Исследования ароматических и лекарственных растений в Никитском ботаническом саду

ИССЛЕДОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В НИКИТСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ

В.П. ИСИКОВ, доктор биологических наук Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

Изучением эфиромасличных растений в Никитском ботаническом саду начали заниматься с самых первых лет существования учреждения. Первые посадки были осуществлены еще в 1812 г.: Lavandula officinalis, Lavandula latifolia, Althaea rosea, Anthemis arabica, Iris florentina, Iris germanica, Jasminum sp., Mentha piperita, Hyssopus officinalis, Luffa aegyptica, Melissa officinalis, Papaver somniferum, Salvia officinalis, Rosmarinus officinalis, Rhus coriaria, Ruta graveolens и др. Ежегодно коллекции пополнялись, проводилась селекционная работа с одновременным широким внедрением растений в производство. В 1890 г. в Саду был заложен опытный участок из наиболее перспективных эфиромасличных, лекарственных, текстильных, жиро-масличных, красильных растений, относящихся к 55 видам: эфиромасличных и лекарственных - 37 видов, текстильных - 5, жиро-масличных - 5, красильных - 8 видов. В 1923 г. в Никитском саду создается отдел технических растений, организовывается коллекция технических и ароматических растений, строятся парники, теплицы. Уже в 1930-1931 гг. при участии Никитского ботанического сада в Крыму созданы эфиромасличные совхозы: «Ялтинский», «Алуштинский», «Симферопольский», «Бахчисарайский», «Судакский». До 1938 г. на территории страны из саженцев, выращенных в ГНБС, созданы плантации технических культур на площади 11 тыс.га: ворсовальной шишки -1200 га, ромашки далматской - 2500, лаванды - 800, шалфея мускатного - 4000, базилика камфорного и эвгенольного - 2740, розы эфиромасличной - 436 га.

В настоящее время отдел новых ароматических и лекарственных культур занимается интродукцией, селекцией, созданием коллекционного фонда видов и сортов эфиромасличных, лекарственных, пряно-ароматических растений. Разрабатывает технологии переработки сырья и осуществляет внедрение в производство своих разработок. Проводятся теоретические исследования по синтетическому созданию новых сортов эфиромасличных растений с заданными признаками методами полиплоидии и межвидовой гибридизации.

В настоящее время базовая коллекция ароматических и лекарственных растений представлена 358 видами из 159 родов и 49 семейств и насчитывает 10,5 тыс. опытных растений. Распределение растений по семействам следующее:

ASTERACEAE (28 родов, 96 видов): Achillea - 8, Anthemis - 1, Arnica - 2, Artemisia - 32, Calendula - 1, Carthamnus - 1, Cnicus - 1, Coreopsis - 13, Cynara - 1, Echinacea - 3, Echinops - 3, Erigeron - 1, Eupatorium - 1, Grindelia - 4, Helichrysum - 1, Inula - 1, Leucanthemum - 1, Levsea -1, Matricaria - 1, Pyrethrum - 2, Santolina - 2, Scorzonera - 1, Silphium - 1, Solidago - 6, Stevia -

1, Sylibum - 1, Tagetes - 3, Tanacetum - 2.

RANUNCULACEAE (6 родов, 8 видов): Adonis - 1, Aerva - 1, Clematis - 1, Helleborus -

2, Nigella - 2, Ranunculus - 1.

LAMIACEAE (29 родов, 102 вида): Agastache - 6, Ajuga - 1, Betonica - 1, Calamintha - 3, Dracocephalum - 2, Elsholtzia - 2, Hyssopus - 3, Lavandin - 1, Lavandula - 5, Leonurus - 1, Majorana - 1, Marrubium - 1, Melissa - 1, Mentha - 4, Monarda - 9, Nepeta - 8, Ocimum - 4, Origanum - 6, Perovskia - 3, Philostegia - 1, Rosmarinus - 1, Salvia - 9, Satureja - 4, Scutellaria -1, Sideritis - 3, Stachys - 5, Teucrium - 2, Thymus - 12, Ziziphora - 2.

HYACINTHACEAE (2 рода, 2 вида): Scilla - 1, Ornithogalum - 1.

ROSACEAE (10 родов, 18 видов): Agrimonia - 1, Crataegus - 1, Filipendula - 1, Fragaria - 1, Geum - 2, Potentilla - 6, Poterium - 1, Rosa - 2, Sanguisorba - 2, Pavonia - 1.

