Анотація до роботи:

Машковська С.П. Алелопатичні та біохімічні особливості видів роду Чорнобривці (Tagetes L.). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. – Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2002.

Дисертація присвячена системному дослідженню алелопатичної активності та біохімічного складу летких і водорозчинних екзометаболітів інтродукованих видів роду Чорнобривці (Tagetes L.) – чорнобривців прямостоячих (Tagetes erecta L.), чорнобривців розлогих (T. patula L.), чорнобривців відзначених (T. signata Bartl.), а також виявленню перспективних видів-донорів для розробки нових екологічно чистих фіторегуляторів росту вищих рослин.

Вперше вивчено динаміку біосинтезу і виділення в навколишнє середовище алелопатично активних сполук (фенокарбонових кислот, флавоноїдів, амінокислот та ефірних олій) органами T. erecta, T. patula й T. signata. Проведено оцінку алелопатичної і фітонцидної активності екзометаболітів рослин. Досліджено мікробіологічний та біохімічний склад ґрунту ризосфери видів Tagetes. Доповнено літературні дані стосовно перспектив використання інтродукованих видів Tagetes як фітосанітарних культур. Обґрунтовано перспективність використання видів Tagetes для оздоровлення ґрунту після вирощування айстр, гладіолусів і лілій, а також T. patula та T. signata – для санації приміщень. Показано перспективність вивчення ефірних олій T. patula і T. signata з метою їх застосування у практиці аромотерапії, а ефірної олії T. signata і T. lucida – для розробки фітогербіцидів. Запропоновано рекомендації щодо збору рослинної сировини видів Tagetes для фармацевтичних цілей, що дозволяє вдвічі підвищити її вихід.

1. Виявлена здатність вегетативних і генеративних органів T. erecta, T. patula й T. signata впродовж вегетаційного періоду біосинтезувати та виділяти в навколишнє середовище алелопатично активні сполуки, найбільший вміст яких продукувався листками, найменший – коренями. Встановлено два піки підвищення алелопатичної активності листків у фазах бутонізації та дозрівання насіння. Найвищу алелопатичну активність проявляли екзометаболіти T. signata, а найнижчу – T. erecta. Виділення пожнивних решток були менш активні, ніж вегетуючих органів.

2. Показана видоспецифічність дії екзометаболітів видів Tagetes на одно-(озима пшениця, кукурудза, ячмінь, пирій повзучий) і дводольні (амарант, крес-салат, гречка, квасоля, люпин, чорнобривці) тест-об’єкти, яка проявлялась у більшій алелопатичній чутливості останніх.

3. Визначено, що леткі виділення видів Tagetes проявляли вищу алелопатичну активність порівняно з водорозчинними, що обумовлено в першому випадку вмістом ефірних олій, і в другому – фенольним сполуками, зокрема фенолкарбоновими кислотами та флавоноїдами.

4. У складі екзометаболітів листків T. erecta, T. patula, T. signata виявлені кавова, галова, гентезинова, ванілінова, м-кумарова фенолкарбонові кислоти. Водночас у T. erecta і T. patula – м- і п- оксибензойні, а у T. patula і T. signata – протокатехова кислоти. Для листків T. erecta специфічними були о-кумарова, T. patula - сирінгова, T. signata – -резорцилова, п-кумарова, ферулова (транс- і цис- форми) кислоти. В кореневих ексудатах видів Tagetes визначено флоретинову, хлорогенову, м- кумарову кислоти. Крім того, ексудати T. erecta містили також 2,4-диоксибензойну, а T.signata – о-кумарову кислоти. Водні екстракти пожнивних решток видів Tagetes акумулюють п-оксибензойну, ванілінову, сирінгову, п-кумарову (цис-), п-кумарову (транс-) (крім T. signata), м-кумарову, о-кумарову (цис-), о-кумарову (транс-) (крімT. patula), ферулову і кофейну кислоти.

5. Найбільша кількість флавоноїдів визначена у листках виду T. patula в період бутонізації. У надземних органах чорнобривців ідентифіковано наступні флавоноїди: кверцетин-3-глікозид, кверцетин-3-рутинозид, кверцетагенин, кверцетин-пентаацетат, кампферол, морин, кверцетрин, кверцетин, рутин.

