danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2025-69-1-40-47dan-1234Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYИзменчивость содержания вторичных метаболитов в коре Rhamnus cathartica L. в природных и интродуцированных популяцияхVariability of secondary metabolites in the bark of Rhamnus cathartica L. from native and introduced populationhttps://orcid.org/0000-0002-9674-7648СпиридовичЕ. В.SpirydovichA. V.

Спиридович Елена Владимировна – канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Spirydovich Alena V. – Ph. D. (Biology), Associate Professor, Head of the Laboratory

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

a.spirydovich@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5650-8538ШабуняП. С.ShabunyaP. S.

Шабуня Полина Станиславовна – канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Shabunya Polina S. – Ph. D. (Biology), Senior Researcher

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

pshabunya@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3035-5040АгабалаеваЕ. Д.AhabalayevaA. D.

Агабалаева Елена Дмитриевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Ahabalayeva Alena D. – Ph. D. (Biology), Senior Researcher

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

pshabunya@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9075-185XДееваА. М.DeevaA. A.

Деева Алла Михайловна – канд. биол. наук, доцент, заведующий отделом

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Deeva Alla M. – Ph. D. (Biology), Associate Professor, Head of the Department

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

alladzeeva@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3353-1230ВиноградоваЮ. К.VinogradovaYu. K.

Виноградова Юлия Константиновна – д-р биол. наук, гл. науч. сотрудник

ул. Ботаническая, 4, 127276, Москва

Vinogradova Yulia K. – D. Sc. (Biology), Chief Researcher

4, Botanicheskaya Str., 127276, Moscow

gbsad@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0990-3532ВласоваА. Б.VlasavaN. B.

Власова Анастасия Борисовна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Vlasava Nastassia B. – Ph. D. (Biology), Senior Researcher

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

nastassia_vlasova@yahoo.comКостМ. А.KostM. A.

Кост Майкл А. – заместитель куратора; преподаватель Школы окружающей среды и устойчивого развития 

1800 N Dixboro Rd, Энн-Арбор, Мичиган 48105

Kost Michael A. – Associate Curator; Lecturer. School for Environment and Sustainability

1800 N Dixboro Rd, Ann Arbor, MI 48105

michkost@umich.eduhttps://orcid.org/0000-0002-1067-4346РешетниковВ. Н.ReshetnikovV. N.

Решетников Владимир Николаевич – академик, д-р биол. наук, профессор, заведующий отделом

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Reshetnikov Vladimir N. – Academician, D. Sc. (Biology), Professor, Head of the Department

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

v.reshetnikov@cbg.org.byЦентральный ботанический сад Национальной академии наук БеларусиCentral Botanical Garden of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of BelarusГлавный ботанический сад имени Н. В. Цицина Российской академии наукN. V. Tsitsin Main Botanical Garden of the Russian Academy of SciencesЦентральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси; Меттай Ботанический Сад Николз Арборетум, Университет МичиганаCentral Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus; Matthaei Botanical GardensМеттай Ботанический Сад Николз Арборетум, Университет МичиганаMatthaei Botanical Gardens2025260220256914047Copyright © Спиридович Е.В., Шабуня П.С., Агабалаева Е.Д., Деева А.М., Виноградова Ю.К., Власова А.Б., Кост М.А., Решетников В.Н., 20252025Спиридович Е.В., Шабуня П.С., Агабалаева Е.Д., Деева А.М., Виноградова Ю.К., Власова А.Б., Кост М.А., Решетников В.Н.Spirydovich A.V., Shabunya P.S., Ahabalayeva A.D., Deeva A.A., Vinogradova Y.K., Vlasava N.B., Kost M.A., Reshetnikov V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1234

