vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2020-65-2-144-152vestib-662Research ArticleСтатьиСодержание фенольных соединений в аборигенном и инвазивных видах рода Bidens, произрастающих в различных регионах БеларусиСontent of phenolic compounds in the native and alien species of the Bidens genus growing in various regions of BelarusСкуратовичТ. А.SkuratovichT. A.

Скуратович Татьяна Александровна – канд. биол. наук, ст. науч. cотрудник

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Tatyana A. Skuratovich – Ph. D. (Biol.), Senior researcher

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

tskuratovich@yandex.ruМолчанО. В.MolchanO. V.

Молчан Ольга Викторовна – канд. биол. наук, доцент

ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск

Olga V. Molchan – Ph. D. (Biol.), Assistant Professor

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

olga_molchan@mail.ruИнститут экспериментальной ботаники им. В. Ф. Купревича НАН БеларусиV. F. Kuprevich Institute of Experimental Botany of the National Academy of Sciences of Belarus202015052020652144152Copyright © Скуратович Т.А., Молчан О.В., 20202020Скуратович Т.А., Молчан О.В.Skuratovich T.A., Molchan O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/662

Исследовано содержание сумм фенольных соединений и флавоноидов в отдельных органах и траве трех видов череды (инвазивные виды – Bidens frondosus L. и Bidens connatus Willd., аборигенный вид – Bidens tripartitus L.), произрастающих в различных регионах Беларуси. Установлено, что максимальным накоплением соединений фенольной природы (сумм фенольных соединений и флавоноидов) характеризуются листья. Содержание данных метаболитов уменьшается в ряду «листья – соцветия – стебли и корни». Доля флавоноидов в листьях и соцветиях составляет в среднем 14 % от содержания фенольных соединений. Накопление фенольных метаболитов в траве растений череды олиственной, сростной и трехраздельной в зависимости от условий произрастания изменяется в среднем от 60, 55, 90 до 155, 130, 115 мг/г сухой массы, флавоноидов – от 7, 11, 8 до 20, 15, 19 мг/г сухой массы соответственно. Череда олиственная и сростная имеют более широкий диапазон варьирования сумм фенольных соединений в зависимости от условий произрастания, чем череда трехраздельная. В то же время сравнительный анализ сумм соединений фенольной природы в растениях разных видов череды, собранных в географически близких локалитетах, показал отсутствие значительных различий в содержании данных вторичных метаболитов в чужеродных и аборигенном видах.

The content of phenolic compounds and flavonoids in separate organs and aerial parts of Bidens species growing in different regions of Belarus was studied (alien species – Bidens frondosus L. and Bidens connatus Willd., native species – Bidens tripartitus L.). It was found that the leaves were characterized by the maximum accumulation of total phenolic compounds and total flavonoids. The accumulation of these metabolites decreased in the row of “leaves – inflorescences – stems and roots”. Approximately 14 % of phenolic compounds in leaves and inflorescences were flavonoids. The accumulation of phenolic compounds in the aerial parts of B. frondosus, B. connatus and B. tripartitus, depending on the growing conditions, varied from 60, 55, 90 to 155, 130, 115 mg/g dry weight, flavonoids – from 7, 11, 8 to 20, 15, 19 mg/g dry weight, correspondingly. B. frondosus and B. connatus demonstrated a wider range of variation in the sum of phenolic compounds than B. tripartitus. A comparative analysis of the total phenolic accumulation in plants of different species collected in geographically close localities showed the absence of significant differences in the content of the studied secondary metabolites in alien and native species of Bidens.

