מאמר שיטה

תכולת פלבנואידים במהלך הצמיחה והתפתחות הפרחים של קלנדולה רפואית L.

DOI:

10.3791/67741

⸱

27 ביוני 2025

 ,  ,  ,  , 
1Posgrado en Fisiología Vegetal. Recursos Genéticos y Productividad, Colegio de Postgraduados-Campus Montecillo, 2Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, 3Posgrado en Botánica, Colegio de Postgraduados-Campus Montecillo, 4Posgrado en Fruticultura, Colegio de Postgraduados-Campus Montecillo

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כאן, אנו מציגים את השיטה הקולורימטרית של אלומיניום כלוריד, טכניקה אנליטית ישירה לקביעת פלבנואידים בקלנדולה מבחינה כמותית. גישה זו משתמשת בתגובה כימית פשוטה הכוללת טיפול בתמצית קלנדולה עם מגיב אלומיניום כלוריד, היוצר קומפלקס צבעוני. עוצמת הצבע, המוערכת באמצעות ספקטרופוטומטריה, נמצאת בקורלציה עם ריכוז הפלבנואידים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ציפורני חתול (Calendula officinalis L.) עם שימושים מרובים, בעיקר היישומים הרפואיים שלו בשל העושר והמגוון שלו במטבוליטים משניים, כגון פלבנואידים, בעלי תכונות אנטי דלקתיות ונוגדות חמצון. מחקר זה ניתח את צמיחת הצמח ואת התפלגות הביומסה, כמו גם את ריכוז הפלבנואידים הכולל בפרחים צינוריים, ליגוליים וראשי פרחים לאורך התפתחות הפרחים. . התחלה והתמיינות של פרחים התרחשו חמישה שבועות לאחר ההשתלה, בעקבות דפוס סיגמואיד של הצטברות ביומסה באיבריו כמו גם בגובה הצמח. איברים אוויריים הגיעו לביומסה מקסימלית של 76 גרם/גרם/צמח ביום ה-69. קצב הגידול האבסולוטי המקסימלי היה 2.38 גרם ליום לאחר 62 ימים, בעוד שקצב הגדילה היחסי הגבוה ביותר נרשם באיברי הרבייה ביום 48 (0.137 גרם לגרם ליום). פלבונואידים, שהתבטאו כמקבילים לקוורצטין, הדגימו ריכוזים גבוהים יותר בשלבים שנעו בין ניצני פרחים שעומדים להיפתח ועד ראשי פרחים שנפתחו לגמרי (145-177 מ"ג/גרם של חומר יבש). ממצאים אלה מדגישים את החשיבות של קציר בשלבים אופטימליים כדי למקסם את תכולת הפלבונואידים ולמנף את הפוטנציאל שלהם ליישומים טיפוליים ומסחריים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

העניין הגובר במטבוליטים משניים מצמחי מרפא מונע על ידי היישומים המגוונים שלהם בתעשיות תרופות, טיפוליות, קוסמטיקה ואחרות. ביניהם Calendula officinalis L., צמח עשבוני חד-שנתי ממשפחת המורכבים שמקורו באזור הים התיכון1 אך מתורבת באופן נרחב ברחבי העולם, זכה להכרה בשל השימושים השונים בפרחיו, כולל יישומי נוי, רפואה, תעשייה וקולינריה2. נכון לעכשיו, אנגליה היא היצרנית הגדולה בעולם של C. officinalis3.

ראשי הפרחים הם האיבר הנפוץ ביותר של צמח זה מכיוון שהם מכילים תרכובות ביו-אקטיביות כגון פלבנואידים, קרוטנואידים, טרפנואידים, שמנים אתריים, טאנינים, קומרינים, פחמימות וחומצות שומן 3,4,5,6. תרכובות טבעיות אלו תורמות לתכונות הפרמקולוגיות שלו, כולל השפעות אנטי דלקתיות, נוגדות חמצון, אנטי מיקרוביאליות וריפוי פצעים7. מבחינה היסטורית, C. officinalis, הידוע בכינויו ציפורני חתול, שימש במערכות רפואה מסורתיות כמו איורוודה והומאופתיה להקלה על מגוון רחב של מחלות, החל מפצעי עור והפרעות במערכת העיכול ועד לאי סדירות במחזור החודשי ומצבים דלקתיים8. יישומים מודרניים משתרעים על תעשיות התרופות, המזון והקוסמטיקה, שם תמציות קלנדולה משולבות בקרמים, סרומים, תמיסות ומערכות אספקת תרופות9. למרות מחקר מקיף, נותרו אתגרים בניצול מלא של הפוטנציאל הטיפולי של C. officinalis. שונות בריכוז התרכובות הביו-אקטיביות עקב גורמים סביבתיים וגידול מדגישה את הצורך בתהליכי מיצוי ופורמולציה סטנדרטיים. הפעילות הביולוגית של פלבנואידים וזיהויים ברקמות הצמח הם היבטים חיוניים של בקרת איכות10,11.

