Schisandra rubriflora (Franch.) Rehd. et Wils - phytochemical and preliminary biotechnological studies

Obiektem badań przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy jest rzadki chiński, endemiczny dla prowincji Syczuan, gatunek rodzaju Schisandra - Schisandra rubriflora (Franch.) Rehd. et Wils. Ekstrakty z owoców tego gatunku znane są w TCM jako cenny środek leczniczy. W ramach pracy przedstawiono charakterystykę botaniczno-ekologiczną,farmakologiczną oraz fitochemiczną i biotechnologiczną gatunku S. rubriflora uwzględniając podział na materiał pochodzący z okazów żeńskich (♀) i męskich (♂), oraz okres wegetacji w odniesieniu do rośliny macierzystej. Uzyskane wyniki badań odniesiono do gatunku farmakopealnego – S. chinensis (Turcz.) Baill.W ramach badań fitochemicznych przeprowadzono analizę chromatograficzną jakościową i ilościową metodą UHPLC - MS/MS lignanów w ekstraktach z: owoców (1055,65 mg/100g s.m.), liści (maks.: ♀, maj - 853,33 mg/100g s.m. i ♂, maj - 1106,80 mg/100g s.m.) i pędów (maks.: ♀, maj - 559,97 mg/100g s.m. i ♂, maj - 384,80 mg/100g s.m.). W badanych ekstraktach stwierdzono obecność związków z grupy: lignanów dibenzocyklooktadienowych: schisantherin A i B, schisandrin, schisandrin C, gomisin A, D, G, J, N, O, 6 – O – benzoylgomisin O, schisandrin A, rubrisandrin A, epigomisin O, schizanhenol, interiotherin C, angeloylgomisin H i O, lignanów aryltetralinowych: wulignan A1, lignanów dibenzylbutanowych: pregomisin, mesodihydroguaiaretic acid, lignanów tetrahydrofuranowych: fragransin A2, a także neolignanów: licarin A i B. W ramach pracy przeprowadzono analizę chromatograficzną jakościową i ilościową metodą DAD - HPLC kwasów fenolowych i flawonoidów, których maksymalne całkowite ilości w ekstraktach z owoców wynosiły odpowiednio: kwasy fenolowe: 78,05 mg/100g s.m. i flawonoidy: 352,61 mg/100g s.m., w ekstraktach z liści: kwasy fenolowe: ♀, wrzesień - 757,78 mg/100g s.m.; ♂, maj - 613,79 mg/100g s.m.; flawonoidy: ♀, maj - 2278,35 mg/100g s.m.; ♂, maj - 2916,04 mg/100g s.m., i w ekstraktach z pędów: kwasy fenolowe: ♀, maj - 589,51 mg/100g s.m.; ♂, maj - 442,12 mg/100g s.m.; flawonoidy: ♀, maj - 2819,18 mg/100g s.m.; ♂, maj - 1877,46 mg/100g s.m. W ekstraktach stwierdzono obecność trzech kwasów fenolowych: kwasu chlorogenowego, neochlorogenowego i kryptochlorogenowego, oraz dziewięciu flawonoidów: narynginy, hyperozydu, rutozydu, izokwercetyny, kwercytryny, trifoliny, kwercetyny, kemferolu i izoramnetyny. W ramach badań biotechnologicznych zainicjowano i zoptymalizowano hodowlę kultur in vitro linii żeńskiej (♀) i męskiej (♂) S. rubriflora. Ponadto przeprowadzono analizę chromatograficzną metodą UHPLC - MS/MS lignanów (maks. całkowita zawartość wynosiła: ♀ - 220,70 mg/100g s.m. i ♂ - 250,92 mg/100g s.m.), oraz metodą DAD - HPLC kwasów fenolowych (maks. całkowita zawartość wynosiła: ♀ - 187,71 mg/100g s.m. i ♂ - 211,56 mg/100g s.m.) oraz flawonoidów (maks. całkowita zawartość wynosiła: ♀ - 397,26 mg/100g s.m. i ♂- 439,26 mg/100g s.m.). W ramach pracy oznaczono po raz pierwszy potencjał antyoksydacyjny materiału in vivo: owoców, liści i pędów okazów żeńskich i męskich, oraz materiału in vitro: kultur linii żeńskiej i męskiej S. rubriflora z wykorzystaniem metod CUPRAC i QUENCHER – CUPRAC. Słabe poznanie składu chemicznego oraz brak prac z zakresu biotechnologii roślin dotyczących S. rubriflora czynią przedmiot niniejszej pracy innowacyjnym.The object of the research was uncommon