6. Однією із складових алелопатичного потенціалу чорнобривців, особливо на ранніх етапах розвитку, є амінокислоти. Між загальним вмістом вільних амінокислот і алелопатичною активністю екзометаболітів листків та коренів видів Tagetes встановлено пряму кореляцію. Листки T. erecta і T. patula нагромаджували такі вільні амінокислоти: аспарагінову, гліцин, гістидин, валін, а T. signata – крім зазначених, також фенілаланін та лейцин. Корені видів Tagetes виділяли лізин, гістидин, гліцин, тирозин, аспарагінову та глутамінову кислоти. У складі кореневих ексудатів T. patula і T. signata також було виявлено лейцин. Cпецифічними для кореневих виділень T. patula є аланін, а для T. signata – фенілаланін. Екзометаболіти коренів та листків чорнобривців акумулюють значну кількість найактивніших в алелопатичному відношенні амінокислот аспарагінову кислоту, гліцин, гістидин та тирозину, що відіграє важливу роль в утворенні фенолів. Кількісний і якісний склад біологічно активних сполук, які накопичувались у ґрунті при вирощуванні чорнобривців не спричиняли фітотоксичного ефекту та стимулювали розвиток агрономічно корисної мікрофлори ґрунту.

7. Складові компоненти летких екзометаболітів (ефірні олії) видів Tagetes виявляють видоспецифічні бактерицидні та фунгіцидні властивості. Антимікробна активність фітонцидів чорнобривців виявлена проти грампозитивних (Micrococcus albus, Sarcina flava, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus) і грамнегативних (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) бактерій, а також мікроскопічних грибів (Mucor mucedo, Fusarium solani, Aspergillus niger і Aspergillus flavus), що свідчить про широкий діапазон їх антимікробної дії. Встановлена пряма кореляція між фітонцидною та алелопатичною активністю рослин чорнобривців.

Публікації автора:

1. Головко Е.А., Машковська С.П. Динаміка алелопатичної активності деяких видів Tagetes L. // Наукові записки Тернопілького державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 1999. - №3 (6). – С.22-26.

2. Пида С.В., Машковська С.П. Донорно-акцепторна взаємодія між кореневими ексудатами проростків деяких видів Tagetes L. і Lupinus L.// Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 1999. - №4 (7). – С.32-36.

3. Машковська С.П. Алелопатичні особливості інтродукованих видів Tagetes L.// Інтродукція рослин. – 2000. – №1. – С.56-59.

4. Машковська С.П. Морфологічні та фізіолого-біохімічні особливості представників роду Tagetes L.// Науковий вісник Ужгородського національного університету. Серія: Біологія. – 2001. - № 9. – С.189-194.

5. Головко Е.А., Машковська С.П. Алелопатичне дослідження ґрунту при вирощуванні видів Tagetes L.// Матеріали Всеукр. наук. конф. “Екологічна наука і освіта в педагогічних вузах України”. – Умань: Наук. світ, 2000. – С.126-128.

6. Машковська С.П. Донорно-акцепторна взаємодія між кореневими ексудатами проростків деяких видів Tagetes L., Triticum L. i Zea L.// Матеріали XII Міжнар. конф. “Вивчення онтогенезу рослин природних і культурних флор у ботанічних закладах та дендропарках Євразії”. – Полтава: “Terra», 2000. – С.209 – 212.

7. Машковська С.П. Фенолкарбонові кислоти видів роду Tagetes L. // Матеріали Міжнар. конф. молодих вчених “Рослина і середовище”(26-28 вересня 2001 р., Харків). – Харків. – 2001. – С.92-94.

8. Машковська С.П. Ризосферна мікрофлора деяких видів Tagetes L.// Матеріали Міжнар. наук. конф. “Онтогенез рослин, біологічна фіксація молекулярного азоту та азотний метаболізм” (1-4 жовтня 2001 р., Тернопіль). – Тернопіль: Вид-во Тернопільського державного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка, 2001. – С.218 – 221.

9. Машковская С.П. Аминокислотный состав почвы под некоторыми видами Tagetes L.// Тез. VII Молодежн. конф. ботаников в С.-Петербурге (15 – 19 мая 2000). – С.-Пб.: Бояныч, 2000. – С.135.

10. Машковська С.П. Фенольні сполуки ризосферного ґрунту видів Tagetes L. // Тез. доп. VII конф. молодих вчених “Проблеми фізіології рослин та генетики на рубежі третього тисячоліття” (18-20 жовтня 2000 р., Київ). – К.: “ Україна – СВІТ”, 2000. – С.32.

11. Машковська С.П. Флавоноїди інтродукованих видів Tagetes L. // Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків України “Актуальні проблеми ботаніки та екології” (20-23 серпня 2001р., Зноб-Новгородське, Національний природний парк “Деснянсько-Старогутський). – Ніжин: Вид-во ТОВ Наука-Сервіс, – 2001. – С.93.

12. Дідик Н.П., Машковська С.П. Алелопатичний вплив ефірних олій деяких лікарських та пряно-ароматичних видів на пирій повзучий (Elytrigia repens (L.) Nevski) // Матеріали ІІ Міжнар. наук. конф. молодих дослідників (17–21 червня 2002 р.) – Умань: Вид-во Українськ. фітосоціол. центру, 2002. – С.161-162.

13. Машковська С.П., Вергун О.М. Гемаглютинуюча активність лектинів інтродукованих видів роду Tagetes L. // Там же. – 170-171.