במקסיקו, גידול ציפורני חתול בעציץ מתרחש לעתים קרובות ללא הבנה מפורטת של תהליכי הגידול והתפתחות הפרחים שלו, ובכך מגביל את הביצועים הפיזיולוגיים שלו, התשואה והמתאם בין תרכובות ביו-אקטיביות לגורמים אגרונומיים. ריכוז ופיזור הפלבנואידים ברקמות הצמח מושפעים מתנאי הגידול והטיפוח, ומדגישים את החשיבות של חקר התהליכים הפיזיולוגיים וההתפתחותיים של מין זה.

מחקר זה נועד לנתח את התפלגות הביומסה ויחסי מקור השקע באיברי הצומח והרבייה של C. officinalis, לזיהוי אירועי התפתחות פרחים מרכזיים, ולכמת את ריכוז הפלבנואידים הכולל בראשי פרחים באמצעות שיטה מיקרוספקטרופוטומטרית המוצעת כאן. הממצאים נועדו לייעל את שיטות החקלאות ולשפר את איכות המוצרים המופקים מצמח זה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. חומרים ושיטות כלליות

  1. ניסוי שדה לאיתור התחלת פרחים
    1. הגדר את הניסוי בתנאי שטח. השתלת שתילי קלנדולה על שטח של 153 מ"ר עם צפיפות שתילה של צמחים למ"ר, במרווח של 60 ס"מ זה מזה.
    2. הקם את מערכת ההשקיה בטפטוף מקומית עם מד 16/8000 הערה: מנת הזרעים ששימשה בניסוי זה נקצרה מגנוטיפ יחיד, ולאחר מכן נבחרה בשיטת גידול הברירה ההמונית על פני שלושה מחזורי גידול קודמים. עבור אקלים ממוזג, זמן הזריעה הוא הטוב ביותר בעונת האביב, ואחריו השתלה כחודשיים לאחר מכן, כאשר השתילים מוכנים. השקיה מומלצת פעם בשבוע. יש להימנע ממזיקים ומחלות, ולבצע ניהול אגרונומי על פי צרכי היבול.
  2. אסוף דגימות מצמחים נבחרים כל יומיים, החל מ-14 יום לאחר ההשתלה. חפש את המריסטם האפיקלי תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי (כ-40X) על מנת לקבוע את תאריך הופעת פרימורדיום התפרחת.
    הערה: כאשר המריסטם הפרחוני (FM) מופיע לפחות במחצית מהדגימות, ניתן לרשום תאריך זה כגיל המתאים ל-FM. יחידת הניסוי לצפייה בהתחלת פרחים הייתה חמישה מריסטמים בצמח בודד, עם שמונה שכפולים (צמחים). ניתוח צמיחה והתפתחות פרחים
    1. אוספים את הקפיטולום האפיקלי כאשר הניצן הפרחוני נפתח.
      הערה: ודא שפרחי הליגולט נראים לעין.
    2. בצע אוספי איברים פרחוניים במהלך שבעת שלבי הפרחים האחרונים12 (איור 1).
      הערה: בניסוי זה נעשה שימוש בחמישה קפיטולומים משמונה צמחים שונים בכל שלב פנולוגי. בכל המקרים, הפרחים נאספו מהחלק האפיקלי של הצמח.
    3. דגימת צמחים שלמים שש פעמים במהלך המחזור הביולוגי.
    4. יבש את הדגימות שנאספו למשך 48 שעות. מדוד את המשקל היבש של איברי הצומח והרבייה.
      הערה: ייבוש מומלץ בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס בתנור במחזור אוויר.
    5. חשב את חוזק הכיור (SS) ופעילות השקיעה (SA) עבור איברי הצומח והרבייהכאחד 13.
      הערה: עבור SS ו- SA, השתמש בנוסחאות המקבילות ל- Absolute Growth Rate (AGR) ול- Relative Growth Rate (RGR), בהתאמה.
    6. התוויית עקומות גדילה באמצעות גיליון אלקטרוני.

