Анотація до роботи:

Паламарчук О.П. Біологічні особливості та порівняльна оцінка діючих речовин видів роду Pastinaca L. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 – ботаніка. – Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, Київ, 2004.

Дисертація присвячена комплексному дослідженню морфобіологічних та біохімічних особливостей 6 видів роду Pastinaca L: P. clausii (Ledeb.) M. Pimen.,
P. pimpinellifolia Bieb., P. umbrosa Stev. ex DC., P. armena Fisch et Mey., P. sylvestris Mill., P. sativa L. та 31 сортозразка P. sativa (сonvar. sativa) різного еколого-географічного походження, інтродукованих в лісостеповій зоні України, відбору та вивченню перспективних таксонів, пластичних при інтродукції – цінних продуцентів поліфункціональної сировини для оцінки можливостей їх комплексного і раціонального використання.

Вперше проведено поглиблене комплексне дослідження морфолого-анатомічних ознак плодів 6 видів роду, виділено комплекс критеріїв, що покладено в основу класифікації типів форм мерикарпіїв. Встановлено ряд екзо- і ендогенних факторів, які можуть спричиняти утруднене проростання і низьку схожість насіння та опрацьовані умови їх подолання. Досліджено в умовах інтродукціі ритми розвитку, особливості цвітіння і плодоношення Виявлено високу насіннєву продуктивність видів та сортів пастернаків. Встановлено позитивну відповідність умов інтродукції, що обумовило здатність у кожного з вивчених таксонів роду до продукування активних метаболітів – найбільш цінних діючих речовин пастернаків – фурокумаринів та ефірних олій. Досліджено закономірності накопичення та розподілу цих діючих речовин в окремих органах рослин протягом вегетаційного періоду. Вперше визначено кількісний вміст та якісний склад біологічно-активних речовин 5 видів роду та 28 сортів. Виявлено ряд хемотаксономічних ознак у видів роду Pastinaca. Відібрано види та сорти з максимальним та мінімальним вмістом фотодинамічноактивних фурокумаринів, перспективних для подальшої направленої селекційної роботи. Вперше дано порівняльну характеристику видів та сортів роду, як ефіроолійних рослин, визначена їх антимікробна активність і обґрунтовано перспективність невикористаних можливостей більшості таксонів роду в різних галузях народного господарства, в тому числі, в медицині.

Вперше використано комплексний підхід до вивчення роду Pastinaca в регіоні Правобережного Лісостепу України. Науково обгрунтовано і представлено наслідки багаторічних різнобічних досліджень. Отримані результати розширюють уявлення про біоморфологічне, біохімічне різноманіття видів роду Pastinaca і конкретизують перспективність потенційних можливостей.

1. Підтверджено і конкретизовано ряд таксономічних родових і видових ознак та виявлено відмінності, які можливо розглядати в якості діагностичних елементів при міжвидовій диференціації. Виділено репрезентативні карпологічні критерії видів, визначена їх таксономічна цінність. На основі морфологічних особливостей будови мерикарпіїв видів роду Pastinaca достовірно виділено комплекс ознак, які покладено в основу класифікації типів їх форм. В межах роду нами описано 7 типів форм (від округлої до видовжено-еліпсоідальної).

2. Анатомічні особливості плодів і топографія секреторних вмістищ підтвердили родову діагностичність, обумовили структурно-функціональні ознаки секреторної системи плоду кожного виду. Сукупність ряду виділених ознак передбачає їх використання в систематиці і як показника оцінки в прикладних дослідженнях.

3. Насіння видів роду Pastinaca слід віднести до типу насіння з комбінованим спокоєм, який поєднує в собі глибокий екзогенний (наявність покривів перикарпію і спермодерми, значна товщина клітин епідермального слою, присутність інгібіторів – жирних, ефірних олій, фурокумаринів та ін.) та ендогенний спокій, обумовлений фізіологічним станом зародка та ендосперму. Кожний вид роду має свій індивідуальний механізм управління проростанням в умовах інтродукції.

4. Досліджені таксони роду Pastinaca – монокарпічні розеточні дворічники з надземним типом проростання, які встигають пройти повний цикл сезонного розвитку, проявити характерні індивідуальні видоспецифічні особливості в умовах регіону інтродукції. Винятком є P.armena, у якого майже на всіх етапах спостерігалося відставання; рослини гірше розвивалися, більша частина їх особин хворіла, мала більш пригнічений вигляд (менших розмірів, з меншим числом листків в розетці і ін).

5. Для більшості таксонів Pastinaca виявлена достатньо висока насіннєва продуктивність. Варіабельність потенційної насіннєвої продуктивності (ПНП) в залежності від виду становить від 13 до 24 тис., від сортозразку – від 8 до 76 тис. шт плодів на одну особину. Реальна насіннєва продуктивність (РНП) показала нижчі потенційні можливості всіх таксонів по відношенню до ПНП і складає для видів 70-75%, для сортозразків – 56-81%. Найвищий рівень обнасінення виявлено у видів P. clausii, P. sylvestris, P. sativa (сonvar. sуlvestre і сonvar. sativa).

