Agitated culture of Hypericum perforatum L. cultivars and preliminary analysis of phenolic acids content

Dziurawiec zwyczajny (Hypericum perforatum L.) jest rośliną farmakopealną stosowaną powszechnie zarówno w alopatii jak i homeopatii. Ze względu na bogaty skład substancji czynnych należących do licznych grup metabolitów wtórnych, w tym kwasów fenolowych, znajduje on zastosowanie w terapii tradycyjnej, nowoczesnej, a także w kosmetologii. Obecne w dziurawcu kwasy fenolowe, posiadające szerokie spektrum działania (m.in. aktywność antyoksydacyjna, przeciwzapalna, immunostymulująca, żółciopędna, antybakteryjna), są coraz częściej obiektem badań naukowych.Celem niniejszej pracy magisterskiej była wstępna analiza zawartości wolnych kwasów fenolowych w wytrząsanych kulturach in vitro trzech odmian hodowlanych Hypericum perforatum: Elixir, Helos i Topas. Określono również wpływ podstawowego składu podłoża oraz zawartości regulatorów wzrostu na akumulację tych związków. Kultury prowadzono na dwóch typach podłoży: Linsmaiera-Skoog (LS) i Muraschige’a-Skoog (MS) z różną zawartością ilościową regulatorów wzrostu (cztery warianty), w zakresie stężeń 0,1-3 mg/l. Ekstrakty metanolowe z uzyskanej biomasy analizowano metodą HPLC na zawartość kwasów fenolowych. W biomasie wszystkich odmian dziurawca stwierdzono obecność kwasu protokatechowego, neochlorogenowego, 3,4-dihydroksyfenylooctowego, chlorogenowego, syryngowego oraz p-kumarowego. Natomiast kwas wanilinowy był obecny tylko w odmianie Helos i to w niewielkiej ilości. Całkowita zawartość kwasów fenolowych wahała się od 105,5 mg% (cv. Elixir; podłoże MS 2,0 NAA/2,0 BAP mg/l) do 227,5 mg% (cv. Helos; podłoże LS 1,0 NAA/1,0 BAP mg/l). Wytypowanie jednego, najlepszego podłoża produkcyjnego dla wszystkich odmian nie jest możliwe, choć w większości przypadków niższe stężenia regulatorów wzrostu sprzyjają akumulacji kwasów fenolowych w biomasie. Dla kultur wszystkich odmian Hypericum perforatum lepszymi podłożami wzrostowymi były warianty podłoża wg Linsmaiera i Skoog.St. John's Wort (Hypericum perforatum L.) is a pharmacopoieal plant commonly used in allopathy and homeopathy. Due to the rich composition of the active substances belonging to the many groups of secondary metabolites, including phenolic acids, it is applicable to traditional and modern therapy, and also in cosmetology. Present in St. John's Wort phenolic acids have a wide therapeutic spectrum (including antioxidant, antiphlogistic, immuno-stimulant, cholagogue, antibacterial activity) are nowadays popular subject of research.The aim of this master thesis was a preliminary analysis of free phenolic acids in agitated in vitro cultures of three cultivars of Hypericum perforatum: Elixir, Helos and Topas. The effect of the basic medium composition and plant’s growth regulators on the accumulation of those compounds has been determined. The cultures were conducted on two types of medium: Linsmaier-Skoog (LS) and Muraschige-Skoog (MS) with a different content of growth regulators (four variants), at concentrations 0,1 – 3 mg/l.. Methanolic extracts of the resulting biomass has been analyzed by HPLC for the content of phenolic acids. In the biomass of all cultivars of St. John's Wort has been revealed the presence of protocatechuic, neochlorogenic, 3,4-dihydroxyphenylacetic, chlorogenic, syringic and p-coumaric acids. In contrast, the vanilic acid was present only in cv. Helos and only in small quantities. The total content of phenolic acids varied between 105,5 mg% (cv. Elixir; MS medium 2,0 NAA/2,0 BAP mg/l) and 227.5 mg% (cv. Helos; LS medium 1,0 NAA/1,0 BAP mg/l). Predicting of the best productive medium for all cultivars is not possible. However in most cases the lower concentrations of growth regulators favored of accumulation of phenolic acids in the biomass. For the cultures of all Hypericum perforatum cultivars better growth media were medium variants according to Linsmaier and Skoog