Research on the dynamics of accumulation of secondary metabolites in genus Ruta in vitro cultures

W ramach niniejszej pracy prowadzono badania obejmujące wpływ stężeń (0,1 – 3 mg/l) regulatorów wzrostu i rozwoju roślin (auksyn: NAA i 2,4-D, cytokinin: BAP i Kin) na akumulację metabolitów wtórnych w stacjonarnych i wytrząsanych kulturach pędowych Ruta chalepensis, Ruta corsica oraz Ruta macrophylla. W ekstraktach metanolowych z suchej biomasy analizowano metodą HPLC cztery grupy metabolitów wtórnych: katechiny, kwasy fenolowe, flawonoidy oraz kumaryny. Spośród oznaczanych związków w ekstraktach stwierdzono obecność: katechin: katechiny, kwasów fenolowych: kwasu izoferulowego, kwasu izochlorogenowego, flawonoidów: rutyny, kumaryn: skopoletyny, marmezyny, psoralenu, ksantotoksyny, izopimpineliny, bergaptenu, ostolu, imperatoryny, izoimperatoryny. Dominującą grupą metabolitów we wszystkich badanych kulturach były kumaryny. Wśród kumaryn w najwyższych ilościach w stacjonarnych i wytrząsanych kulturach trzech gatunków ruty akumulowana była ksantotoksyna. Najwyższą całkowitą zawartość kumaryn udokumentowano: w biomasie stacjonarnych kultur R. chalepenis na wariancie podłoża: LS 2,4-D/BAP 1/1 po 6 tygodniach hodowli (1789,3 mg/100g s.m.), w biomasie kultur R. corsica na wariancie podłoża LS 2,4-D/Kin 1/1 po 6 tygodnich hodowli (4935,4 mg/100g s.m.), a w biomasie kultur R. macrophylla na wariancie podłoża LS 2,4-D/BAP 1/1, 6 tydzień hodowli (4727,7 mg/100g s.m.). Najwyższą całkowitą zawartość kumaryn udokumentowano w biomasie kultur R. chalepensis na wariancie podłoża LS 2,4-D/Kin 1/1 po 5 tygodniach hodowli (1193,5 mg/100 g s.m.), w biomasie kultur R. corsica na wariancie podłoża LS NAA/BAP 3/1, 6 tydzień hodowli (1051,5 mg/100g s.m.), a w biomasie kultur R. macrophylla na wariancie podłoża LS NAA/BAP 0,5/1, 6 tydzień hodowli (850,2 mg/100g s.m.).The object of this study was to examine the influence of concentration (0.1-3 mg/l) of plant growth regulators (auxin: NAA and 2,4-D, cytokinin: BAP and Kin) on accumulation of secondary metabolites in shoot, stationary and agitated cultures of Ruta chalepensis, Ruta corsica and Ruta macrophylla.Four groups of secondary metabolites were analysed by HPLC method in the methanolic extract from dry biomass: catechins (catechin), phenolic acids (isoferulic acid, isochlorogenic acid), flavonoids (rutin) and coumarins (scopoletin, marmezine, psoralen, xanthotoxin, isopimpinellin, bergapten, osthol, imperatorin, isoimperatorin). Dominant group of metabolites in all studied cultures was coumarins. Among the coumarins in stationary and agitated cultures of three species of Ruta xanthotoxin was accumulated in the highest quntities. The highest total content of coumaris was found: in biomass of stationary cultures: R. chalepensis: 1789.3 mg/100g d.m. (LS 2,4-D/BAP 1/1, sixth week), R. corsica: 4935.4 mg/100g d.m. (LS 2,4-D/Kin 1/1, sixth week), R. macrophylla: 4727.7 mg/100g d.m. (LS 2,4-D/BAP 1/1, sixth week). The highest total coumarins content was found: in the biomass of agitated cultures: R. chalepensis: 1193.5 mg/100g d.m. (LS 2,4-D/Kin 1/1, fifth week), R. corsica: 1051.5 mg/100g d.m. (LS NAA/BAP 3/1, sixth week), R. macrophylla: 850.2 mg/100g d.m. (LS NAA/BAP 0,5/1, sixth week)