MALVACEAE (3 рода, 5 видов): Alcea - 1, Althaea - 3, Malva - 1.

ALLIACEAE (1 род, 2 вида): Allium - 2.

AMARANTHACEAE (3 рода, 5 видов): Amaranthus - 3, Aerva - 1, Ammi - 1.

BORAGINACEAE (4 рода, 8 видов): Anchusa - 1, Borago - 2, Cynoglossum - 3, Symphytum - 2.

POACEAE (4 рода, 4 вида): Andropogon - 1, Anthoxanthum - 1, Crysopogon - 1, Triticum -

1.

APIACEAE (12 родов, 19 видов): Angelica - 1, Apium - 1, Carum - 1, Coriandrum - 2, Daucus - 1, Ferula - 5, Foeniculum - 1, Levisticum - 2, Pastinaca - 1, Petroselinum - 2, Silaum - 1, Myrrhis - 1.

BRASSICACEAE (4 рода, 4 вида): Brassica - 1, Capsella - 11, Diplotaxis - 1, Lunaria - 1.

ASCLEPIADACEAE (1 род, 4 вида): Asclepias - 4.

ASPARAGACEAE (1 род, 1 вид): Asparagus - 1.

FABACEAE (5 родов, 7 видов): Hedysarum - 1, Galega - 2, Glycyrrhiza - 2, Lespedeza - 1, Onobrichis - 1.

SOLANACEAE (7 родов, 8 видов): Atropa - 1, Datura - 1, Mandragora - 1, Physalis - 2, Scopolia - 1, Solanum - 1, Withania - 1.

CAESALPINIACEAE (1 род, 7 видов): Cassia - 7.

PLUMBAGINACEAE (1 род, 1 вид): Ceratostigma - 1.

PAPAVERACEAE (2 рода, 2 вида): Chelidonium - 1, Macleya - 1.

SCROPHULARIACEAE (1 род, 3 вида): Digitalis - 3.

GERANIACEAE (1 род, 1 вид): Geranium - 1.

CLUSIACEAE ( 1 род, 1 вид): Hypericum - 1.

CONVOLVULACEAE (1 род, 1 вид): Ipomoea - 1.

IRIDACEAE (2 рода, 3 вида): Iris - 2, Gladiolus - 1.

AMARYLIDACEAE (2 рода, 2 вида): Leucojum - 1, Galanthus - 1.

CUCURBITACEAE (3 рода, 6 видов): Luffa - 3, Lychnis - 1, Mamordica - 2.

MYRTACEAE (1 род, 1 вид): Myrtus - 1.

PAEONIACEAE (1 род, 2 вида): Paeonia - 2.

HYDRANGEACEAE (1 род, 1 вид): Phyladelphus - 1.

PHYTOLACCACEAE (1 род, 1 вид): Phytolacca - 1.

PLANTAGINACEAE (1 род, 2 вида): Plantago - 2.

PORTULACACEAE (1 род, 1 вид): Portulaca - 1.

PRIMULACEAE (1 род, 1 вид): Primula - 1.

EUPHORBIACEAE (1 род, 1 вид): Ricinus - 1.

RUBIACEAE (1 род, 2 вида): Rubia - 2.

POLYGONACEAE (1 род, 1 вид): Rumex - 1.

RUTACEAE (1 род, 8 видов): Ruta - 8.

CAPRIFOLIACEAE (1 род, 2 вида): Sambucus - 2.

CARYOPHYLLACEAE (4 рода, 4 вида): Saponaria - 1, Dianthus - 1, Lychnis - 1, Petrorhagia - 1.

OLEACEAE (1 род, 1 вид): Syringa - 1.

VALERIANACEAE (1 род, 1 вид): Valeriana - 1.

VERBENACEAE (1 род, 1 вид): Verbena - 1.

VIOLACEAE (1 род, 1 вид): Viola - 1.

URTICACEAE (1 род, 1 вид): Urtica - 1.

CHENOPODIACEAE (2 рода, 2 вида): Beta - 1, Kochia - 1.

APOCINACEAE (1 род, 1 вид): Catharanthus - 1.

PASSIFLORACEAE (1 род, 2 вида): Passiflora - 2.

GENTIANACEAE (1 род, 1 вид): Gentiana - 1.