Bidens frondosus L.Bidens connatus Willd.Bidens tripartitus L.фенольные соединенияфлавоноидыBidens frondosus L.Bidens conatus Willd.Bidens tripartitus L.phenolic compoundsflavonoidsРезультаты были получены в рамках проекта «Разработать способы использования инвазивных представителей родов Череда и Золотарник как потенциального биологического ресурса с целью снижения их численности и ограничения дальнейшего распространения в природных фитоценозах» (научные руководители О. В. Молчан, В. И. Домаш, 2016–2020 гг., ОНТП «Интродукция, озеленение, экобезопасность», подпрограмма «Противодействие экспансии чужеродных видов, организмов и патогенов, минимизация ущербов для природного разнообразия, экономики и здоровья человека») при поддержке Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды. Авторы выражают благодарность канд. биол. наук, доценту кафедры ботаники биологического факультета БГУ Максиму Анатольевичу Джусу за помощь в сборе и идентификации растений.The results were obtained in the project «To develop methods for using the invasive Bidens and Solidago species as a potential biological resource in order to reduce their distribution in natural phytocenoses». (principal investigator O. V. Molchan, V. I. Domash, 2016–2020, Programme “Introduction, gardening, environmental safety”, subprogramme “Countering the expansion of alien species, organisms and pathogens, minimization of damage to natural diversity, the economy and human health”) with the support of the Ministry of Natural Resources and Environmental Protection of Republic of Belarus. The authors are grateful to the Assistant Professor of the Department of Botany of the Biological Faculty of the Belarusian State University, Ph. D., Maxim Anatolyevich Dzhus for his help in collecting and identifying plants.ReferencesStrother, J. L. Bidens L. / J. L. Strother, R. R. Weedon // Flora of North America North of Mexico. – New York, Oxford, 2006. – Vol. 21: Magnoliophyta: Asteridae, Part 8: Asteraceae, Part 3. – P. 205.Strother J. L., Weedon R. R. Bidens L. Flora of North America North of Mexico. Vol. 21: Magnoliophyta: Asteridae, Part 8: Asteraceae, Part 3. New York, Oxford, 2006, p. 205.Джус, М. А. Род Bidens L. (Asteraceae) во флоре Белоруссии / М. А. Джус // Материалы I (IX) Междунар. конф. молод. ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 21–26 мая 2006 г.). – СПб., 2006. – С. 49–50.Dzhus M. A. Genus Bidens L. (Asteraceae) in the flora of Belarus. Materialy I (IX) Mezhdunarodnoi konferentsii molodykh botanikov v Sankt-Peterburge (Sankt-Peterburg, 21–26 maya 2006 goda) [Materials of the I (IX) International conference of young botanists in St. Petersburg (St. Petersburg, May 21–26, 2006)]. St. Petersburg, 2006, pp. 49–50 (in Russian).Alien flora of Europe: species diversity, temporal trends, geographical patterns and research needs / P. W. Lambdon [et al.] // Preslia. – 2008. – Vol. 80, N 2. – P. 101–149.Lambdon P. W., Pyšek P., Basnou C., Hejda M., Arianoutsou M., Essl F. [et al.]. Alien flora of Europe: species diversity, temporal trends, geographical patterns and research needs. Preslia, 2008, vol. 80, no. 2, pp. 101–149.Васильева, Н. В. Механизмы воздействия инвазионной Bidens frondosa L. на аборигенные виды череды / Н. В. Васильева, В. Г. Папченков // Рос. журн. биол. инвазий. – 2011. – Т. 4, № 1. – С. 15–22.Vasil’eva N. V., Papchenkov V. G. Mechanisms of the impact of invasive Bidens frondosa L. on the aboriginal species of the Bidens. Rossiiskii zhurnal biologicheskikh invazii = Russian journal of biological invasions, 2011, vol. 4, no. 1, pp. 15–22 (in Russian).Ронжина, Д. А. Распространение, конкурентоспособность и семенная продуктивность Bidens frondosа на Среднем Урале / Д. А. Ронжина // Рос. журн. биол. инвазий. – 2017. – Т. 10, № 3. – С. 68–79.Ronzhina D. A. Distribution, competitiveness and seed productivity of Bidens frondosa in the Middle Urals. Rossiiskii zhurnal biologicheskikh invazii = Russian journal of biological invasions, 2017, vol. 10, no. 3, pp. 68–79 (in Russian).