6. Виявлено певну закономірність накопичення і розподілу кількісного сумарного вмісту та окремих компонентів фурокумаринів та ефірних олій протягом вегетаційного періоду в різних органах рослин видів Pastinaca. Максимальний вміст метаболітів мають плоди молочної та повної зрілості видів P. pimpinellifolia, P. clausii, P. sylvestris, P. sativa.. В межах роду і виду спостерігається широкий діапазон мінливості кількісних показників вмісту і співвідношення константних і спорадично виникаючих сполук фурокумаринової і ефірної фракції, однак кожний таксон зберігає свою індивідуальну специфіку їх накопичення.

7. Виділено і ідентифіковано 8 основних сполук, серед яких домінуючими, з найвищими кількісними показниками є фотодинамічноактивні фурокумарини – бергаптен, ксантотоксин, імператорин, ізопімпінеллін, а також остхол, що свідчить про високу генетичну обумовленість даної ознаки для пастернаків. Види P. pimpinellifolia, P. clausii, P. sylvestris, P. sativa (особливо, сonvar. sativa) виявляють потенційні можливості в якості продуцентів цих речовин.

8. У складі ефірної олії ідентифіковано 6 домінантних сполук: октил-бутірат, октил-ацетат, октанол, гексил-бутірат, октил-капроат, бутіл-бутірат, а також октеніл-бутірат, октеніл-ацетат і гексанол (в слідових кількостях). 5 перших речовин складають 85-90% від усього складу ефірної олії. Плоди, особливо, в період молочної зрілості накопичують найбільшу кількість ефірної олії у видів P. clausii -3,37%, P. pimpinellifolia – 3,63%, P. sylvestris -2,68% і P. sativa – 2,35%. Ці види є потенційними ефіроолійними продуцентами.

9. В сортозразках P. sativa (сonvar. sativa), крім наявності основних компонентів, відмічається присутність міристицину (0,1–0,3%). У P.sativa (сonvar. sуlvestre) і інших видів ця ефіроолійна сполука не зареєстрована, що відрізняє культурні форми від природних.

10. Виявлено ряд хемотаксономічних ознак у видів роду Pastinaca. Отримані біохімічні дані підтвердили генетичну обумовленість карпохімічних критеріїв і їх таксономічну значимість, забезпечуючи, тим самим, таксонам роду Pastinaca різнобічний потенціал використання в наукових і прикладних аспектах. Карпологічна специфіка мінливості біохімічних ознак в межах роду Pastinaca створює передумови для цільового селекційно-генетичного поліпшення його видів і сортів за ознакою сталості до накопичення різних фурокумаринів і ефірних олій.

11. З плодів продуктивного сорту «Ранний круглый» (6k₁) на основі комплексу фотодинамічноактивних фурокумаринів, розроблена субстанція (ІБ) для отримання, принципово нового комплексного дерматологічного препарату „Ізобероксан” фотосенсибілізуючої дії для лікування вітіліго та псоріазу.

Практичні рекомендації

1. Виділені константні карпоанатомічні ознаки видів роду Pastinaca важливо використовувати, як додаткові ознаки, в систематиці, еволюції і філогенії роду, для складання дихотомічних ключів, при написанні довідників та визначників рослин і при ідентифікації рослинної сировини.

2. Для порушення періоду спокою і для прискорення проростання насіння більшості видів пастернаків рекомендовано стратифікацію (30 днів) при значній ступені вологості з температурним оптимумом +5С – +7С, використання біостимуляторів росту, дотримання норм зберігання насіння (в сухому вигляді при t +10– 12С), строків і умов висіву (найкращий – підзимний, на глибину 2-4 см). Насіння здатне зберігати схожість протягом перших 1-2 років.

3. Плоди на сировину пропонується збирати в фазу восково-повної зрілості.

4. В якості нових потенційних генотипів для направленої селекційної роботи з метою отримання продуктивних сортів і форм – носіїв високої кількості поліфункціональних фурокумаринів та ефірних олій доцільно пропонувати види P. clausii,
P. pimpinellifolia, P. sylvestris.

5. Сортозразки P. sativa (сonvar. sativa): «Ранний круглый» (6k₁), «Местный кр.» (6k₇), «Студент» (6k_3,10), «Лучший из всех» (6k₄), «Гернсейский» (6k₅), «Half Lange var.Guernsay» (6k₁₅), «Demi-long de guernsay» (6k₁₆), «Местный»-Б (6k₃₀), «Местный»-В (6k₃₁) з великим потенціалом накопичення фурокумаринів та ефірних олій в якості активних продуцентів перспективно впроваджувати в культуру з метою широкого використання, як джерела цінної дефіцитної рослинної сировини, в різних галузях народного господарства, в тому числі, в медицині.