Базовая коллекция позволяет проводить широкие исследования для удовлетворения потребностей пищевой, медицинской, парфюмерно-косметической промышленности.

За весь период работы отдела было создано 135 сортов различных ароматических и лекарственных растений. Сорта селекции отдела с 2000 г.: Hyssopus officinalis 'Никитский белый', Elsholtzia strauntonii 'Розовое облако', Lavandula angustifolia 'Рекорд', Lavandula hybrida 'Темп', Agastache foeniculum 'Память Капелева', Phytolacca americana 'Крымский Пивденнобережний', Origanum majorana 'Прекрасный', Artemisia dracunculus 'Смарагд', Artemisia dracunculus 'Травневый', Artemisia balchanorum 'Эллада', Artemisia scoparia "Гилчастый', Artemisia annua 'Новочок', Alcea rosea 'Александра', Alcea rosea 'Украиночка', Rosmarinus officinalis 'Горизонт', Cistus ladaniferus x Cistus laurifolius 'Зенит', Carthamus

tinctorius 'Профессор Машанов', Satureja hortensis 'Мартьян', Thymus richardii subsp. nitidus 'Фантазия', Tagetes erecta 'Лимонный', Tagetes erecta 'Оранжевый', Galega officinalis 'Лидия', Artemisia taurica 'Алупка', Artemisia abrotanum 'Эвксин', Helichrysum italicum 'ВИМ', Helichrysum italicum 'Крымский смарагд', Helichrysum italicum 'Кристалл', Satureja montana 'Крымский смарагд', Nepeta cataria 'Переможец-3', Monarda fistulosa 'Премьера', Thymus camphoratus 'Светлячок', Salvia officinalis 'Бужеле', Lavandula hybrida 'Бора'.

C 2005 г. в коллекционных насаждениях регулярно проводятся фитопатологические и микологические исследования ароматических и лекарственных растений, изучается видовой состав фитопатогенных грибов, их биология и влияние паразитных грибов на продуктивность ароматических растений. В общей сложности проведено обследование около 400 видов лекарственных и ароматических растений. Фитопатогенные грибы выявлены на 119 видах растений из 82 родов и 29 семейств. Наибольшее количество видов грибов было выявлено на представителях семейств Asteraceae (35 родов, 18 видов) и Lamiaceae (34 и 21), в остальных семействах грибы обнаружены на 1-5 видах растений. Всего выявлено 159 видов грибов из 4 классов, 12 порядков, 21 семейства, 58 родов.

Класс ASCOMYCETES представлен 44 видами грибов из 21 рода, 11 семейств и 5 порядков. Доминируют в этом классе мучнисто-росяные грибы из родов Golovinomyces (8 видов) и Erysiphe (4).

Грибов класса DEUTEROMYCETES насчитывается 94 вида из 27 родов, 5 семейств и 3 порядков. Чаще других встречаются грибы порядков Moniliales и Sphaeropsidales, которые вызывают различные некрозы на стеблях, корнях, листьях: Oidium (7 видов), Ramularia (9), Diplodia (5), Phoma (30), Phomopsis (7), Septoria (7 видов).

Одними из наиболее опасных для ароматических и лекарственных растений являются грибы класса BASIDIOMYCETES, их выявлено 19 видов из 8 родов, 3 семейств и 2 порядков. Это ржавчинные грибы, поражающие вегетативные и генеративные органы растений и существенно влияющие на состав эфирного масла. Здесь доминируют грибы родов Puccinia (9 видов) и Phragmidium (4 вида).

Класс PHYCOMYCETES представлен 2 видами грибов из родов Mucor (на семенах) и Albugo (на побегах).

В связи с тем, что в отделе имеется большой семенной фонд ароматических и лекарственных растений, проведено изучение видового состава грибов на семенах и плодах при хранении семян у 54 видов растений. Всего на плодах и семенах ароматических и лекарственных растений выявлено 11 видов грибов из трех классов: Ascomycetes - 2 вида из 2 родов, Deuteromycetes - 7 видов из 7 родов, Phycomycetes - 2 вида из 2 родов. При хранении семян в плодах наибольшую опасность представляют грибы: Golovinomyces biocellatus - на Hyssopus officinalis, Oidium sp. - на Macleya microcarpa, Albugo candida var.candida - на Capsella bursa-pastoris. При хранении чистых семян опасность представляют следующие виды грибов: Alternaria alternata, Penicillium cyclopium, Mucor racemosus. По поражаемости грибами семена изучаемых растений распределились на 5 групп: I группа растений - 8 видов, с абсолютной антифунгальной активностью плодов, семян, растительных остатков (через 5, 10, 20 дней): Agastache mexicana; Agastache scrophularifolia; Agastache urticifolia; Echinacea purpurea; Monarda fistulosa; Ocimum basilicum; Ricinus communis; Ruta divaricata.