Джус, М. А. Череда сростная (Bidens connata Muehl. ex Willd., Asteraceae) инвазионный вид во флоре Беларуси / М. А. Джус // Биологическое разнообразие Белорусского Поозерья: современное состояние, проблемы использования и охраны : материалы II Междунар. науч.-практ. конф. (Витебск, 19–21 ноября 2008 г.) / Витеб. гос. ун-т ; редкол. : А. М. Дорофеев (гл. ред.) [и др.]. – Витебск, 2008. – С. 89–91.Dzhus M. A., Bidens connata (Bidens connata Muehl. Ex Willd., Asteraceae) invasive species in the flora of Belarus. Biologicheskoe raznoobrazie Belorusskogo Poozer’ya: sovremennoe sostoyanie, problemy ispol’zovaniya i okhrany: materialy II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Vitebsk, 19–21 noyabrya 2008 goda) [The biological diversity of the Belarusian Lake District: current status, problems of use and protection: materials of the II International scientific and practical conference (Vitebsk, November 19–21, 2008)]. Vitebsk, 2008, pp. 89–91 (in Russian).Савицкая, К. Л. Новые местонахождения водных и околоводных растений в центральной части подзоны бореальных ландшафтов Беларуси / К. Л. Савицкая, М. А. Джус, И. М. Степанович // Вестн. БГУ. Сер. 2, Химия. Биология. География. – 2013. – № 2. – С. 52–57.Savitskaya K. L., Dzhus M. A., Stepanovich I. M. New locations of aquatic and near-water plants in the central part of the subzone of the boreal landscapes of Belarus. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 2, Khimiya. Biologiya. Geografiya [Bulletin of the Belarusian State University. Series 2, Chemistry. Biology. Geography], 2013, no. 2, pp. 52–57 (in Russian).Джус, М. А. Инвазионные американские виды череды (Bidens L., Asteraceae) в национальных парках и заповедниках Беларуси / М. А. Джус // Заповедное дело в Республике Беларусь: итоги и перспективы : материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию Березинского заповедника (п. Домжерицы, 22–25 сентября 2010 г.) / редкол. : В. С. Ивкович (отв. ред.) [и др.]. – Минск, 2010. – С. 153–156.Dzhus M. A. Invasive American species of the series (Bidens L., Asteraceae) in the national parks and reserves of Belarus. Zapovednoe delo v Respublike Belarus’: itogi i perspektivy: materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 85-letiyu Berezinskogo biosfernogo zapovednika (22–25 sentyabrya 2010, g. p. Domzheritsy) [Nature reserve in the Republic of Belarus: results and prospects: materials of the International scientific-practical conference dedicated to the 85th anniversary of the Berezinsky Biosphere Reserve (September 22–25, 2010, Domzheritsy settlement)]. Minsk, 2010, pp. 153–156 (in Russian).Государственная фармакопея Республики Беларусь : в 3 т. / РУП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении» ; под общ. ред. А. А. Шерякова. – Минск : МГПТК полиграфии, 2007. – Т. 2. – 471 с.Sheryakov A. A. (ed.) The State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus. Vol 2. Minsk, Minsk State Vocational College of Printing, 2007. 471 p. (in Russian).Растительные ресурсы СССР: цветковые растения, их химический состав, использование: в 9 т. – СПб. : Наука, 1984–1996. – Т. 7: Семейство Asteraceae (Compositae). – 1993. – С. 76–79.Plant resources of the USSR: flowering plants, their chemical composition, use: in 9 vol. Sankt Petersburg, 1996. Vol. 7: The Asteraceae Family (Compositae), 1993, pp. 76–79 (in Russian).Государственная фармакопея Республики Беларусь: (ГФ РБ II) : в 2 т. – Т. 2 : Контроль качества субстанций для фармацевтического использования и лекарственного растительного сырья / М-во здравоохр. Респ. Беларусь, Респ. УП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении» ; под общ. ред. С. И. Марченко. – 2-е изд. – Молодечно : Победа, 2016. – 1368 с.Marchenko S. I. (ed.). The State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus: (State Pharmacopoeia of Belarus II). Vol. 2. Quality control of substances for pharmaceutical use and medicinal plant materials. 