всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Урал-Пресс: 012688

Компонентный состав летучих низкомолекулярных органических веществ Ceratophyllum demersum L. во время плодоношения

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 6 за 2012 год, стр. 107-116.
Рубрика: Short communications

 

Курашов Е.А. доктор биологических наук, доцент, заведующий лабораторией гидробиологии, ФГБУН Институт озероведения Российской академии наук, профессор кафедры экологической безопасности и устойчивого развития регионов, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет
Крылова Ю.В. кандидат географических наук, доцент кафедры экологической безопасности и устойчивого развития регионов, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет
Митрукова Г.Г. аспирант, ФГБУН Институт озероведения Российской академии наук

Аннотация:
Впервые проведен хромато-масс-спектрометрический анализ эфирного масла водного растения Ceratophyllum demersum (или роголистника темно-зеленого) произрастающего на территории России. Выявлено 121 и идентифицировано 114 летучих низкомолекулярных органических веществ, относящихся к разным группам химических соединений, среди которых преобладали альдегиды (26,2 %), эфиры (24,9 %), спирты (19,4 %) и кетоны (14 %). Особое внимание уделено обсуждению указанных веществ с выраженной биологической и экологической функцией.

Ключевые слова: Ceratophyllum demersum, газовая хромато-масс-спектрометрия, летучие низкомолекулярные органические вещества

Ссылка для цитирования:
Курашов Е.А., Крылова Ю.В., Митрукова Г.Г. Компонентный состав летучих низкомолекулярных органических веществ Ceratophyllum demersum L. во время плодоношения // Вода: химия и экология. — 2012. — № 6. — c. 107-116. — http://watchemec.ru/article/24711/

