Биологически активные вещества, вторичные метаболиты растений играют важную роль вполучении бактериоцидных ифунгицидных препаратов вфармакологической промышленности ипри изготовлении фитопрепаратов вкосметике ибытовой химии. Внастоящее время впромышленности используются препараты, получаемые восновном из культивируемого Шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.) [1-3]. Аборигенные виды природной флоры Казахстана изучены вэтом отношении недостаточно имогут, вслучае осуществления данного проекта, послужить источником важных, до сих пор не исследованных вторичных метаболитов. Их изучение имеет важное теоретическое ипрактическое значение, позволит создать свою собственную ресурсную базу биологически активных веществ для внутреннего рынка ина экспорт.
Научные исследования, проводимые вданном направлении, могут быть охарактеризованы следующим образом. ВРеспублике Казахстан внастоящее время подобные исследования не ведутся. Впериод существования СССР сходные исследования проводились довольно активно врамках разработки государственной программы самообеспечения лекарственными ибиологически активными веществами для нужд фармакологической промышленности [4]. Однако они проводились на видах преимущественно европейского исибирского происхождения. Виды природной флоры Казахстана изучены были фрагментарно ив целом недостаточно. Результаты этих исследований были обобщены вряде научных издании имонографиях [5]. Вто же время следует подчеркнуть, что накопленный предыдущими исследователями материал может послужить серьёзной основой для будущих исследований.
Важной особенностью предлагаемого проекта является также ивозможность использования широкой международной кооперации– на базе университета совместно сзаинтересованными научными коллективами иколлегами из России, Италии иЕгипта. Анализ химического состава биологически активных компонентов предполагается проводить вИспытательной региональной лаборатории вКазахстане, сравнительный анализ– проводить на приборной икомпьютерной базе Лаборатории биологически активных веществ Александрийского университета (Республика Египет) иЛаборатории эфирных масел (г.Венеция, Италия).
Международное сотрудничество предполагает повышение репрезентативности результатов исследования идостоверности полученных данных.
Цель Проекта– Исследование видов рода Шалфей (Salvia L., Lamiaceae), извлечение вторичных метаболитов шалфеев, оценка их фунгицидной ибактериоцидной активности, разработка методик практического использования вторичных метаболитов шалфеев вфармакологии, бытовой химии икосметике.
Актуальность Проекта предопределена сокращением ресурсной базы для фармакологической ибиохимической промышленности, переходом на импортное растительное сырье ихимические заменители.
Методы исследований включают классические методики полевых иследований природных ценопопуляций видов рода Шалфей (SalviaL., Lamiaceae) природной флоры вусловиях Южно-Казахстанской области, сбор гербарного исеменного материала, создание коллекций собранных образцов вусловиях открытого грунта, разработку агротехники их культивирования, оценку природных запасов видов рода вестественных местообитаниях. Камеральный этап работ включает извлечение вторичных метаболитов (эфирных масел, водно-спиртовых идругих вытяжек), их фракционирование, идентификацию выделенных биохимических веществ спомощью масс-спектрографов, водных игазовых хроматографов, оценку фунгицидной ибактериоцидной активности полученных соединений на сертифицированных штаммах Streptococcus sp. иStaphylococcus sp., выявление иоценку их синергетического эффекта.
Ожидаемыми результатами предлагаемого Проекта будут следующие:
–будут опубликованы результаты научных исследований вРоссийском рецензируемом научном журнале ««Современные проблемы науки иобразования» (приложение «Биологические науки»)»;
–будет разработана иапробирована вдействии программа широкого международного сотрудничества по практически итеоретически важному направлению развития биологической науки;
–будут разработаны иапробированы адаптированные кусловиям региона программы иметодики полевых иинструментальных исследований по теме Проекта;
– будут получены опытные партии эфирных масел иразличных экстрактов из растительного сырья видов рода Salvia L., пригодных для использования впроизводстве;
–будет разработана агротехнология выращивания указанных видов вусловиях культуры сцелью сохранения видов вприродных местообитаниях;
–будет выпущена монография «Биологически активные вещества видов рода Шалфей (Salvia L., Lamiaceae) природной флоры Южно-Казахстанской области» иподготовлен отчёт опроделанной работе по теме Проекта;
–будет подготовлена кзащите одна диссертация вPhD-докторантуре имагистерская диссертации, связанные стематикой Проекта.
Применимость полученных результатов исследований:
–будут разработаны иапробированы опытно-экспериментальные технологии использования вторичных метаболитов видов рода Salvia L. природной флоры региона, созданы основы ресурсной базы вусловиях культуры иестественных местообитаний;
–будет получен патент вказахстанском патентном бюро;
–целевыми потребителями будут коммерческие ипроизводственные структуры, работающие вфармакологии, косметологии;
–результаты исследований повлияют на развитие изучения лекарственных растений итехнологий выделения вторичных метаболитов из них, сцелью применения вфармакологии икосметологии.
Научным заделом является то, что руководителями проекта проведены предварительные анализы состояния проблемы итемы исследования, оценены особенности изучения видов рода Шалфей (Salvia L., Lamiaceae) вприродных условиях Южно-Казахстанской иВолгоградской областях ивозможности их выращивания вкультуре.
ВЮжно-Казахстанской области встречаются следующие виды шалфея– Salvia stepposa Schost, Salvia officinalis, Salvia pratensis. Установлено, что среди них доминирующим видом является Salvia stepposa Schost.
Одна из задач Проекта– разработка агротехнология выращивания вида Salvia stepposa Schost, вусловиях культуры сцелью сохранения видов вприродных местообитаниях.
Опыты по изучению массы 1000семян видов Salvia pratensis иSalvia stepposa Schost показали следующие результаты: средняя масса семян– Salvia pratensis составила 0,35г, аSalvia stepposa Schost– 0,5 г (табл. 1).
Таблица 1
Масса 1000семян шалфея разных видов
|
№ |
Название растений |
Масса 1000семян (г.) |
||
|
1-опыт |
2-опыт |
Средняя масса |
||
|
1 |
Salvia pratensis |
0,3±0,1 |
0,4±0,02 |
0,35±0,01 |
|
2 |
Salvia stepposa Schost |
0,8±0,1 |
0,2± 0,07 |
0,5±0,01 |
Изучение всхожести иэнергии произрастания семян изучаемых видов шалфея влабораторных условиях показали зависимость результатов от температурного режима (табл. 2).
Таблица 2
Всхожесть иэнергия произрастания семян шалфея разных видов
|
№ |
Название растений |
Условия опыта (температура помещения) |
Процент всхожести семян |
Процент энергии произрастания семян |
|
1 |
Salvia pratensis |
+27 оС |
82,75±1,74 |
54,15±1,80 |
|
+10 оС |
21,30±0,24 |
5,10±0,03 |
||
|
2 |
Salvia stepposa Schost |
+ 27 оС |
71,25±0,34 |
69,26± 1,20 |
|
+10оС |
10,36±0,20 |
7,85± 1,72 |
Выводы:
–на территории Южно-Казахстанской области из видов шалфея отмечены Salvia stepposa Schost, Salvia officinalis, Salvia pratensis;
–доминирующим видом вценопопуляции ЮКО является Salvia stepposa Schost, Salvia officinalis, Salvia pratensis;
–наибольшей массой 1000семян обладает вид шалфея Salvia stepposa Schost;
–наибольший процент всхожести иэнергии произрастания семян, вблагоприятных температурных условиях лаборатории, отмечен увида Salvia stepposa Schost.