2nd ed. Molodechno, Tipografiya “Pobeda” Publ., 2016. 1368 p. (in Russian).Запрометов, М. Н. Фенольные соединения: Распространение, метаболизм и функции в растениях / М. Н. Запрометов. – М. : Наука, 1993. – 272 с.Zaprometov M. N. Phenolic compounds: distribution, metabolism and functions in plants. Moscow, Nauka Publ., 1993. 272 p. (in Russian).Волынец, А. П. Фенольные соединения в жизнедеятельности растений / А. П. Волынец. – Минск : Беларус. навука, 2013. – 283 с.Volynets A. P. Phenolic compounds in the life of plants. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2013. 283 p. (in Russian).Виноградова, Ю. К. Ресурсный потенциал инвазионных видов растений / Ю. К. Виноградова, А. Г. Куклина. – М. : Геос, 2012. – 185 с.Vinogradova Yu. K., Kuklina A. G. Resource potential of invasive plant species. Moscow, Geos Publ., 2012. 185 p. (in Russian).Folin, O. On tyrosine and tryptophane determinations in proteins / O. Folin, V. Ciocalteu // J. Biol. Chem. – 1927. – Vol. 73, N 2. – P. 627–650.Folin O. On tyrosine and tryptophane determinations in proteins. Journal of Biological Chemistry, 1927, vol. 73, no. 2, pp. 627–650.Беликов, В. В. Методы анализа флавоноидных соединений / В. В. Беликов, М. С. Шрайбер // Фармация. – 1970. – № 1. – С. 66–72.Belikov V. V., Shraiber M. S. Methods of analysis of flavonoid compounds. Farmatsiya [Pharmacy], 1970, no. 1, pp. 66–72 (in Russian).Chaves, N. Role of ecological variables in the seasonal variation of flavonoid content of Cistus ladanifer exudate / N. Chaves, J. C. Escuredo, C. Gutierrez-Merino // J. Chem. Ecol. – 1987. – Vol. 23, N 3. – Р. 579–603. https://doi.org/10.1023/b:joec.0000006398.79306.09Chaves N., Escuredo J. C., Gutierrez-Merino C. Role of ecological variables in the seasonal variation of flavonoid content of Cistus ladanifer exudate. Journal of Chemical Ecology, 1987, vol. 23, no. 3, pp. 579–603. https://doi.org/10.1023/b:joec.0000006398.79306.09Separation of sunlight and temperature effects on the composition of Vitis vinifera cv. Merlot berries / S. Spayd [et al.] // Am. J. Enol. Vitic. – 2002. – Vol. 53. – Р. 171–182.Spayd S. E., Tarara J. M., Mee D. L., Ferguson J. C. Separation of sunlight and temperature effects on the composition of Vitis vinifera cv. Merlot berries. American Journal of Enology and Viticulture, 2002, vol. 53, pp. 171–182.Bryant, J. P. Carbon/nutrient balance of boreal plants in relation to vertebrate herbivory / J. P. Bryant, F. S. Chapin, D. R. Klein // Oikos. – 1983. – Vol. 40, N 3. – P. 357–368. https://doi.org/10.2307/3544308Bryant J. P., Chapin F. S., Klein D. R. Carbon/nutrient balance of boreal plants in relation to vertebrate herbivory. Oikos, 1983, vol. 40, no. 3, pp. 357–368. https://doi.org/10.2307/3544308Trade-offs in phenolic metabolism of silver birch: eff ects of fertilization, defoliation, and genotype / M. Keinänen [et al.] // Ecology. – 1999. – Vol. 80, N 6. – P. 1970–1986. https://doi.org/10.2307/176672Keinänen M., Julkunen-Tiitto R., Mutikainen P., Walls M., Ovaska J., Vapaavuori E. Trade-offs in phenolic metabolism of silver birch: eff ects of fertilization, defoliation, and genotype. Ecology, 1999, vol. 80, pp. 1970–1986. https://doi.org/10.2307/176672Бускунова, Г. Г. Экологические и биохимические особенности Achillea nobilis L. в условиях степной зоны Южного Урала : автореф. дис. … канд. биол. наук : 03.00.16 / Г. Г. Бускунова ; Ин-т биологии Уфим. науч. центра РАН. – Уфа, 2009. – 22 с.Buskunova G. G. Ecological and biochemical features of Achillea nobilis L. in the steppe zone of the Southern Urals. Abstract of Ph. D. diss. Ufa, 2009. 22 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.