Литература:
1. Inderjit. Algal Allelopathy / Inderjit, Dakshini K.M.M. // The Botanical Review. 1994. V. 60, № 2. P. 182-196.
2. Сhemical ecology of plants: allelopathy in aquatic and terrestrial ecosystems / Inderjit, Mallik A.U. (eds). Basel: Birkhäuser Verlag, 2002. 272 p.
3. Allelopathy: a physiological Process with ecological implications / Reigosa, M.J., Pedrol, N., Gonzales, L. (eds). Springer Dordrecht, The Netherlands. 2006. 637 р.
4. Fink P. Ecological functions of volatile organic compounds in aquatic systems // Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 2007. V. 40, № 3. P. 155–168.
5. Курашов Е.А. Теоретические и практические аспекты изучения метаболитов макрофитов и их роли в пресноводных экосистемах / Е.А. Курашов, Ю.В. Крылова, Г.Г. Митрукова // Материалы I(VII) Междунар. конф. по водным макрофитам «Гидроботаника 2010». Ярославль: «Принт Хаус». 2010. С. 176-178.
6. Hu H. Algal-bloom control by allelopathy of aquatic macrophytes—A review / Hu H., Hong Y. // Front. Environ. Sci. Engin. China. 2008. V. 2, № 4. P. 421–438.
7. Macías F.A. Allelopathic agents from aquatic ecosystems: potential biopesticides models / Macías F.A., Galindo J.L.G., García-Díaz M.D., Galindo J.C.G. // Phytochem. Rev. 2008. V. 7. P. 155–178.
8. Белавская А.П. Водные растения России и сопредельных государств // Тр. Ботан. ин-та им. В.Л. Комарова. СПб., 1994. Вып. 11. 64 с.
9. Матвеев В.И. Экология водных растений: учебное пособие / В.И. Матвеев, В.В. Соловьева, С.В. Саксонов. 2-е изд. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2005. 282 с.
10. Qiming X. Chemical composition of essential oils of two submerged macrophytes, Cerato phyllum demersum L. and Vallisneria spiralis L. / Qiming X., Haidong C., Huixian Z., Daqiang Y. // Flavour Fragr. J. 2006. V. 21. P. 524–526.
11. Qiming Х. Allelopathic activity of volatile substance from submerged macrophytes on Microcystin aeruginosa / Qiming Х., Haidong C., Huixian Z., Daqiang Y. // Acta Ecologica Sinica 2006. V. 26. № 11. P. 3549 3554.
12. ГОСТ 24027.2—80 Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла. М.: Изд-во стандартов, 1980. 31 с.
13. Семенов А.А. Очерк химии природных соединений. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 664 с.
14. Lanciotti R. Application of Hexanal, (E)-2- Hexenal, and Hexyl Acetate To Improve the Safety of Fresh-Sliced Apples / Lanciotti R., Belletti N., Patrignani F., Gianotti A., Gardini F., Guerzoni M.-E. // J. Agric. Food Chem. 2003. V. 51. P. 2958–2963.
15. Рощина В.Д. Выделительная функция высших растений / В.Д. Рощина, В.В. Рощина М.: Наука, 1989. 214 с.
16. Fall R. Volatile organic compounds emitted after leaf wounding: On-line analysis by proton-transfer-reaction mass spectrometry / Fall R., Karl T., Hansel A., Jordan A., Lindinger W // Journal of Geophysical Research. 1999. V. 104. № D13. P. 15963–15974.
17. Arimura G. Chemical and Molecular Ecology of Herbivore-Induced Plant Volatiles: Proximate Factors and Their Ultimate Functions / Arimura G., Matsui K., Takabayashi J. // Plant Cell Physiol. 2009. V. 50. № 5. P. 911–923.
18. Hu Z. Aldehyde Volatiles Emitted in Succession from Mechanically Damaged Leaves of Poplar Cuttings / Hu Z., Shen Y., Luo Y., Shen F., Gao H., Gao R. // Journal of Plant Biology. 2008. V. 51. № 4. P. 269-275.
19. Watson S.B., Caldwell G., Pohnert G. Fatty Acids and Oxylipins as Semiochemicals // Lipids in Aquatic Ecosystems / Watson S.B., Caldwell G., Pohnert G. // Arts M.T., Brett M.T., Kainz M.J., eds. Springer Science+Business Media, LLC, 2009. P. 65-91.
20. Hatanaka A. The biogeneration of green odour by green leaves // Phytochemistry. 1993. V. 34. P. 1201–1218.
21. Arey J. The emission of (Z) -3-hexen-1-ol, (Z) -3-hexenylacetate and other oxygenated hydrocarbons from agricultural plant species / Arey J., Winer A. M., Atkinson R., Aschmann S. M., Long W. D., Morrison C. L. // Atmos. Environ. Part A. 1993. № 25A. P. 1063–1075.
22. Balderrama N. Different functions of two alarm substances in the honeybee / Balderrama N., Nunez J., Guerrieri F., Giurfa M. // J. Comp. Physiol. A. 2002. V. 188. P. 485–491.
23. Nylund G.M. Seaweed defence against bacteria: a poly-brominated 2-heptanone from the red alga Bonnemaisonia hamifera inhibits bacterial colonization / Nylund G.M., Cervin G., Persson F., Hermansson M., Steinberg P.D., Pavia H. // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2008. V. 369. P. 39-50.
24. Watson S.B. Cyanobacterial and eukaryotic algal odour compounds: signals or by-products? A review of their biological activity // Phycologia. 2003. V. 42. № 4. P. 332-350.
25. Jüttner F. Odour compounds of the diatom Cocconeis scutellum: effects on benthic herbivores living on Posidonia oceanica / Jüttner F., Messina P., Patalano C., Zupo V. // Mar. Ecol. Prog. Ser. 2010. V. 400. P. 63-73.
26. Pickett J.A. cis-Jasmone as an allelopathic agent through plant defence induction / Pickett J.A., Birkett M.A., Bruce T.J.A., Chamberlain K., Gordon-Weeks R., Matthes M.C., Moraes C.B., Napier J.A., Smart L.E., Wadhams L.J., Woodcock C.M. Электронный ресурс: http://www.regional.org.au/au/ allelopathy/2005/1/3/2481_pickettja.htm.
27. Arnold T.M. Evidence for methyl jasmonate-induced phlorotannin production in Fucus vesiculosus (Phaeophyceae) / Arnold T.M., Targett N.M., Tanner C.E., Hatch W.I., Ferrari K.E. // J. Phycol. 2001. V. 37. P. 1026-1029.
28. Wittstock U. Constitutive plant toxins and their role in defense against herbivores and pathogens / Wittstock U., Gershenzon J. // Curr. Opin. Plant Biol. 2002. V. 5. P.300–307.
29. Michael A. Birkett. Woodcock New roles for cis-jasmone as an insect semiochemical and in plant defense / Michael A. Birkett, Colin A.M. Campbell, Keith Chamberlain, Emilio Guerrieri, Alastair J. Hick, Janet L. Martin, Michaela Matthes, Johnathan A. Napier, Jan Pettersson, John A. Pickett, Guy M. Poppy, Eleanor M. Pow, Barry J. Pye, Lesley E. Smart, George H. Wadhams, Lester J. Wadhams, Christine M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97, № 16. P. 9329–9334.
30. Bi H.H. Rice allelopathy induced by methyl jasmonate and methyl salicylate / Bi H.H., Zeng R.S., Su L.M., An M., Luo S.M. // J. Chem. Ecol. 2007. V. 33. P. 1089-1103.
31. Christov C. Influence of temperature and methyl jasmonate on Scenedesmus incrassulatus / Christov C., Pouneva I., Bozhkova M., Toncheva T., Fournadzieva S., Zafirova T. // Biol. Plant. 2001. Vol. 44. P. 367–371.
32. Czerpak R. Jasmonic acid affects changes in the growth and some components content in alga Chlorella vulgaris / Czerpak R., Piotrowska A., Szulecka K. // Acta Physio logiae Plantarum. 2006. V. 28, № 3. P. 195-203.
33. Piotrowska A. Changes in the Growth, Chemical Composition, and Antioxidant Activity in the Aquatic Plant Wolffia arrhiza (L.) Wimm. (Lemnaceae) Exposed to Jasmonic Acid / Piotrowska A., Bajguz A., Czerpak R., Kot K. // J. Plant. Growth. Regul. 2010. V. 29. P. 53–62.
34. Кирпенко Н.И. Экзогенные метаболитные комплексы двух синезеленых водорослей в моно- и смешанной культурах / Н.И. Кирпенко, Е.А. Курашов, Ю.В. Крылова // Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Бiол. 2010. № 2(43). С. 241- 244.
35. Ashton F.M. Spike-rush (Eleocharis spp.): a source of allelopathic for the control of undesirable aquatic weeds / Ashton F.M., Ditomasco J.M., Anderson L.W.J. // J. Aquat. Plant Managem. 1984. V. 22. P. 52–56.
36. Bouvier F. Oxidative tailoring of carotenoids: a prospect towards novel functions in plants / Bouvier F., Isner J-C., Dogbo O., Camara B. // Trends in Plant Science. 2005. V. 10, № 4. P. 187-194.
37. Iordache A. Characterization of some plant extracts by GC–MS / Iordache A, Culea M., Gherman C., Cozar O. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2009. V. 267. P. 338–342.
38. The Pherobase: Database of Pheromones and Semiochemicals // Электронный ресурс: http://www.pherobase.com.
39. Zhao Y. Essential oil of Actinidia macrosperma , a catnip response kiwi endemic to China / Zhao Y., Wang X., Wang Z., Lu Y., Fu C., Chen S. // Journal of Zhejiang University – Science B. 2006. V. 7. № 9. P. 708-712.
40. Lamikanra O. Effect of storage on some volatile aroma compounds in fresh-cut cantaloupe melon / Lamikanra O., Richard O. A. // J. Agric. Food Chem. 2002. V. 50. P. 4043–4047.
41. Juttner F. Nor-carotenoids as the major volatile excretion products of Cyanidium // Z. Naturforsch. (Sect. C). 1979. V. 34. P. 186–191.
42. DellaGreca M. Isolation and Phytotoxicity of Apocarotenoids from Chenopodium album / DellaGreca M., Di Marino C., Zarrelli A., D'Abrosca B. // J. Nat. Prod. 2004. V. 67. P. 1492–1495.
43. Xuan T.D. Identification of Phytotoxic Substances from Early Growth of Barnyard Grass (Echinochloa crusgalli) Root Exudates / Xuan T.D., Chung M., Khanh T.D., Tawata S. // J. Chem. Ecol. 2006. V. 32. P. 895–906.
44. Roy R.N. Dibutyl phthalate, the bioactive compound produced by Streptomyces albidoflavus 321.2 / Roy R.N., Laskar S., Sen S.K. // Microbiological Research. 2006. V. 161, № 2. P. 121–126.
45. Курашов Е.А. Компонентный состав низкомолекулярных органических веществ мицелия грибов Trametes pubescens и Flammulina velutipes / Е.А. Курашов, Е.П. Ананьева, Ю.В. Крылова // Микология и фитопатология. 2012. Т. 46. Вып. 2. (в печати).
46. Kupfer R. Lung toxicity and tumor promotion by hydroxylated derivatives of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) and 2-tert-butyl-4-methyl-6-iso-propylphenol: correlation with quinone methide reactivity / Kupfer R., Dwyer-Nield L.D., Malkinson A.M., Thompson J.A. // Chem Res Toxicol. 2002. V.15. № 8. P. 1106-12.
47. Labunska I. Russian refuse III. Investigation of organic and heavy metal contaminants input and distribution in selected rivers of the Russian Federation / Labunska I., Brigden K., Santillo D., Kiselev A., Johnston P. // Greenpeace Research Laboratories Technical Note. 2011. №.4. 32 p. Электронный ресурс: http://www.greenpeace.to/greenpeace/wpcontent/uploads/2011/09/Russian-Refuse-III.pdf.
48. Brown D.R. Artificial Turf: Exposures to ground-up rubber tires. Athletic fields. Playgrounds. Gardening mulch. Environment and Human Health, Inc. 2007. 36 p.
49. Gonzalez-Barreiro C. Occurrence of soluble organic compounds in thermal waters by ion trap mass detection / Gonzalez-Barreiro C., Cancho-Grande B., Araujo-Nespereira P., Cid-Fernandez J.A., Simal-Gandara J. // Chemosphere. 2009. V. 75. P. 34–47.
50. Deroux J.M., Gonzalez C., Le Cloirec P., Kovacsik G. Analysis of extractable compounds in water by gas chromatography mass spectrometry: applications to surface water / Deroux J.M., Gonzalez C., Le Cloirec P., Kovacsik G. // Talanta. 1996. V. 43. P. 365–380.
51. Peng F. Comparison of different extraction methods: steam distillation, simultaneous distillation and extraction and headspace codistillation, used for the analysis of the volatile components in aged flue-cured tobacco leaves / Peng F., Sheng L., Liu B., Tong H., Liu S. // Journal of Chromatography A. 2004. V. 1040. № 1. P. 1–17.
52. Статистический анализ результатов мониторинга химического состава поверхностных вод Пуровского района Ямало-Ненецкого автономного округа. Научный отчет TR-07-2003. Лаборатория статистического контроля качества, прикладной статистики и хемометрики / Воронеж, 2003. 50 с. Электронный ресурс: http://www.igoraristov.narod.ru/references/TR07.pdf.