2. כימות סך הפלבנואידים14

  1. יבש את החומר הצמחי בתנור אוויר מאולץ בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות.
  2. אחסן את החומר המיובש בשקיות נייר. שמור אותם בחושך בטמפרטורת החדר (RT).
  3. הקפיאו את החומר הצמחי באמצעות חנקן נוזלי כדי להכין אותו לטחינה.
  4. טוחנים את החומר הקפוא במכתש חרסינה עד שהוא מגיע למרקם אחיד.
    הערה: היזהר בעת טיפול בחנקן נוזלי, מכיוון שהוא עלול להתיז במגע עם החומר הצמחי.
  5. הכנת דגימה: שקלו 25 מ"ג של חומר יבש כתוש מכל דגימה. הוסף 500 מיקרוליטר של 80% מתנול.
  6. מיצוי פלבנואידים: דגרו את התערובת באולטרסאונד ב-70 מעלות צלזיוס למשך שעה. ואז צנטריפוגה אותו ב 731 גרם למשך 13 דקות15.
  7. הכן ציטוטים: קח 150 מיקרוליטר מהתמצית המתקבלת והוסף 37 מיקרוליטר של 80% מתנול.
  8. מערבבים 50 מיקרוליטר מהתמצית, 100 מיקרוליטר 10% אלומיניום כלוריד ו-100 מיקרוליטר 1 M אשלגן אצטט. הוסף מים מזוקקים כדי להביא את הנפח הכולל ל-5 מ"ל.
  9. הניחו לתמיסה לנוח 30 דקות בטמפרטורת החדר.
  10. . ספקטרופוטומטר שימש למדידת הספיגה ב-415 ננומטר.
  11. צור עקומת כיול: הכן תמיסת מלאי על ידי המסת 2.7 מ"ג קוורצטין ב-10 מ"ל של 80% מתנול. מהמלאי הזה, הכינו סדרה של 5 תמיסות קוורצטין בטווח של 50, 100,175, 250 ו-350 מיקרוליטר ודללו ל-10 מ"ל.
  12. הכן דגימות כיול: לכל תמיסת קוורצטין (500μL), הוסף 100 מיקרוליטר 10% אלומיניום כלוריד ו-100 מיקרוליטר 1M אשלגן אצטט, 1.5 מ"ל של 80% מתנול ו-2.8 מ"ל מים מזוקקים.
  13. תנו לתמיסה לנוח 40 דקות בטמפרטורת החדר.
  14. מדוד את הספיגה של דגימות הכיול ב-415 ננומטר עם הספקטרופוטומטר. רשום את ערכי הספיגה כדי לבנות את עקומת הכיול.
    הערה: השווה את ריכוז הפלבנואידים הכולל בפרחי קרניים, פרחים צינוריים וראשי פרחים שלמים. ניסוי זה השתמש בתכנון ניסוי אקראי לחלוטין עם חמש חזרות לכל טיפול. משתנה התגובה היה ריכוז הפלבנואידים; אמצעי הטיפול הושוו למבחן Tukey (SAS Institute, 2003).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

גידול C. officinalis הראה קינטיקה של הצטברות ביומסה סיגמואידית בכל הצמח ואיבריו. תצפית זו מתיישבת עם דיווחים של מחברים אחרים, המציגים באופן עקבי עקומת גדילה סיגמואידית. מבין איברי האוויר, הגבעולים צברו הכי הרבה ביומסה (איור 3). הצמיחה הראשונית בכל איברי האוויר הייתה איטית, עם פריחה והתפתחות ניצנים החל ביום 41. הצמח הגיע לביומסה המקסימלית שלו ביום ה-69, בממוצע 76 גרם לצמח.

ההתנהגות הקינטית של חוזק הכיור (SS) עבור איברי הצמח הראשי הוערכה מהאבקה עד 77 ימים ל...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

זוהו שני סוגים של פרחים, ליגולטי וצינורי (איור 5). מצאנו שפרחי ליגולט מכילים ריכוז נמוך יותר של פלבנואידים מאשר פרחים צינוריים, עם הבדלים שנעים בין 11% ל-53%. זה מצביע על כך שפרחים צינוריים צוברים יותר פלבנואידים מאשר פרחי ליגולט, מכיוון שלפרחים הצינוריים יש יותר ביומסה וריכוז גבוה יותר של תרכובות אלה.