II группа растений - 15 видов, грибы выявлены на плодах, растительных остатках, семенных чешуях, но не на семенах (через 5, 10, 20 дней): Agastache foeniculum; Agastache pallodiflora; Artemisia annua; Artemisia apiaceae; Artemisia arenaria; Artemisia austriaca; Artemisia balchanorum; Artemisia tanacetifolia; Artemisia vulgaris; Dracocephalum moldavica; Echinacea purpurea; Helichrysum italicum; Melissa officinalis; Nepeta cataria; Salvia officinalis.

III группа растений - 4 вида, распространенность грибов на семенах достигает 10% (через 20 дней): Artemisia tanacetifolia; Hyssopus officinalis; Majorana hortensis; Plantago sp.

IV группа растений - 6 видов, распространенность грибов на семенах достигает 50% (через 20 дней): Artemisia absinthium; Cynoglossum officinale; Galega officinalis; Galega orientalis; Hypericum perforatum; Tagetes signata.

V группа растений - 21 вид, распространенность грибов на семенах выше 50% (через 20 дней): Achillea collina; Achillea filipendulina; Achillea millefolium; Agastache rugosa; Althae officinalis; Amaranthus caudatus; Anethum graveolens; Artemisia argentea; Artemisia taurica;

Betonica alba; Calendula officinalis; Coreopsis lanceolata; Digitalis lanata; Leonurus cardiaca; Monarda didyma; Petroselinum sativum; Potentilla erecta; Potentilla sp; Tagetes minuta; Tanacetum boreale; Tanacetum vulgare.

Впервые в Украине проведены исследования по изучению влияния ржавчинного гриба Puccinia absinthium на компонентный состав двух хемотипов Artemisia balchanorum: цитрально-линалоольного и линалоольно-цитрального. Было установлено, что у цитрально-линалоольного хемотипа биосинтез терпенов идет в сторону накопления цитраля и приостановки биосинтеза линалоола. Накопление гераниаля также идет в больших количествах, чем нераля. У хемотипов линалоольно-цитрального типа биосинтез терпеновых соединений идет в другом направлении: здесь биосинтез линалоола в два раза выше, чем в контроле (65 против 33%). Биосинтез такого ценного компонента, как нераль уменьшился в 3,8 раза, а гераниаль - в 3,9 раза. Биосинтез другого ценного компонента, геранилацетата, снизился у пораженных растений почти в 8 раз по сравнению со здоровыми растениями, а гераниола и цисжасмона - в 3 раза. Массовая доля сабинена, мирцена, 1,8-цинеола, туйона у пораженных растений оказалась выше, чем у здоровых.

Также проведены исследования по определению химического состава эфирного масла у монарды дудчатой Monarda didyma, здоровой и пораженной мучнисто-росяным грибом Golovinomyces biocellatus. Установлено, что у здоровых растений биосинтез эфирного масла идет по схеме: карвакрол - 45,5%, метилкарвакрол -14,4%, у-терпинен -10,1%; у пораженных растений биосинтез идет совершенно в другом направлении с образованием тимола -62,8%, пара-цимена - 10,12%, метилкарвакрола - до 6,7%. Исследования имеют теоретическое и прикладное значение.

Кроме традиционных селекционных работ по созданию новых сортов, в Никитском саду проводятся исследования по широкому внедрению ароматических и лекарственных растений в декоративное садоводство. Ассортимент таких растений из природной флоры Крыма может составлять более 200 видов, из интродуцентов - более 100 видов. Разработаны проекты по созданию парковых композиций "Сад ароматов", "Иван-да-Марья", "Аптекарский огород", которые успешно внедрены в парке-памятнике "Айвазовский" (пгт Партенит), Никитском ботаническом саду, ООО "Фитосовхоз "Радуга" (Симферополь).