Изучение интродуцированных растений рода Origanum в Никитском ботаническом саду

2. Былов В.Н. Основы сортоизучения и сортооценки декоративных растений при интродукции // Бюл. Гл. ботан. сада АН СССР. - 1971. - Вып. 81. - С. 69-77.

3. Былов В.Н., Карписонова Р.А. Принципы создания и изучения коллекции малораспространенных декоративных многолетников // Бюл. Гл. ботан. сада АН СССР. - 1978. - Вып. 107. - С. 77-82.

4. Биоморфология растений: Иллюстрированный словарь / П.Ю. Жмылев, Ю.Е. Алексеев, Е.А. Карпухина, С.А. Баландин. - М., 2002. - 240 с.

5. Игнатьева И.П. Онтогенетический морфогенез вегетативных органов травянистых растений. Методические рекомендации. - М. : ТСХА, 1983. - 56 с.

6. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. - М.: Б.и., 1975. - 42 с.

10. Уранов А.А. Жизненные состояния вида в растительном сообществе // Бюл. МОИП. Сер. биол. - 1960. - Т. 67, Вып. 3. - С. 77-92.

Рекомендовано к печати д.б.н., проф. Клименко З.К.

АРОМАТИЧЕСКИЕ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ

ИЗУЧЕНИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ РАСТЕНИЙ РОДА ORIGANUM В НИКИТСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ

Т.И.ОРЕЛ, кандидат сельскохозяйственных наук;

Л.А.ХЛЫПЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук; В.Д.РАБОТЯГОВ, доктор биологических наук Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

Душица (Origanum) - многолетнее растение высотой 50-70 см сем. яснотковые (Lamiaceae). Культивируется в Европе, на Кавказе и Дальнем Востоке, Средней Азии и Западной Сибири [1,5]. Используется как эфиромасличное, лекарственное растение, медонос, применяют как пряность в пищевой и ликеро-водочной промышленности [2,3].

В Европе известно 13 видов этого рода [6]. Род Origanum в коллекции Никитского ботанического сада насчитывает 30 образцов 6 видов (O. vulgare L., O. majorana L., O. hirtum Link., O. onites L., O. virens Hoffmanns et Link [6] и O. tyttanthum Gontsch) [4]. Коллекция ежегодно пополняется новыми, интродуцированными из разных стран Европы образцами, наиболее интересные подвергаются дальнейшему изучению. Недостаточно изучена взаимосвязь между количеством эфирномасличных железок и массовой долей эфирного масла у Origanum. Решение этого вопроса позволит разработать экспресс-метод для отбора высокомасличных форм.

Цель исследований - выделить высокопродуктивные образцы для расширения ассортимента возделываемых эфирномасличных культур на юге Украины.

Объекты и методы исследования

Проводились фенологические наблюдения, биометрические измерения растений, учет урожая, органолептическая оценка [3], определялась массовая доля эфирного масла у выделенных образцов, сбор эфирного масла с единицы площади, компонентный состав масла у пяти образцов. Массовая доля эфирного масла определялась путем гидродистилляции по Гинзбергу, его состав - методом газожидкостной хроматографии на хроматографе "Agilent Technology 689N" с масс-спектрометричным детектором 597N. У O.

vulgare изучали морфо-анатомические характеристики растений Origanum.: плотность размещения эфирномасличных железок на нижней поверхности листовой пластинки, их диаметр.

Результаты исследований

Характер железистых образований, их количество и размеры неразрывно связаны с количеством образующегося в растении эфирного масла. Внутри семейства Lamiaceae эфирного масла тем больше, чем больше у растений данного вида образуется железок. Морфо-анатомические характеристики растений Origanum изучали на примере 11 образцов видов O. vulgare, O. onites и O. tyttanthum (табл. 1).