Chinese, endemic for the Sichuan province, plant species of the Schisandra genus - Schisandra rubriflora (Franch.) Rehd. et Wils. The fruit extracts of this species are known as a valuable remedy in the traditional Chinese medicine. Within the work the botanical, ecological, pharmacological, phytochemical and biotechnological characteristics of the S. rubriflora species were introduced, including a division into the material gained from the female (♀) and male (♂) specimen, and the vegetation period with regard to soil grown plants. The results obtained under the research were referred to the pharmacopoeial plant raw material - S. chinensis (Turcz.) Baill. Within the phytochemical research the qualitative and quantitative chromatographic analysis of the lignans by the UHPLC–MS/MS method was performed in the extracts of: fruits (1055.65 mg/100g DW), leaves (max.: ♀, may - 853.33 mg/100g DW and ♂, may - 1106.80 mg/100g DW) and shoots (max.: ♀, may - 559.97 mg/100g DW and ♂, may - 384.80 mg/100g DW). In the analysed extracts were detected compounds from the groups of: dibenzocyclooctadiene lignans: schisantherin A and B, schisandrin, schisandrin C, gomisin A, D, G, J, N and O, 6 – O – benzoylgomisin O, schisandrin A, rubrisandrin A, epigomisin O, schizanhenol, interiotherin C, angeloylgomisin H and O, aryltetralin lignans: wulignan A1, dibenzylbutane lignans: pregomisin, mesodihydroguaiaretic acid, tetrahydrofuran lignans: fragransin A2 and neolignans: licarin A and B.Within the work the qualitative and quantitative chromatographic analysis of the phenolic acids and flavonoids by the DAD - HPLC method was also performed. The maximal total contents of analysed groups of compounds in the fruit extracts were respectively: phenolic acids – 78.05 mg/100g DW and flavonoids – 352.61 mg/100g DW, in the leaves extracts: phenolic acids - ♀, september, 757.78 mg/100g DW; ♂, may, 613.79 mg/100g DW; flavonoids - ♀, may, 2278.35 mg/100g DW; ♂, may, 2916.04 mg/100g DW, and in the shoots extracts: phenolic acids - ♀, may, 589.51 mg/100g DW; ♂, may, 442.12 mg/100g DW; flavonoids - ♀, may, 2819.18 mg/100g DW; ♂, may, 1877.46 mg/100g DW. In the analysed extracts three phenolic acids: chlorogenic acid, neochlorogenic acid, cryptochlorogenic acid, and nine flavonoids: naringin, hyperoside, rutoside, isoquercetin, quercitrin, trifolin, quercetin, kaempferol and isorhamnetin were detected. Within the biotechnological research the initiation and optimization of in vitro culture conditions for the female (♀) and male (♂) S. rubriflora microshoots were performed. Furthermore, the qualitative and quantitative chromatographic analysis, of the lignans by the UHPLC – MS/MS method (max. total contents: ♀ - 220.70 mg/100g DW and ♂ - 250.92 mg/100g DW), the phenolic acids and flavonoids by the DAD – HPLC method (max. total contents of phenolic acids: ♀ - 187.71 mg/100g DW, ♂ - 211.56 mg/100g DW and max. total contents of flavonoids: ♀ - 397.26 mg/100g DW, ♂- 439.26 mg/100g DW) were performed. Under the research the studies on the antioxidant potential of the S. rubriflora in vivo material: fruits, leaves, shoots of female and male specimens and in vitro material: female and male microshoot cultures was analysed using CUPRAC and QUENCHER–CUPRAC methods for the first time.The insufficient knowledge of the chemical composition and the lack of biotechnological studies concerning the S. rubriflora species determine the subject of this work |as innovative