Влияние заражения Meloidogyne incognita на накопление фенольных соединений у растений рода Мята (Mentha L.)

Цель исследования – сравнение накопления фенольных соединений в различных видах и сортах мяты, районированных в Средней полосе России, на фоне заражения растений Meloidogyne incognita.

Материалы и методы. Растения выращивали из черенков в вегетационном опыте в открытом грунте. Для исследования были взяты Mentha × piperita L. (сорта: Тик-Так, Апельсиновая, Миннеола, Мохито, Митчам, Шоколадная), Mentha spicata L. (сорта Марокко, Криспа) и Mentha longifolia L. (Лонгифолия). Через месяц укорененные растения заражали из расчета 1000 экз. инвазионных личинок M. incognita на растение. Через 8 нед. листья фиксировали в этаноле. Исследовали суммарное содержание фенольных соединений (ФС), фенилпропаноидов, флавоноидов и катехинов на спектрофотометре. Определение суммарного содержания ФС проводили с использованием реактива Фолина-Чекольте с измерением при 725 нм, фенилпропаноидов – прямым измерением оптической плотности при 330 нм, флавоноидов – по реакции с хлористым алюминием при 415 нм, общее содержание флаванов (катехинов – флаван-3-олов), их олигомерных форм – проантоцианидинов, а также лейкоантоцианидинов оценивали по реакции с ванилиновым реактивом в кислой среде при 500 нм.

Результаты и обсуждение. Показано, что накопление фенолов связано с видовой принадлежностью растений. В сортах Mentha × piperita L. в большинстве случаев содержалось больше фенолов, чем в Mentha spicata L. и Mentha longifolia L. Существенное количество фенольных соединений отмечено в фиолетово окрашенных сортах – Митчам, Шоколадная и Апельсиновая. Суммарное содержание ФС практически полностью коррелирует с содержанием их предшественников – фенилпропаноидов. По содержанию флаваноидов заметно выделяется сорт Митчам, а по содержанию катехинов – сорт Апельсиновая. Заражение нематодой у большинства сортов вызывает заметное увеличение общего накопления растворимых ФС, фенилпропаноидов и флаванов, но приводит к уменьшению содержания флавоноидов.

1. Загоскина Н. В., Дубравина Г. А., Алявина А. К., Гончарук Е. А. Влияние ультрафиолетовой (УФ-Б) радиации на образование и локализацию фенольных соединений в каллусных культурах чайного растения // Физиология растений. 2003. Т. 50, № 2. С. 302-308.

2. Запрометов М. Н. Фенольные соединения и методы их исследования // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971. С. 185-197.

3. Запрометов М. Н. Основы биохимии фенольных соединений. Учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1974. 214 с.

4. Запрометов М. Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М.: Наука, 1993. 272 с.

5. Запрометов М. Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растения: 56-е Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1996. 45 с.

6. Меньщикова Е. Б., Ланкин В. З., Кандалинцева Н. В. Фенольные антиоксиданты в биологии и медицине. Строение, свойства, механизмы действия. Изд. Lambert AP, 2012. 488 с.

7. Куркин В. А., Вельмяйкина Е. И. Разработка методик качественного и количественного анализа сиропа эхинацеи пурпурной // Фармация. 2011. № 7. С. 10-13.

8. Плыкина М. С., Буторина Н. Н. Влияние заражения нематодой Meloidogyne incognita на содержание эфирного масла в растениях рода Mentha // «Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения»: сборник трудов Х Международной научно-практической конференции молодых ученых. М., 2022. С. 64-67.

9. Червяковский Е. М., Курченко В. П., Костюк В. А. Роль флавоноидов в биологических реакциях с переносом электронов // Труды Белорусского государственного университета. 2009. Т. 4, Ч. 1. С. 9-26.

10. Albuquerqu E. V. S., Carneiro R. M. D. G., Costa P. M., Gomes A. C. M. M., Santos M., Pereira A. A., Nicole M., Fernandez D., Grossi-de-Sa M. F. Resistance to Meloidogyne incognita expresses a hypersensitive-like response in Coffea Arabica. Eur. J. Plant Pathol. 2010; 127: 365-373.

11. Brown N., John J. A., Shahidi F. Polyphenol composition and antioxidant potential of mint leaves. Food Production, Processing and Nutrition. 2019; 1: 1. https://doi.org/10.1186/s43014-019-0001-8

12. Ingham R., Merrifield K. A guide to nematode biology and management in mint. I PPC Publication, Oregon State University Corvallis, OR, 1996. 37.

13. Dorman H. J. D., Kosar M. B., Kahlos K., Holm Y., Hiltunenj R. Antioxidant properties and composition of aqueous extracts from Mentha species, hybrids, varieties, and cultivars. Journal Agric. Food Chem. 2003; 51: 4563−4569.

14. Lattanzio V., Kroon P. A., Quideau S., Treutter D. Plant Phenolics – Secondary Metabolites with Diverse Functions. Recent Advances in Polyphenol Research. Eds. Daayf F., Lattanzio V. Oxford, UK: Wiley-Blackwell, 2008; 1. 1-35.

15. Lin D., Xiao M., Zhao J., Li Zh., Xing B., Li X., Kong M., Li L., Zhang Q., Liu Y., Chen H., Qin W., Wu H., Chen S. An overview of plant phenolic compounds and their importance in human nutrition and management of type 2 diabetes. Molecules. 2016; 21 (10): 1374. https://doi.org/10.3390/molecules21101374

16. Mimica-Dukic N., Bozin B. Mentha L. species (Lamiaceae) as promising sources of bioactive secondary metabolites. Curr Pharm Design. 2008; 14: 3141–3150. https://doi.org/10.2174/138161208786404245

17. Najafian S., Rowshan V. Polyphenolic compounds of Mentha longifolia and Lemon Balm (Melissa officinalis L.) in Iran. International Research Journal of Basic and Applied Sciences. 2013; 4 (3): 608-612.

18. Oliveiraa D. F., Costaa V. A., Terrab W. C., Camposb V. P., Paulaa P. M., Martinsc S. J. Impact of phenolic compounds on Meloidogyne incognita in vitro and in tomato plants. Experimental Parasitology. 2019; 17: 23. https://doi.org/10.1016/j.exppara.2019.02.009.

19. Pandey R. Field application of bio-organics in the management of Meloidogyne incognita in Mentha arvensis. Nematologia Medit. 2005; 33 (1): 51-54.

20. Pandey R. Management of Meloidogyne incognita in Artemisia pallens with Bio-organics. Phytoparasitica. 2005; 33 (3): 304-308.

21. Pandey R., Kalra A. Inhibitory effects of vermicompost produced from agro-waste of medicinal and aromatic plants on egg hatching in Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood. Current Science. 2010; 98 (6): 833-835.

22. Pandey R., Mishra A. K., Tiwari S., Singh H. N., Kalra A. Enhanced tolerance of Mentha arvensis against Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood through mutualistic endophytes and PGPRs. Journal of Plant Interactions. 2011; 6 (4): 247-253. https://doi.org/10.1080/17429145.2011.554892

23. Pegard A., Brizzard G., Fazari A., Soucaze O., Abad P., Djian-Caporalino C. Histological characterization of resistance to different root-knot nematode species related to phenolics accumulation in Capsicum annuum. Phytopathology. 2005; 95 (2):158-165.

24. Sánchez-Rangel J. C., Benavides J., Heredia J. B., Cisneros-Zevallos L., Jacobo-Velázquez D. A. The Folin-Ciocalteu assay revisited: improvement of its specificity for total phenolic content determination. Analytical Methods. 2013; 21 (5): 5990-5999.

25. Soobrattee M. A., Neergheen V. S., Luximon-Ramma A., Aruoma O. I., Bahorun T. Phenolics as potential antioxidant therapeutic agents: Mechanism and actions. Mutation Research. 2005; 579 (1-2): 200-213. https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2005.03.023

26. Stevenson D. E., Hurst R. D. Polyphenolic phytochemicals – just antioxidants or much more? Cellular and Molecular Life Sciences. 2007; 64 (22): 2900-2916.

27. Velderrain-Rodríguez G. R., Palafox-Carlos H., Wall-Medrano A., AyalaZavala J. F., Chen C.-Y. O., Robles-Sanchez M., Astiazaran-García H., Alvarez-Parrilla E., González-Aguilar G. A. Phenolic compounds: Their journey after intake. Food Funct. 2014; 5: 189–197. https://doi.org/10.1039/C3FO60361J.

28. Willcox J. K., Ash S. L., Catignani G. L. Antioxidants and prevention of chronic disease. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2004; 44 (4): 275-295. https://doi.org/10.1080/10408690490468489