Таблица 1

Морфо-анатомические характеристики растений Origanum и их продуктивность

Вид, интродук- Диаметр Кол-во Масса Массовая доля Сбор эфирного

ционныи номер железок, железок на куста, г эфирного масла, % масла

мкм i 2 1 мм от сырой массы от сухой массы г/куст кг/га

1 2 3 4 5 6 7 8

O. vulgare 96,0±0,5 15,2±2,3 310,0 0,90 2,50 7,75 194

6201

O. vulgare 67,0±4,2 10,2±1,9 448,5 0,45 1,22 5,75 137

37891-1

O. vulgare 59,0±4,1 7,2±1,8 328,0 0,16 0,40 1,31 33

37891

O. vulgare 1 70,0±6,2 5,0±1,9 310,0 0,05 0,24 0,74 19

O. vulgare 2 86,0±7,8 5,9±1,8 280,0 0,20 0,55 1,54 39

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7 8

O. vulgare 3 56,0±3,5 5,5±2,0 440,0 0,05 0,14 0,62 15,5

O. vulgare 5 55,0±4,3 6,0±1,5 360,0 0,17 0,56 2,02 51

O. vulgare 65,0±6,7 9,6±1,6 256,0 0,17 0,56 1,43 36

500

O. 81,4±4,3 12,5±1,7 182,0 0,40 1,20 2,18 55

tyttanthum 51288

O. 65,5±7,1 8,9±1,3 237,0 0,05 0,20 0,47 12

tyttanthum 74989

O. onites 66,5±5,8 4,9±1,2 440,0 0,05 0,10 0,44 11

33596

Результаты исследований показали, что массовая доля эфирного масла душицы определяется количеством эфиромасличных железок и их размером (рис.1). Математической обработкой с применением множественной регрессии была выявлена зависимость между числом железок на 1 мм2 поверхности листа, их величиной и массовой долей эфирного масла в растении (табл. 2). Показано, что чем больше количество железок на 1 мм2 и больше их диаметр, тем выше содержание эфирного масла. Установленную закономерность описали уравнением регрессии:

М = - 1,55 + 0,02а + 0,14 п,

где М - массовая доля эфирного масла, % на сухую массу; ё - диаметр железок, мкм; п - количество железок на 1 мм2.

Таблица 2

Зависимость массовой доли эфирного масла душицы от диаметра и плотности

эфи ромасличных железок

Статистичес-кие характеристи-ки Диаметр железок, мкм Кол-во железок на 1 мм Массовая доля эфирного масла, %

на сырую массу на сухую массу

X±Sx 68,75±13,65 8,12±3,31 0,25±0,15 0,69±0,71

min-max 55,0-96,0 4,90-15,20 0,05-0,90 0,1-2,5

V, % 19,85 40,70 60,0 102,90

n= 11; R2 = 0,75 - коэффициент множественной регрессии, р<0, 0007

Установлена высокая корреляционная зависимость между количеством железок на 1 мм поверхности листа и массовой долей эфирного масла в растении (r=0,87); между диаметром железок и массовой долей эфирного масла (r=0,76). Кроме этого, определен показатель удельного веса влияния каждого из параметров. Установлено, что сила влияния числа железок на нижней поверхности листовой пластинки составляет 65,1%, а диаметра железок - 31,1%.

С помощью уравнения регрессии можно определять массовую долю эфирного масла по числу железок на 1 мм2 и их диаметру, что позволяет проводить отбор высокопродуктивных форм без определения содержания эфирного масла.

Сбор масла с целого растения определяется эффективностью синтеза эфирного масла и надземной массой самого растения (табл.2). С учетом этого составлено уравнение продуктивности одного растения:

У= -2,07+ 0,006 м + 2,91 М , где У - продуктивность (сбор эфирного масла) одного растения, г/раст;

м - масса надземной части растения, г;

М - массовая доля эфирного масла, % от сухой массы.

Коэффициент корреляции между массой надземной части и сбором O. vulgare эфирного масла с одного растения - 0,75; между массовой долей эфирного масла и продуктивностью растения - 0,97. Наибольшую силу влияния на продуктивность оказывает массовая доля эфирного масла - 73%, сила влияния на продуктивность массы надземной части растения душицы - 27%.

Таблица 3

Зависимость продуктивности душицы от массы сырья и массовой доли эфирного

масла

Статистические характеристики Масса надземной массы, г/куст Массовая доля эфирного масла, % на сухую массу Сбор эфирного масла, г/раст

X±Sx 326,5±88,5 0,69±0,71 2,09±0,91

min-max 182,0-448,5 0,1-2,5 0,44-6,84

V, % 27,11 102,90 43,5

n= 11; R2 = 0,92 - коэффициент множественной регрессии, р<0, 0001

Бюллетень Никитского ботанического сада. 2012. Вып. 104 79

Таблица 4 Корреляционные связи между продуктивностью растений душицы и ее составляющими

Показатель Коэффициент корреляции

Сбор эфирного масла - массовая доля эфирного масла 0,97

Сбор эфирного масла - надземная масса сырья 0,75

Массовая доля эфирного масла - число железок на 1 мм поверхности листа 0,87

Массовая доля эфирного масла - диаметр эфирномасличных железок 0,76

Биохимический анализ показал, что в эфирном масле душицы идентифицировано 33 компонента, основные из которых карвакрол (18-52%), у-терпинен (13-27%), тимол (10-40%), кариофиллен (10-22%), гермакрен D (4-17%) (табл. 5). Доминирование одного из этих компонентов придает эфирному маслу соответствующий запах, например, карвакрол и тимол придают аромат тимьяна, кариофиллен - грибов. В зависимости от компонентного состава эфирного масла, габитуса растения, его масличности, урожайности и других характеристик можно рекомендовать выращивание душицы для лекарственных, декоративных или пищевых целей.

Таблица 5

Компонентный состав эфирного масла Origanum, %_

Компоненты Интродукционные образцы

37891 37891-1 2 51288 6201

1 2 3 4 5 6

а-туйен 0,44 1,16 0,30 0,50 0,66

а-пинен 0,25 0,39 0,18 0,32 0,42

Сабинен 3,62 0,33 2,49 10,03 2,38

Мирцен 1,92 1,73 1,20 1,40 1,80

а-терпинен 1,68 3,37 1,55 2,02 1,71

Пара-цимен 1,46 5,40 1,20 3,76 1,83

Цис-оцимен 4,47 0,97 1,77 2,14 0,12

Транс-оцимен 15,06 0,17 8,00 1,02 0,09

у-терпинен 12,56 21,47 19,91 26,53 17,86

1,8-цинеол 0,50 0,52 0,26 0,92

Терпинен-4-ол 1,58 1,22 0,78 0,77 0,93

а-терпинеол 0,92 0,36 1,10 0,48 1,60

Тимол 1,03 48,76 2,40 3,13 0,31

Карвакрол 18,11 7,05 4,36 2,50 52,25

Кариофиллен 14,81 1,72 22,22 10,46 6,23

Гумулен 0,94 0,17 2,00 0,56 1,07

Гермакрен Б 8,93 1,06 12,78 17,87 4,14

Бициклогермакрен 2,41 0,40 3,47 2,83 0,40

Р-бисаболен 1,11 1,62 0,86 0,70

5-кадинен 1,07 0,13 0,61 1,89 0,40

1,6-гермакрадиен-4-ол 0,23 0,44 1,02 0,39

Спатуленол 0,55 0,13 0,55 1,93 0,22

у-мууроол 0,39 0,24 1,22 0,23

а-мууроол 0,75 0,45 1,79 0,46

Рис. 1. Расположение эфиромасличных железок на нижней поверхности

листа Origanum vulgare L.

Выводы

В результате изучения образцов Origanum установлено, что в условиях Южного берега Крыма растения проходят все фазы развития, имеют высокую адаптацию к новым условиям: засухоустойчивы, зимостойки и не повреждаются вредителями. Выделены перспективные сортообразцы, которые по биологическим особенностям и хозяйственно-ценным признакам могут быть рекомендованы для выращивания на юге Украины как пряно-ароматические, эфиромасличные и лекарственные растения. Установлена прямая корреляционная связь между размером и плотностью расположения железок на нижней поверхности листовой пластинки, что позволило разработать экспресс-метод, позволяющий вести отбор высокомасличных форм по числу железок без определения массовой доли эфирного масла в сырье.

Список литературы

1. Жизнь растений. Т.5., ч.П. - М.: Просвещение, 1981. - С. 411.

2. Интродукция технических, ароматических и лекарственных растений. М-Л.: Наука, 1965. - С. 189-190.

3. Работягов В.Д., Машанов В.И., Андреева Н.Ф. Интродукция эфирномасличных и пряно-ароматических растений. - Ялта, 1999. - 32 с.

4. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). - С. - Петербург: Мир и семья, 1995. - 992 с.

5. Composition of the essential oil of Origanum majorana grown in different localities in Turkey / Sarer E., Scheffer J., Janssen A.M., Baerheim A. // Essential oils and Aromatic plants: Proceedings of the 15-th Int. Symp. On Essentiol oil. July 19-21, 1984. - Dordrecht. Boston. Lancaster, 1985. - P. 209-212.

6. Flora Europaea Vol.3. - Cambridge: University Press, 1972. - P.171-172.

Рекомендовано к печати д.б.н., проф. Клименко З.К.