Жостер слабительный (Rhamnus cathartica L.) – кустарник, произрастающий в большей части Европы и Западной Азии, успешно натурализовался в условиях Среднего Запада и Северо-Востока США, доминируя в различных местообитаниях и вытесняя природные виды. Известно, что растения Rhamnus cathartica L. содержат широкий спектр вторичных метаболитов, обладающих фармакологическим действием. Выбраны постоянные пробные площадки произрастания R. сathartica – аборигенного для Беларуси (2 площадки) и инвазионного в США вида (2 площадки). В данной работе был исследован уровень содержания антрахинонов (гидроксиантраценпроизводных), катехинов и лейкоантоцианов, а также проведена идентификация антрахинонов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с масс-спектрометрическим и УФ-детектором, показано значительное варьирование этих показателей в зависимости от условий и ареала. Выявлены хеморасы Rhamnus cathartica, что позволит в дальнейшем отбирать образцы с требуемым набором фенольных соединений и проводить направленную селекцию на получение искусственных интродукционных популяций с повышенным содержанием того или иного ценного соединения.

The European buckthorn (Rhamnus cathartica L.) – a shrub native to most parts of Europe and Western Asia – has been successfully naturalized in the Midwest and Northeast of the USA, dominating various habitats and displacing native species. It is known that Rhamnus cathartica L. plants contain a wide range of secondary metabolites with pharmacological effects. Permanent sample plots with R. cathartica – the species native for Belarus (two sites) and invasive in the USA (two sites) – were selected. This study investigated the level of anthraquinones, catechins, and leucoanthocyanins, and identified anthraquinones using HPLC with mass spectrometry and UV detection, showing a significant variation in these indicators depending on the conditions and the geographical area of growth. Rhamnus cathartica chemorases were identified, which will allow further isolation of samples with a required set of phenolic compounds and a directed selection for obtaining artificially introduced populations with an increased content of one or another valuable compound.