כאשר הושוו שלבי התפתחות הפרחים של l, נמצא כי ריכוז הפלבנואידים בפרחי ליגולט נוטה להישאר קבוע, למעט בשלבים 10 ו-13, בהם נצפו ירידות...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ברצוננו להביע את תודתנו הכנה לד"ר מנואל חימנז ואסקז על תמיכתו שלא תסולא בפז בתחזוקת הצמחים בשדה. עזרתו הייתה חיונית להצלחת מחקר זה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
תנור במחזור אווירPrecision 17 GCA Corp.N/Aציוד
באג נקיAlternagroN/Aהדברת מזיקים חקלאיים עם שמנים ותמציות צמחים
מתנול בדרגה אנליטיתmerck822283Reagent
Nitrofoska מיוחד 12+12+17+2 MgO+8 SEUROCHEM7/548/CEE,1999/45/CENPK - דשן גרגירי מכיל: אמוניום חנקתי, מלחי אמוניום, פוספטים, מלחי סידן, אשלגן, במקרים מסוימים מגנזיום ויסודות קורט. 1H-פיראזול, 3,4-דימתיל-,פוספט (1:1)
PHC התחלה בריאהPHC מקסיקוN/APHC התחלה בריאה 12-16-12 הוא דשן לשיפור תזונת הצמח, צבע ומרץ.
קוורצטיןסיגמא-אולדריץ'204-187-1חומר סטנדרטי

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Vârban, D. A. N., Duda, M. M., Vârban, R., Muntean, S. The influence of the nutrition space upon the production, at Calendula officinalis L. in the conditions of Cluj-Napoca. , https://agricultura.usab-tm.ro/Simpo2008pdf/Volumul%201/Sectiunea%201/50%20Varban%20Dan.pdf (2006).
  2. Hindle, V. A., Mathijssen-Kamman, A. A., Stockhofe, N., Cone, J. W. The performance of young pigs fed different amounts of marigold (Calendula officinalis) meal; a pilot study. Netherlands J Agric Sci. 50, 83-94 (2002).
  3. Acosta De La Luz, L., Rodríguez, F. C., Sánchez, G. E. Instructivo técnico de Calendula officinalis. Rev Cuba Plantas Med. 6, 23-27 (2001).
  4. Komissarenko, N. Y., Chernobai, V. T., Derkach, A. I. Flavonoids of inflorescences of Calendula officinalis. Chem Nat Compd. 24, 675-680 (1988).
  5. Neukirch, H., Ambrosio, M. D., Via, J. D., Guerriero, A. Simultaneous quantitative determination of eight triterpenoid monoesters from flowers of 10 varieties of Calendula officinalis L. and characterisation of a new triterpenoid monoester. Phytochem Anal. 15 (1), 30-35 (2004).
  6. Muley, B. P., et al. Phytochemical constituents and pharmacological activities of Calendula officinalis Linn (Asteraceae): a review. Trop J Pharm Res. 8, 455-465 (2009).
  7. Vella, F. M., Pignone, D., Laratta, B. The Mediterranean species Calendula officinalis and Foeniculum vulgare as valuable source of bioactive compounds. Molecules. 29, 1-23 (2024).
  8. Sapkota, B., Kunwar, P. A. A review on traditional uses, phytochemistry and pharmacological activities of Calendula officinalis Linn. Nat Prod Commun. 19 (6), 1-22 (2024).
  9. Ejiohuo, O., Folami, S., Maigoro, A. Y. Calendula in modern medicine: advancements in wound healing and drug delivery applications. Eur J Med Chem Rep. 12, 100199(2024).
  10. Olennikov, D. N., Kashchenko, N. I. New isorhamnetin glycosides and other phenolic compounds from Calendula officinalis. Chem Nat Compd. 49, 833-840 (2013).
  11. Kurkin, V. A., Sharova, O. V. Flavonoids from Calendula officinalis flowers. Chem Nat Compd. 43, 216-217 (2007).
  12. Zhang, T., Elomaa, P. Development and evolution of the Asteraceae capitulum. New Phytol. 242, 33-48 (2024).
  13. Hunt, R., Causton, D. R., Shipley, B., Askew, A. P. A modern tool for classical plant growth analysis. Ann Bot. 90, 485-488 (2002).
  14. Chang, C., Yang, M., Wen, H., Chern, J. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. J Food Drug Anal. 10 (3), 3(2002).
  15. Meneses, R. J., et al. Optimización del proceso de extracción de flavonoides de flor de manzanilla (Matricaria recutita L). Agrociencia. 42, 425-433 (2008).
  16. Albani, M. C., Coupland, G. Comparative analysis of flowering in annual and perennial plants. Curr Top Dev Biol. 91, 323-348 (2010).
  17. Bernier, G. The control of floral evocation and morphogenesis. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 39, 175-219 (1988).
  18. Chaves, N., Escudero, J. C. Variation of Flavonoid Synthesis Induced by Ecological Factors. Principles and Practices in Plant Ecology. , CRC Press. Boca Raton. (1999).
  19. Treutter, D. Significance of flavonoids in plant resistance: a review. Environ Chem Lett. 4, 147-157 (2006).
  20. Vargas, D., et al. Cinética de acumulación y distribución de flavonoides en guayaba (Psidium guajava L.). Agrociencia. 40, 109-115 (2006).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים