Изменчивость содержания вторичных метаболитов в коре Rhamnus cathartica L. в природных и интродуцированных популяциях

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.

1. Kremer 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.2011.09.094

2. Spirydovich 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/10.29235/1561-8323-2023-67-5-399-409

3. Alarcоn 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/s11101-015-9404-6

4. Maleš 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/v10182-010-0032-6

5. Tungmunnithum 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/medicines5030093

6. Kosalec 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.2012.08.026

7. Epifano 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/10.1177/1934578x1200700817

8. Trial 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/ent111207-2

9. Craves 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/10.3375/043.035.0208

10. Tsahar 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.x

11. Wafer 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.2020.13

12. 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.

13. 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)02499-0

14. Kriventsov V. I. Methodological recommendations for the analysis of fruits for biochemical composition. Yalta, 1982. 22 р. (in Russian).

15. 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).