mill. (горец). Два вида этого рода, на которые разработана нормативная документация (ФС), используются в медицинской практике. Схожесть морфолого-анатомических признаков видов растений диктует необходимость использования дополнительных современных методов анализа, позволяющих всесторонне выявлять характерные особенности видов. Одним из подобных селективных методов диагностики растительного сырья, наряду с общеизвестными и используемыми в фармацевтическом анализе, является люминесцентная микроскопия.

Цель. Целью являлось изучение особенностей люминесценции близкородственных видов рода горец Persicaria Mill. для усовершенствования процесса стандартизации официнальных видов сырья.

Материалы и методы. Для работы были использованы 10 видов рода Persicaria Mill. семейства Polygonaceae Juss., наиболее часто встречающиеся в Центральном Черноземье: P. maculosa Gray, P. tomentósa Bicknell, P. lapathifólia Delarbre, P. nodósa Opiz, P. scábra Moldenke, P. brittingeri Opiz, P. hydropiper Delarbre, P. mínor Opiz, P. amphibia Delarbre, P. amphibia var. terréstris Munshi & Javeid. Растения срезали на высоте около 15 см от почвы во время массового цветения летом 2020 года в Воронежской области, высушивали в тени. Предварительно перед проведением исследования растения были разделены на морфологические составляющие (стебли, листья, черешки, раструбы, цветки, плоды), для чего использовались гербарные образцы в высушенном виде, и рассматривались отдельные части, расправленные на предметном стекле. Для оценки люминесценции объектов использовали микроскоп «Микромед-3 Люм» (Россия) с корпусом люминесцентной насадки.

Результаты и обсуждение. Выявлено, что общим для всех изученных видов является интенсивная флуоресценция крупных трихом, проводящей системы, замыкающих клеток устьиц, утолщений клеточных стенок и – у некоторых видов – содержимого вместилищ и железок. Выявлен ряд характерных особенностей люминесценции тканей для изучаемых видов: P. hydropiper на всех морфологических частях имеет многочисленные ярко светящиеся вместилища и железки. Для P. maculosa впервые установлено наличие крупных вместилищ по жилкам. Околоцветник, железки и нитевидные волоски раструба P. brittingeri имеют отчетливо видимую желтовато-зеленую люминесценцию. Железки листа P. tomentósa, в отличие от других видов, не имеют свечения. Околоцветники P. scábra и P. tomentósa имеют желтовато-оранжевое свечение. Пленчатые трихомы хорошо заметны у P. lapathifólia и выделяются коричневатым оттенком. Наибольшее количество длинных пучковых трихом, имеющих яркое зеленоватое свечение, характерно для P. amphibia var. terréstris.

Заключение. Метод люминесцентной микроскопии был впервые применен для анализа и выявления идентификационных параметров близкородственных видов рода Persicaria, установлены и визуализированы новые диагностические особенности, способствующие максимально точной идентификации видов рода Persicaria.

1. Зименкина Н. И., Куркин В. А., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В. Люминесцентный анализ коры ореха грецкого (Juglans regia L.). В сб.: Международная научная конференция «От растения до лекарственного препарата». Москва. 04–05 июня 2020. С. 233–238. Доступно по: http://www.fbm.msu.ru/science/conference/detail/?ELEMENT_ID=19663. Ссылка активна на 25.11.2022.

2. Никитина А. С., Логвиненко Л. А., Никитина Н. В., Нигарян С. А. Морфометрическое и гистохимическое исследование травы мелиссы лекарственной из коллекции Никитского ботанического сада. Фармация и фармакология. 2018;6(6):504–534. DOI: 10.19163/2307-9266-2018-6-6-504-534.

3. Гусакова Е. М., Сазанова К. Н., Шарипова С. Х., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В. Люминесцентная микроскопия цветков лабазника шестилепестного (Filipendula hexapitala Gilib.). В сб.: II Межвузовская научно-практическая конференция «Фармацевтическая ботаника: современность и перспективы». Самара. 07 октября 2017. 128–137 с.

4. Baldacci-Cresp F., Spriet C., Twyffels L., Blervacq A.-S., Neutelings G., Baucher M., Hawkins S. A rapid and quantitative safranin-based fluorescent microscopy method to evaluate cell wall lignification. Plant Journal. 2020;102(5):1074–1089.

5. Kitin P., Nakaba S., Hunt C. G., Lim S., Funada R. Direct fluorescence imaging of lignocellulosic and suberized cell walls in roots and stems. AoB PLANTS. 2020;12(4):1–19.

6. Pegg T. J., Gladish D. K., Baker R. L. Algae to angiosperms: Autofluorescence for rapid visualization of plant anatomy among diverse taxa. Applications in Plant Sciences. 2021;9(6):e11437.

7. Соколов Н. С., Белов П. В., Куркин В. А., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В. Морфолого-анатомическое исследование семян каштана конского (Aesculus hippocastanum) методом люминесцентной микроскопии. В сб.: II Межвузовская научно-практическая конференция «Фармацевтическая ботаника: современность и перспективы». Самара. 07 октября 2017. С. 138–148.

8. Тринеева О. В., Гудкова А. А., Рудая М. А. Применение люминесцентной микроскопии в анализе анатомо-диагностических признаков плодов облепихи крушиновидной. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2020;9(1):40–45. DOI: 10.33380/2305-2066-2020-9-1-40-45.