жостер слабительный (Rhamnus cathartica L.)Беларусьрегионы Среднего ЗападаСШАглюкофрангулиныметод ВЭЖХ с масс-спектрометрическим и УФ-детекторомкатехинылейкоантоцианыEuropean buckthorn (Rhamnus cathartica L.)Belarusregions of the Upper MidwestUSAanthraquinonesHPLC method with mass spectrometric and UV detectorcatechinsleukoanthocyaninsРабота выполнена в рамках ГПНИ «Природные ресурсы и окружающая среда», задания 6.2, при поддержке комиссии по инвазионным видам Научного совета ботанических садов стран СНГ при МААН, программы ГБС РАН 122042600141-3. Авторы выражают благодарность Д. Миллеру, П. Мо, А. Бранхагену, А. Резничеку и Д. Миченеру за помощь в организации экспедиционных выездов, обследовании площадок и сборе образцов.The work is supported by the SPSI “Natural Resources and the Environment” and the commission on invasive species of the Scientific Council of Botanical Gardens of the CIS countries at the IAAS, Program of GBS RAS 122042600141-3. We are grateful to Daniel Miller, Peter Mo, Alan Branhagen, Anthony Reznicek, and David Michener for their help in organizing expedition trips, surveying sites, and collecting samples.ReferencesKremer D., Kosalec I., Locatelli M., Epifano F., Genovese S., Carlucci G., Končić M. Z. Anthraquinone profiles, antioxidant and antimicrobial properties of Frangula rupestris (Scop.) Schur and Frangula alnus Mill. bark. Food Chemistry, 2012, vol. 131, no. 4, pp. 1174–1180. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.09.094Kremer D., Kosalec I., Locatelli M., Epifano F., Genovese S., Carlucci G., Končić M. Z. Anthraquinone profiles, antioxidant and antimicrobial properties of Frangula rupestris (Scop.) Schur and Frangula alnus Mill. bark. Food Chemistry, 2012, vol. 131, no. 4, pp. 1174–1180. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.09.094Spirydovich A. V., Vlasava N. B., Ahabalaeva A. D., Dubovik D. V., Skuratovich A. N., Vinogradova Yu. K., Reshetnikov V. N. Сomparative analysis of the species abundance and structure of plant communities involving Rhamnus cathartica in Belarus and in the Midwestern regions of the USA. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2023, vol. 67, no. 5, pp. 399–409 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2023-67-5-399-409Spirydovich A. V., Vlasava N. B., Ahabalaeva A. D., Dubovik D. V., Skuratovich A. N., Vinogradova Yu. K., Reshetnikov V. N. Сomparative analysis of the species abundance and structure of plant communities involving Rhamnus cathartica in Belarus and in the Midwestern regions of the USA. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2023, vol. 67, no. 5, pp. 399–409 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1561-8323-2023-67-5-399-409Alarcоn J., Cespedes C. L. Chemical constituents and biological activities of South American Rhamnaceae. Phytochemistry Reviews, 2015, vol. 14, рр. 389–401. https://doi.org/10.1007/s11101-015-9404-6Alarcоn J., Cespedes C. L. Chemical constituents and biological activities of South American Rhamnaceae. Phytochemistry Reviews, 2015, vol. 14, рр. 389–401. https://doi.org/10.1007/s11101-015-9404-6Maleš Ž., Kremer D., Randić Z., Randić M., Pilepić K., Bojić M. Quantitative analysis of glucofrangulins and phenolic compounds in Croatian Rhamnus and Frangula species. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 2010. https://doi.org/10.2478/v10182-010-0032-6Maleš Ž., Kremer D., Randić Z., Randić M., Pilepić K., Bojić M. Quantitative analysis of glucofrangulins and phenolic compounds in Croatian Rhamnus and Frangula species. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 2010. https://doi.org/10.2478/v10182-010-0032-6Tungmunnithum D., Thongboonyou A., Pholboon A., Yangsabai A. Flavonoids and other phenolic compounds from medicinal plants for pharmaceutical and medical aspects: An Overview. Medicines, 2018, vol. 5, no. 3, art. 93. https://doi.org/10.3390/medicines5030093Tungmunnithum D., Thongboonyou A., Pholboon A., Yangsabai A. Flavonoids and other phenolic compounds from medicinal plants for pharmaceutical and medical aspects: An Overview. Medicines, 2018, vol. 5, no. 3, art. 93. https://doi.org/10.3390/medicines5030093Kosalec I., Kremer D., Locatelli M., Epifano F., Genovese S., Carlucci G., Randić M., Zovko Končić M. Anthraquinone profile, antioxidant and antimicrobial activity of bark extracts of Rhamnus alaternus, R. fallax, R. intermedia and R. pumila. Food Chemistry, 2013, vol. 136, no. 2, pp. 335–341. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.08.026Kosalec I., Kremer D., Locatelli M., Epifano F., Genovese S., Carlucci G., Randić M., Zovko Končić M. Anthraquinone profile, antioxidant and antimicrobial activity of bark extracts of Rhamnus alaternus, R. fallax, R. intermedia and R. pumila. Food Chemistry, 2013, vol. 136, no. 2, pp. 335–341. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.08.026Epifano F., Genovese S., Kremer D., Randic M., Carlucci G., Locatelli M. Re-investigation of the anthraquinone pool of Rhamnus spp.: Madagascin from the fruits of Rhamnus cathartica and R. intermedia. Natural Product Communications, 2012, vol. 7, no. 8, pp. 1029–1032. https://doi.org/10.1177/1934578x1200700817Epifano F., Genovese S., Kremer D., Randic M., Carlucci G., Locatelli M. Re-investigation of the anthraquinone pool of Rhamnus spp.: Madagascin from the fruits of Rhamnus cathartica and R. intermedia. Natural Product Communications, 2012, vol. 7, no. 8, pp. 1029–1032. https://doi.org/10.1177/1934578x1200700817Trial H. Jr., Dimond J. B. Emodin in buckthorn: a feeding deterrent to phytophagous insects. Canadian Entomologist, 1979, vol. 111, no. 2, pp. 207–212. https://doi.org/10.4039/ent111207-2Trial H. Jr., Dimond J. B. Emodin in buckthorn: a feeding deterrent to phytophagous insects. Canadian Entomologist, 1979, vol. 111, no. 2, pp. 207–212. https://doi.org/10.4039/ent111207-2Craves J. Birds that eat nonnative buckthorn fruit (Rhamnus cathartica and Frangula alnus, Rhamnaceae) in Eastern North America. Natural Areas Journal, 2015, vol. 35, no. 2, pp. 279–287. https://doi.org/10.3375/043.035.0208Craves J. Birds that eat nonnative buckthorn fruit (Rhamnus cathartica and Frangula alnus, Rhamnaceae) in Eastern North America. Natural Areas Journal, 2015, vol. 35, no. 2, pp. 279–287. https://doi.org/10.3375/043.035.0208Tsahar E., Friedman J., Izhaki I. Impact on fruit removal and seed predation of a secondary metabolite, emodin, in Rhamnus alaternus fruit pulp. Oikos, 2002, vol. 99, no. 2, pp. 290–299. https://doi.org/10.1034/j.1600-0706.2002.990209.xTsahar E., Friedman J., Izhaki I. Impact on fruit removal and seed predation of a secondary metabolite, emodin, in Rhamnus alaternus fruit pulp. Oikos, 2002, vol. 99, no. 2, pp. 290–299. https://doi.org/10.1034/j.1600-0706.2002.990209.xWafer A., Culley T. M., Stephens K., Stewart J. R. Genetic comparison of introduced and native populations of common buckthorn (Rhamnus cathartica), a woody shrub introduced into North America from Europe. Invasive Plant Science and Management, 2020, vol. 13, no. 2, рр. 68–75. https://doi.org/10.1017/inp.2020.13Wafer A., Culley T. M., Stephens K., Stewart J. R. Genetic comparison of introduced and native populations of common buckthorn (Rhamnus cathartica), a woody shrub introduced into North America from Europe. Invasive Plant Science and Management, 2020, vol. 13, no. 2, рр. 68–75. https://doi.org/10.1017/inp.2020.13The European Pharmacopoeia is published by the Directorate for the Quality of Medicines and Health Care of the Council of Europe (EDQM). Council of Europe, Strasbourg Cedex France, 2007, рр. 1248.The European Pharmacopoeia is published by the Directorate for the Quality of Medicines and Health Care of the Council of Europe (EDQM). Council of Europe, Strasbourg Cedex France, 2007, рр. 1248.Keane R. M., Crawley M. J. Exotic plant invasions and the enemy release hypothesis. Trends in Ecology and Evolution, 2002, vol. 17, no. 4, pp. 164–170. https://doi.org/10.1016/s0169-5347(02)02499-0Keane R. M., Crawley M. J. Exotic plant invasions and the enemy release hypothesis. Trends in Ecology and Evolution, 2002, vol. 17, no. 4, pp. 164–170. https://doi.org/10.1016/s0169-5347(02)02499-0Kriventsov V. I. Methodological recommendations for the analysis of fruits for biochemical composition. Yalta, 1982. 22 р. (in Russian).Kriventsov V. I. Methodological recommendations for the analysis of fruits for biochemical composition. Yalta, 1982. 22 р. (in Russian).Vinogradova Yu. K. Кey research trends of phytoinvasion in Russia. Fitoinvazii: ostanovit’ nel’zya sdavat’sya [Phytoinvasions: you can’t stop it, you can’t give up]. Moscow, 2022, vol. 2, pp. 29–39 (in Russian).Vinogradova Yu. K. Кey research trends of phytoinvasion in Russia. Fitoinvazii: ostanovit’ nel’zya sdavat’sya [Phytoinvasions: you can’t stop it, you can’t give up]. Moscow, 2022, vol. 2, pp. 29–39 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.