A comparative analysis of the content of sugars and flavonoids in the hairy roots of sunflower Heliantus annuus L


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Relevance. Sunflower Heliantus annuus L. roots are used in the treatment of urolithiasis and cholelithiasis. Harvesting of sunflower roots for medical purposes is fraught with a number of problems, of which the impossibility of year-round cultivation, the absence of devices and machines for collecting roots, and contamination of roots with pesticides are most relevant. In this regard, it is of great interest to obtain hairy roots of sunflower that can grow on hormone-free nutrient media in isolated cultures. The aim of our work was to create hairy roots of sunflower using strains A4 and 15834 of Agrobacterium rhizogenes, evaluate their growth parameters when grown on solid media, and analyze their content of water-soluble sugars and flavonoids. Material and methods. The study revealed greater efficiency of strain A4 than strain 15834 for Agrobacterium-mediated transformation of sunflower cotyledon explants. The content of sugars and flavonoids was measured spectrophotometrically using alcohol extracts. Results. The content of water-soluble sugars in the hairy root culture obtained using strain 15834 of A. rhizogenes was more than 2 times higher than that in the hairy roots obtained using strain A4 of A. rhizogenes. Naturally grown sunflower roots contained fewer water-soluble sugars than hairy roots. The total content of flavonoids in sunflower hairy root cultures obtained using strains A4 and 15834 of A. rhizogenes did not differ significantly, but on average it was 2.7 times higher than in native sunflower roots. Conclusion. The hairy roots of sunflower were obtained by agrobacterial transformation of cotyledon explants in vitro. The resulting hairy roots are characterized by unrestricted growth on hormone-free media and a higher water-soluble sugar content than native plant roots.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. B Yakupova

Bashkir State University

Email: alfiram@yandex.ru
Ph.D. (Biol.) Ufa

K. G Musin

Institute of Biochemistry and Genetics of Ufa Federal Research Centre of RAS

Email: khalit.musin@yandex.ru
Junior Research Scientist, Laboratory of Plant Genomics Ufa

B. R Kuluev

Institute of Biochemistry and Genetics of Ufa Federal Research Centre of RAS

Email: kuluev@bk.ru
Dr.Sc. (Biol.), Head of the Laboratory of Plant Genomics, Laboratory of Plant Genomics Ufa

References

  1. Гаврилова В.А., Анисимова И.Н. Генетика культурных растений. Подсолнечник. СПб.: ВИР. 2003. 209 с.
  2. Дьяков А.Б. Физиология подсолнечника. Краснодар: ВНИИМК. 2004. 76 с.
  3. Соколов С.Я., Замотаев И.П. Справочник по лекарственным растениям (Фитотерапия). 3-е издание, стереотипное. М.: Медицина. 1990. 464 с.
  4. Никитина Т.И. Лекарственные растения. Применение. Противопоказания. Сборы: Справочник фитотерапевта. Уфа: Изд-е Башкирск. ун-та. 2000. 236 с.
  5. Киселева Т.Л., Карпеев А.А., Смирнова Ю.А., Амалицкий В.В., Сафонов В.П., Цветаева Е.В., Блинков И.Л., Коган Л.И., Чепков В.Н., Дронова М.А. Лечебные свойства пищевых растений. Под общ. ред. проф. Т.Л. Киселевой. М.: Изд-во ФНКЭЦ ТМДЛ Росздрава. 2007. 533 с.
  6. Карпенко В.А., Лигай Л.В., Пшукова И.В. Определение содержания инулина в корнях подсолнечника. Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. Под ред. М.В. Гаврилина. Пятигорск: Пятигорская ГФА. 2011; 66: 106-107.
  7. Пшукова И.В., Коновалов Д.А., Карпенко В.А., Лигай Л.В., Кулешова С.А. Фитохимическое и фармакологическое изучение корней подсолнечника однолетнего. Химия растительного сырья. 2014; 2: 189-194.
  8. Журунова М.С., Даутова М.Б. Мочекаменная болезнь. Журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016; 5-6: 977.
  9. Мелик-Гусейнов В.В., Герасименко С.В. Биологически активные вещества и элементный состав корней подсолнечника однолетнего. Вопросы обеспечения качества лекарственных средств. Москва. 2013; 1: 24-26.
  10. Мелик-Гусейнов В.В., Герасименко С.В. Идентификация фенольных соединений в подземных органах подсолнечника однолетнего (Heliantus annuus). Вестник Московского государственного областного университета. 2013; 3: 34-36.
  11. Мелик-Гусейнов В.В., Герасименко С.В., Тимченко Л.Д., Писков С.И. Изучение литолитической и идиуретической активности экстрактов корня подсолнечника однолетнего (Heliantus annuus). Современные проблемы науки и образования. 2014; 4: 517.
  12. Таова М.Р. Исследование противовоспалительной активности извлечений листьев и корней подсолнечника масличного. Научное обозрение. 2010;1: 24-26.
  13. Мусин Х.Г., Якупова А.Б., Михайлова Е.В., Кулуев Б.Р. Особенности роста культур генетически трансформированных (бородатых) корней табака и витании при изменении объема питательной среды. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2017; 13(2): 46-50.
  14. Кузовкина И.Н., Вдовитченко М.Ю. Генетически трансформированные корни как модель изучения физиологических и биохимических процессов корневой системы целого растения. Физиология растений. 2011;58(5): 787-796.
  15. Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J., Robers P.A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugar sand related substances. Analyt. Chem. 1956; 28: 350-356.
  16. Marinova D., Ribarova F., Atanassova M. Total phenolic and total flavonoids in Bulgarian fruits and vegetables. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 2005; 40(3): 255-260.
  17. Якупова А.Б., Мусин Х.Г., Баймухаметова Э.А., Таипова Р.М., Кулуев Б.Р. Индукция бородатых корней подсолнечника при помощи штаммов A4 и 15834 Аgrobacterium rhizogenes. Биомика. 2018; 10(1): 7-10.
  18. Shashank K., Pandey A.K. Chemistry and Biological Activities of Flavonoids: An Overview. Scientific World Journal [Electronic]. 2013; doi: 10.1155/2013/162750.
  19. Макаренко О.А., Левицкий О.А. Физиологические функции флавоноидов в растениях. Физиология и биохимия культурных растений. 2013; 45(2): 100-112.
  20. Павлова О.А., Матвеева Т.В., Лутова Л.А. Rol-гены Agrobacterium rhizogenes. Экологическая генетика. 2013; 11(1): 59-68.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies