Влияние рекреационной дигрессии на состав и содержание фенольных соединений в листьях березы повислой (Betula pendula Roth. )

УДК 630.181:57.04

ВЛИЯНИЕ РЕКРЕАЦИОННОЙ ДИГРЕССИИ НА СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЛИСТЬЯХ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ

THE INFLUENCE OF RECREATIONAL DIGRESSION ON THE COMPOSITION AND CONTENT OF PHENOLIC COMPOUNDS IN THE LEAVES OF SILVER BIRCH

Яковлева М.И. (Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук, г. Екатеринбург, РФ) Yakovleva M.I. (Russian Academy of Sciences, Ural Branch: Institute Botanic

Garden, Yekaterinburg, Russia)

Методом ВЭЖХустановлено, что при интенсивной рекреационной нагрузке в листьях березы повислой наблюдается повышение содержания фенольных соединений.

It was determined by the method of HPLC that under intensive recreational load in the silver birch leaves there was an increase of the phenolic compounds contents.

Ключевые слова: рекреационная дигрессия, ВЭЖХ, фенольные соединения, береза повислая

Key words: recreational digression, HPLC, phenolic compounds, silver birch

Известно, что воздействие на растения различных стрессовых факторов вызывает возрастание интенсивности синтеза фенольных соединений [1, 2, 3]. Однако содержание фенольных соединений в органах и тканях древесных растений при рекреационном воздействии остается малоизученным. Известны единичные работы, посвященные изучению взаимосвязи между содержанием водорастворимых фенольных соединений в листьях березы повислой и уплотнением почвы [5].

Исследования проводили в Каменск-Уральском районе Свердловской области. Пробные площади располагались в березняках вблизи деревни Бек-ленищева. Для исследуемых насаждений характерно интенсивное рекреационное воздействие, связанное с близостью расположения одних из наиболее популярных и посещаемых природных объектов на Среднем Урале - порог Ревун и Смолинская пещера. В связи с этим преобладали 3-5 стадии и отсутствовали 1-2 стадии рекреационной дигрессии. Стадии рекреационной дигрессии определялись по методике Н.С. Казанской, В.В. Ланиной и Н.Н. Мар-фенина [5].

Для хроматографического анализа проводился сбор листьев березы повислой в участке насаждения, подверженному интенсивному рекреационному воздействию (5 стадия дигрессии). Контрольные пробы были взяты в находящемся рядом участке, испытывающем рекреационное воздействие средней интенсивности (3 стадия дигрессии). Подробно условия хроматографического анализа описаны ранее [6].

Градиентный хроматографический анализ (ВЭЖХ) образцов из листьев березы повислой позволил выявить 65-71 фенольных соединений.

Общий сравнительный попарный анализ образцов листьев из участка насаждения, подверженному интенсивному рекреационному воздействию (5 стадия дигрессии), и среднему рекреационному воздействию (3 стадия дигрессии) (контроль), показал, что эти образцы значительно отличались между собой. Так, у 60,0% хроматографических пиков содержание фенольных соединений заметно возрастало по сравнению с контролем, у 30,77% пиков содержание снижалось, у 9,23% - не изменялось. Различия статистически достоверны (р=0,0017; Р=2,23).

Кроме того, из общего количества фракций нами идентифицировано 18 фенольных соединений, список которых представлен в таблице. По химическому составу это были флавоноиды, фенолгликозиды, фенолкарбоновые и гидроксикоричные кислоты.