6. Вид P. armena та сортозразки «Magnum Bonum» (6k₂₆), «All American» (6k₂₇), «Hollow Crown»-A (6k₁₈), «Guernsay»-A (6k₁₄) із мінімальним вмістом фотодинамічноактивних фурокумаринів доцільно пропонувати для селекційно-генетичних досліджень з метою отримання високопродуктивних сортів і форм, здатних не причиняти опіки, для подальшого використання в овочівництві і кормовиробництві.

7. Виявлена ефективність можливого використання плодів сортозразка «Лучший из всех» (6k₄) P. sativa (сonvar. sativa) в якості потенційного ефіроолійного джерела протигрибкових лікарських засобів фунгіцидної дії для профілактики дерматофіту.

Публікації автора:

1. Паламарчук О.П. Рід Pastinaca L. в системі Apiaceae // Укр.ботан.журн. – 2001. – Т. 58. – № 4. – С. 486–493.

2. Паламарчук Е.П. Сравнительные морфологические критерии плодов пастернака // Інтродукція рослин. – 2002. – № 3–4. – С. 93–112.

3. Паламарчук Е.П., Вакуленко Т.Б. К анатомии плода видов рода Pastinaca L. // Інтродукція рослин. – 2003. – № 1–2. – С. 104–112.

4 Паламарчук Е.П., Ситнянская Н.П. Структурные особенности поверхностей мерикарпиев видов Pastinaca L. // Інтродукція рослин. – 2003. – № 3. – С. 69–87.

5. Паламарчук Е.П., Джуренко Н.И. Эфирные масла интродуцированных видов рода Pastinaca L. // Сборник научных работ Луганского НАУ. Серия Биологические науки. – Луганск: Элтон-2. – 2004. – N 43 (55). – С. 5–13.

6. Паламарчук Е.П., Вакуленко Т.Б. Биологические особенности семян видов рода Pastinaca L. // Биологический вестник. – Харьков. – 2004. – № . – С. (в друці).

7. Паламарчук О.П. Види Pastinaca L.– продуценти фурокумаринів. // Науковий

вісник Чернівецького університету: Збірник наукових праць. Вип. Біологія. – Чернівці: ЧДУ. – 2004. – С. (в друці).

8. Паламарчук Е.П. К морфологии плодов некоторых представителей рода Pastinaca L. // В сб.: Труды VIII конф. мол. ученых ВНИИ лекарственных растений,

Москва, март, 1987 / ВНИИ лекарст. раст. – М. – 1987. – С.145–146. – Деп. в ВИНИТИ 23.05.88 г., № 627–В88.

9. Паламарчук Е.П., Омельяненко З.П. Влияние изобероксана (из семян пастернака посевного) на функциональное состояние печени // Клінічна фармація. – Харків. – 2003. – Т.7, № 4. – С. 64 –65.

10. Паламарчук Е.П., Омельяненко З.П. Получение, анализ и биологическое исследование ФАВ из семян пастернака посевного // Фармакология: состояние и перспективы исследований: Труды VI съезда фармакологов Украинской ССР (Харьков,25–27 сентября 1990 г.). – Харьков.– 1990. – С. 229

11. Паламарчук Е.П. Перспективы интродукции представителей рода PastinacaL. в Киевскую область // Лекарственные растения – народному хозяйству / Тез. докл. республ. научно-производств. совещания (Каунас, 16–17 сентября 1986 г.). – Каунас. – 1986. – С. 49–50.

12. Паламарчук Е.П., Берестецкая Т.Б. Морфолого-анатомическая характеристика плодов некоторых видов рода Пастернак // Вторая республ. конф. по мед. ботанике/ Тез. докл. – Киев. – 1988. – С. 24–25.

13. Паламарчук Е.П., Преображенская Н.Е. Антифунгальное действие эфирных масел плодов пастернака // Фитонциды. Бактериальные болезни растений: Матер. конф. – Киев: КГТ-2, 1990. – Ч.1. – С. 19.

14. Паламарчук Е.П., Безменов А.Я. Содержание и компонентный состав эфирного масла пастернака // Третья республ. конф. по мед. ботанике / Тез. докл. – Киев. – 1992. – Ч. 1. – С. 105–106.

15. Паламарчук Е.П., Чолак И.С. О семенной продуктивности пастернака // Третья республ. конф. по мед. ботанике / Тез. докл. – Киев. – 1992. – Ч. 1. – С. 107.

16. Паламарчук Е.П., Ситнянская Н.П. Сравнительный морфолого-анатомический анализ поверхности плодов видов Pastinaca L. // Четверта міжнар. конф. з мед. ботаніки / Тез. докл. – Київ. – 1997. – С. 359–361.

17. Паламарчук Е.П., Омельяненко З.П. Фотосенсибилизирующий эффект изобероксана и его водного слоя // Человек и лекарство: Тез. докл Х Российск. национ. Конгресса (Москва, 7–10 апреля 2003 г.). – М. – 2003. – С. 643–644.