9. Ковалёва Н. А., Тринеева О. В., Гудкова А. А., Сливкин А. И. Изучение морфологических признаков листьев облепихи крушиновидной методами люминесцентной и стереомикроскопии. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2022;11(1):123–131. DOI: 10.33380/2305-2066-2022-11-1-123-131.

10. Колосова О. А., Тринеева О. В., Сорокина А. А., Гудкова А. А. Изучение морфологических и анатомо – диагностических признаков сырья валерианы волжской методом люминесцентной микроскопии. Фармация. 2021;70(8):26–30. DOI: 10.29296/25419218-2021-08-04.

11. Цибина А. С., Куркин В. А. Актуальные аспекты фармакогностического исследования травы монарды дудчатой (Monarda fistulosa L.). Аспирантский вестник Поволжья. 2021;21(5–6):132–140. DOI: 10.55531/2072-2354.2021.21.3.132-140.

12. Кенбаева А. О., Рыжов М. В., Тарасенко Л. В. Люминесцентный анализ травы сорго белозерного. В сб.: IV Межвузовская научно-практическая конференция с международным участием, посвященная 100-летию Самарского государственного медицинского университета «Современные проблемы фармакогнозии». Самара. 28 октября 2019. С. 216–223.

13. Васькова А. И., Рыжов В. М., Тарасенко Л. В. Люминесцентный анализ листьев тысячелистника хрящеватого (Achillea cartilaginea Ledeb.). В сб.: II Межвузовская научно-практическая конференция «Фармацевтическая ботаника: современность и перспективы». Самара. 07 октября 2017. С. 119-127 с.

14. Yasmin G., Khan M. A., Shaheen N., Hayat M. Q. Taxonomic significance of leaf epidermal anatomy of selected Persicaria Mill. species of family Polygonaceae from Pakistan. African Journal of Biotechnology. 2010;9:3759–3768.

15. Коломиец Н. Э., Калинкина Г. И., Дмитрук С. Е., Зиновьева А. М. Проблема фальсификации сырья хвоща полевого. Фармация. 2006;2:37–42.

16. Маевский П. Ф. Флора средней полосы европейской части России. 11-е изд. испр. и доп. М.: КМК; 2014. 635 с.

17. Kantachot C., Chantaranothai P., Simpson D. A. A synopsis of the genus Persicaria (Polygonaceae) in Thailand. Thai Forest Bulletin (Botany). 2010;38:128−149.

18. Куркина А. В. Новые подходы к стандартизации сырья перца водяного (Polygonum hydropiper L.). Фундаментальные исследования. 2013;10:606–609.

19. Куркина А. В. Стандартизация сырья горца почечуйного (Polygonum persicaria L.) Фундаментальные исследования. 2013;10:1485–1489.

20. Редкокашин Д. Е. Фитохимическое исследование сырья фармакопейных растений рода Polygonum. В сб.: Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции. Пятигорск. 2010. С. 102–104.

21. Перова И. Б., Эллер К. И., Мальцева А. А., Чистякова А. С., Сливкин А. И., Сорокина А. А. Флавоноиды травы горца почечуйного. Фармация. 2017;66(2):15–19.

22. Юнусходжаева Н. А., Абдуллабекова В. Н. Фенольные соединения травы горца перечного. Наука и технологии в современном обществе. 2015;1:123–125.

23. Bunawan H., Talip N. Foliar anatomy and micromorphology of Polygonum minus Huds. and their taxonomic implications. Noor Australian journal of crop Science. 2011;5(2):123–127.

24. Sahney M., Shukla V. Stem anatomy of Persicaria Mill. Indian Journal of Plant Sciences. 2013;2(4):155–161.

25. Thi K. M., Huynh N. V. A., Pham V. N., Dang T. N. T. Morphological, anatomical and antibacterial characteristics of Persicaria maculosa Gray. plants growing in Lang Sen Wetland Reserve, Long An province, Vietnam. Biological and Pharmaceutical Sciences. 2021;17(03):107–118.

26. Asanai M. F. H., Norhisham C., Siti N. M., Emida R., Azlin S. A review on medicinal benefits of Persicaria minor. Health Scope. 2020;3(2):44–50.

27. Decraene L. P. R., S.-P. Hong, Smets E. Systematic significance of fruit morphology and anatomy in tribes Persicarieae and Polygoneae (Polygonaceae). Botanical Journal of the Linnean Society. 2000;134(1–2):301–337.

28. Yasmin G., Khan M. A., Shaheen N., Hayat M. Q., Zafar M., Ahmad M. Pollen morphological diversity in selected species of Persicaria Mill. (Family Polygonaceae). Journal of Medicinal Plants Research. 2010;4(10):862–870. DOI: 10.5897/JMPR09.448.

29. Гудкова А. А., Чистякова А. С., Сорокина А. А., Щепилова О. Н., Коренская И. М., Сливкин А. И. Анатомо-диагностические маркеры в определении подлинности представителей рядов Persicariaeformes Kom. и Lapathiiformes Worosch. семействa Polygonaceae lindl. Фармация. 2019;68(8):15–21. DOI: 10.29296/25419218-2019-08-03.

30. Блинова О. Л., Белогонова В. Д. Сравнительный морфолого-анатомический анализ травы горца перечного и горца малого. Медицинский Альманах. 2016;2:150–153.

31. Высочина Г. И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишные (Polygonaceae juss.). Сообщ. III. Род горец – Persicaria Mill. Turczaninowia. 2008;11:129–137.