Таблица - Влияние интенсивного рекреационного воздействия на содержание фенольных соединений в листьях березы повислой_

Наименование соединения 5 стадия рекреационной дигрессии 3 стадия рек реационной дигрессии контроль)

Абсорбция, шУ Спектральное соотношение (360/254) ВУ Абсорбция, шУ Спектральное соотношение (360/254) ВУ

Аскорбиновая кислота 19,005 0,05 2,6 13,84 0,012 2,6

Арбутин 40,725 0,05 2,8 24,22 0,035 2,8

Галловая кислота 89,6 0,024 3,0 192,72 0,009 3,0

Кафтаровая кислота 13,3 0,042 3,8 19,03 0,081 3,8

Салицин 3,8 0,07 4,3 6,05 0,028 4,4

Гидрохинон 350,2 0,007 5,5 348,6 0,002 5,5

Салидрозид 13,575 0,019 6,2 15,74 0,013 6,3

4- кофеоилхинная кислота 2,715 0,1 6,75 1,73 0,1 6,7

Рутин 16,29 0,83 9,5 1,73 0,6 9,6

Феруловая кислота 19,0 0,286 10,95 25,77 0,268 11,1

Изокверцетин 8,145 0,93 11,5 10,38 1,0 11,7

Изокверцитрин 73,305 1,00 12,3 1,73 0,9 12,2

Авикулярин 825,36 0,82 12,9 658,265 0,84 12,95

Мирицетин 222,63 0,84 16,9 166,08 0,875 16,9

Лютеолин 2,58 0,789 23,9 3,46 0,9 23,9

Кверцетин 78,7 1,0 24,95 73,525 1,21 24,96

Апигенин 8,28 1,016 27,75 5,017 1,16 27,6

Кемпферол 28,5 1,28 30,05 21,1 1,11 30,15

Сравнительный попарный анализ идентифицированных фенольных соединений продемонстрировал сходные результаты. Так, при интенсивном рекреационном воздействии у 50,0% хроматографических пиков содержание

фенольных соединений заметно возрастало по сравнению с контролем, у 33,33% пиков содержание снижалось, у 16,66% - не изменялось.

Как показали результаты сравнительного анализа, при интенсивном рекреационном воздействии в листьях березы возрастало содержание: арбутина -в 1,68 раз, рутина - в 7,85 раз, изокверцитрина - в 42,37 раз, мирицетина - в 1,34 раз, авикулярина - в 1,25 раз, кверцетина - в 1,29 раз и апигенина - в 1,88 раз; тогда как содержание салицина, изокверцетина и лютеолина незначительно понижалось по сравнению с контролем. Содержание гидрохинона и салидрозида практически не изменялось (см. таблицу).

Таким образом, в древостоях березы повислой при значительном рекреационном воздействии наблюдается в целом увеличение интенсивности синтеза фенольных соединений.

Список использованных источников

1. The effects of UV exclusion on the soluble phenolics of young Scots pine seedlings in the subarctic / M.Turunen, W.Heller, S.Stich et al. // Environmental Pollution. - 1999. - Vol. 106, N 2. - P. 219-228.

2. Patterns in content of phenolic compounds in leaves of mountain birches along a strong pollution gradient / J.Loponen, K.Lempa, V.Ossipov et al. // Chemosphere. - 2001. - Vol. 45, № 3. - P. 291-301.

3. Effects of long-term open-field ozone exposure on leaf phenolics of European silver birch (Betula pendula Roth) / A.Saleem, J.Loponen, K.Pihlaja, E.Oksanen // Journal of Chemical Ecology. - 2001. - Vol. 27, N 5. - P. 1049-1062.

4. Кавеленова, Л.М. Особенности сезонной динамики водорастворимых фенольных соединений в листьях березы повислой в условиях урбосреды / Л.М. Кавеленова, С.Н. Ли-щинская, Л.Н. Карандаева // Химия растительного сырья. - 2001. - Вып. 5. - № 3. - С. 91 -96.

5. Казанская, Н.С. Рекреационные леса / Н.С. Казанская, В.В. Ланина, Н.Н. Марфе-нин. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 96 с.

6. Колтунов, Е.В. Биохимические особенности конститутивной резистентности березы повислой (Betula pendula Roth.) к повреждению насекомыми-фитофагами в условиях антропогенного воздействия / Е.В. Колтунов, М.И. Яковлева // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=14971.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-34-00240 мол а.