Search academic texts

Registration Number

0824U001130, PhD dissertation

Title

The connection of damage to the genome under different types of irradiation with the stimulation of the formation of pharmaceutical compounds of matricaria chamomilla l.

Author

Taras V. Halych,

popup.head Oleksandra Kravetc
popup.opponent Oksana O. Poronnik
popup.opponent Djamal Rakhmetov
popup.review Litvinov Sergiy V.
popup.review Bogdan Morgun

Status

Доктор філософії, 091, Біологія та біохімія

Date

15-02-2024

Description

Диссертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії 091 «Біологія» (09 – Біологія) – Інститут клітинної біології та генетичної інженерії – Київ, 2023. Дисертаційна робота присвячена дослідженню зв’язку ураження геному за різних типів опромінення із стимуляцією накопичення фармацевтичних сполук ромашки лікарської з лікарської сировини(суцвіть). У зв’язку із зростанням використання рослин в офіційній медицині, збільшується і різноманітність підходів до отримання більшої кількості лікарських речовин з цієї природної сировини. Поряд з пошуком нових видів, які мають лікувальні властивості, виведенням більш продуктивних сортів, використовується переорієнтація метаболізму організмів в бік збільшення необхідних для практики речовин. У той час як для вирішення цього питання генетична і метаболічна інженерія фокусуються на генетичній трансформації організмів, досвід вивчення захисних реакцій на дію стресових факторів вказує на можливість використання епігенетичних механізмів для переорієнтації метаболізму. Одним з ефективних підходів є використання іонізуючого та УФ-С опромінення. При гострому та хронічному опроміненні спостерігається зсув метаболічних процесів у бік утворення речовин вторинного метаболізму, до складу яких входить більшість радіопротекторів, що мають антиоксидантну, антиканцерогенну, імуномодулюючу і протизапальну дію та знаходять все ширше застосування в фармакології. Однією з основних складових розробки біотехнології підвищення виходу з рослинної сировини лікувальних речовин, зокрема, антиоксидантів, шляхом використання різних типів опромінення, є відбір генотипів з високою чутливістю до дії стресових факторів та з’ясування взаємодії молекулярно – генетичних механізмів, що визначають ці ефекти. Дослідження цих питань проведено на шести сортах Ромашки лікарської (Matricāria chamomīlla L.) європейської селекції з колекції Центральної станції лікарських рослин НААН України (Лубни) та ендемічних екотипах насіння, які одержано з насіннєвих станцій України. Увагу було спрямовано на молекулярно-генетичне підґрунтя стимуляції у різних генотипів двох технологічно важливих характеристик – врожайності фармацевтичної сировини (суцвіть) та нагромадження антиоксидантів у ній. Проведено вегетаційні, польові та лабораторні дослідження. Використано методи молекулярно–генетичного аналізу (ISSR–ПЛР і RAPD–ПЛР), біохімічні методи виділення антиоксидантів, методи лінійної статистики та кластерного аналізу. Виконання теми включало в себе ряд завдань, які були виконані в декілька етапів. Завданням першого етапу дослідження було встановлення з використанням методу генетичних маркерів зв’язку чутливості генотипів ромашки лікарської до різних типів опромінення з особливостями організіції їхнього геному. Була проведена оцінка поліморфізму первинної структури ДНК генотипів ромашки з використанням ISSR і RAPD маркерів з подальшим кластерним аналізом генетичної відстані між генотипами, що різняться стимуляцією продуктивності фармацевтичної сировини (суцвіть) та нагромадження низькомолекулярних антиоксидантів - флавоноїдів та фенолів. Проведений аналіз зв’язку ефективності двох типів опромінення по двом показникам підвищення продуктивності різних генотипів з мікросателітним поліморфізмом їхньої ДНК показав неоднозначні результати. Не виявлено суттєвого зв’язку між розмаїттям двох видів реакції восьми генотипів ромашки лікарської з їхнім ДНК-поліморфізмом по ISSR маркерам. Не виключно, що відсутність чіткого взаємозвязку вихідного ( у контролі) поліморфізму по ISSR маркерам і RAPD маркерам з напрацюваннм антиоксидантів пов’язано з відносно невеликою вибіркою генотипів Matricāria chamomīlla L., з якою проводили роботу. Між тим виявлено чіткий зв’язок між поліморфізмом ДНК по RAPD- послідовностям з продуктивністю фармацевтичної сировини ромашки лікарської. Досліджені вісім генотипів ромашки лікарської розділяються на три підкластери, два з яких реагують значимо на УФ-С опромінення, а один – на рентгенівське опромінення. Проведене дослідження виявило відсутність взаємозв’язку між стимуляцією певним типом опромінення продукції фармацевтичної сировини та нагромадженням антиоксидантів. Так, тільки при рентгенівському опроміненні сортів Азулена та Горал одночасно відбувалася стимуляція і врожайності суцвіть, і вмісту антиоксидантів. У сорту Перлина лісостепу спостерігалася стимуляція фармацевтичної сировини УФ-С опроміненням, в той час як підвищення вмісту флавоноїдів у сировині відбувалася при рентгенівському опроміненні. У сорту Кведлінбург стимуляція врожайності фармацевтичної сировини відбувалася при рентгенівському опроміненні, а стимуляція накопичення антиоксидантів спостерігалася при УФ- С опроміненні.