Biology BulletinBiology BulletinИзвестия Российской академии наук. Серия биологическая1026-34703034-5367The Russian Academy of Sciences64781110.31857/S1026347024040092VHGVRQECOLOGYЭКОЛОГИЯResearch ArticlePhenolic compounds and spare carbohydrates content dynamics in seeds of the invasive species Acer negundo and the native species Acer tataricum in connection with their competitiveness in biocenosesДинамика содержания фенольных соединений и запасных углеводов в семенах инвазионного вида Acer negundo и аборигенного вида Acer tataricum в связи с их конкурентоспособностью в биоценозахSemenovaM. V.СеменоваМ. В.
Russian Federation
lab-physiol@mail.ruKondrat’evaV. V.КондратьеваВ. В.
Russian Federation
lab-physiol@mail.ruKuklinaA. G.КуклинаА. Г.
Russian Federation
lab-physiol@mail.ruOlekhnovichL. S.ОлехновичЛ. С.
Russian Federation
lab-physiol@mail.ruVoronkovaT. V.ВоронковаТ. В.
Russian Federation
lab-physiol@mail.ruFederal State Budgetary Institution of Science N.V. Tsitsin Main Botanical Garden of the RASФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН26102024452453028012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://medjrf.com/1026-3470/article/view/647811

Changes in the content of various phenolic carboxylic acids (FCC) – chlorogenic (HC), caffeic (CC), ferulic (FC), as well as the amounts of flavonoids and spare carbohydrates (monosaccharides, polysaccharides and starch) in the tissues of Acer tataricum and Acer negundo seed embryos (indigenous and invasive species, respectively) during their storage were studied from October to March (cold chamber, t° = +5°C, humidity 80%). There was a significant increase in the content of HC and the absence of CC in December-January in an aboriginal species with a long dormant period. In the invasive species A. negundo, which does not have a rest period, the level of HC also increased, but was ten times lower than in A. tataricum, while a high level of CC was identified. In terms of flavonoid content, the native species A. tataricum is ten times superior to the invasive A. negundo. The carbohydrate content in A. tataricum was about 40%, and in the tissues of A. negundo seed embryos about 15% and did not change during the entire storage period. The dynamics of the content of phenolic compounds and forms of spare carbohydrates, their relationship with the activation of metabolic processes and protective anti-stress mechanisms during the cold storage of seeds and competitiveness in biocenoses are discussed.

Изучали изменения в содержании различных фенолкарбоновых кислот (ФКК) – хлорогеновой (ХК), кофейной (КК), феруловой (ФК), а также суммы флавоноидов и запасных углеводов (моносахаридов, полисахаридов и крахмала) в тканях зародышей семян Acer tataricum и Acer negundo (аборигенный и инвазивный виды, соответственно) при их хранении с октября по март (холодная камера, t° = +5°C, влажность 80%). Отмечен значительный рост содержания ХК и отсутствие КК в декабре-январе у аборигенного вида с длительным периодом покоя. У инвазионного вида A. negundo, не имеющего периода покоя, уровень ХК также увеличился, но был в десять раз ниже, чем у A. tataricum, при этом идентифицирован высокий уровень КК. По содержанию флавоноидов аборигенный вид A. tataricum в десять раз превосходит инвазионный A. negundo. Содержание углеводов у A. tataricum составляло около 40%, а в тканях зародышей семян A. negundo около 15% и не менялось в течение всего периода хранения. Обсуждается динамика содержания фенольных соединений и форм запасных углеводов, их связь с активацией метаболических процессов и протекторных антистрессовых механизмов в период холодного хранения семян и конкурентоспособностью в биоценозах.

Acer tataricumAcer negundoseedsinvasive speciesphenolic carboxylic acidsflavonoidsspare carbohydratesAcer tataricumAcer negundoсеменаинвазионный видфенолкарбоновые кислотыфлавоноидызапасные углеводыПравительство РФGovernment of the Russian Federation122042600141-3Министерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-15-2021-678Бобина Е. А., Шишорина Л. А., Дьякова Н. А. Влияние антропогенного воздействия на накопление оксикоричных кислот в листьях крапивы двудомной, собранной в урбаноценозах Воронежской области // Смоленский медицинский альманах. 2021. № 1. С. 48–51.Бугрова, К. В. Доброкачественность и всхожесть семян клена ясенелистного и клена Гиннала // Научное творчество молодежи – лесному комплексу России: материалы X Всерос. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов; ред. С. В. Залесов [и др.]. – Екатеринбург: УГЛТУ. 2014. Ч. 2. С. 22–24.Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды в экосистемах Средней России. М.: ГЕОС. 2010. 512 с.Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Костина М. В. Клен ясенелистный (Acer negundo L.): морфология, биология и оценка инвазивности. М.: Т-во науч. изданий КМК. 2022. 218с.Волынец А. П. Фенольные соединения в жизнедеятельности растений. Минск: Беларусская наука. 2013. 283с.Воронина В. П., Долмонего М. А., Зарубина А. В. Биологические особенности видов рода клен (Acer) на урбанизированных почвах Нижнего Поволжья // Вестн. Бурят. гос.с.-х. акад. им. В. Р. Филиппова. Улан-Удэ. 2021. N 2(63). С. 69–76. https://doi.org/10.34655/bgsha.2021.63.2.010Дейнека В. И., Хлебников В. А., Сорокопудов В. Н., Анисимович И. П. Хлорогеновая кислота плодов и листьев некоторых растений семейства Berberidaceae // Химия растительного сырья. 2008. № 1. С. 57–61.Денисенко Т. А., Вишникин А. Б., Цыганок Л. П. Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Чокальтеу // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. № 4. С. 373–380. https://doi.org/10.15826/analitika.2015.19.4.012.Загоскина Н. В. Фенольные соединения: функциональная роль в растениях. М.: ИФР РАН, 2018. 443 с.Каштанова О. А., Ткаченко О. Б., Кондратьева В. В., Олехнович Л. С., Воронкова Т. В. Устойчивость таксонов конского каштана Aesculus к каштановой минирующей моли Cameraria ohridella // Субтропическое и декоративное садоводство. 2021. Вып. 79. С. 153–163. https://doi.org/10/31360/2225-3068-2021-79Кондратьева В.В, Семенова М. В., Олехнович Л. С., Воронкова Т. В., Енина О. Л. Клен ясенелистный (Acer negundo L.) как фактор воздействия на растительность речной поймы, физиологический аспект// Теоретические и прикладные аспекты организации проведения и использования мониторинговых наблюдений. Материалы международной научной конференции. Минск. 2023 С. 216–218.Куклина А. Г., Цыбулько Н. С. Фитохимический анализ генеративных органов и листьев Acer negundo и A. platanoides // Вестник ТвГУ. Серия “Биология и экология”. 2020. Вып. 1 (57). С. 139–148.Минеев В. Г. Определение растворимых углеводов фотометрически с пикриновой кислотой (модификация Соловьева) // Практикум по агрохимии. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ. 2001. С. 419–422.Седаева М. И., Лобанов А. И. Фенология и репродуктивная способность растений рода Acer L. в дендрарии Института леса им. В. Н. Сукачева (Красноярск) // Hortus Botanicus. 2018. Т. 13. С. 260–272.Blum U., Rebbeek J. Inhibition and recovery of cucumber roots given multiple treatments of ferulic acid in nutrient culture // J. Chem. Ecol. 1989. V. 15. P. 917–928.Boudet A.-M. Evolution and current status of research in phenolic compounds // Phytochemistry. 2007. V. 68. P. 2722–2735.Dixon R. A., Paiva N. L. Stress-induced phenylpropanoid metabolism // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1085–1097.Inoue T., Sakurai N., Nagai S. Studies on the constituents of Aceraceae plants (X). Isolation of flavonoid glycosides and a cerebroside from the leaves of Acer negundo // Shoyakugaku Zasshi. 1992. V. 46. № 3. P. 261–264.Kupchan S. M., Takasugi M., Smmith R. M., Steyn P. S. Tumor inhibitors. LXII. Structures of acerotin and acerocin. Novel triterpene ester aglycones from the tumor inhibitory saponins of Acer negundo (maple) // Journal of Organic Chemistry. 1971. V. 36. P. 1972–1976. https://doi.org/10.1021/jo00813a028Meng S., Cao J., Feng Q., Peng J., Hu, Y. Roles of chlorogenic acid on regulating glucose and lipids metabolism: a review // Evidence-based complementary and alternative medicine: eCAM, 2013. V. 2013 . Article ID801457, 11 p. http:// doi.org/10.1155/2013/801457Pourcel L., Routaboul J. M., Cheynier V., Lepiniec L., Debeaujon I. Flavonoid oxidation in plants: from biochemical properties to physiological functions // Plant Sci. 2007. V. 12. № 1. P. 29–36.Veselkin D. V., Kuyantseva N. B., Chashchina O. E., Mumber A. G., Zamshina G. A. Molchanova D. A. Levers of leafe damage by phyllophages in invasive Acer nugendo and native Betula pendula and Salix caprea // Russian Journal Ecology. 2019. V. 50. №.6. P. 511–516. https://doi.org/10.1134/S1067413619060134Zhao L., Cheng X. Comparative Analysis on Water Soluble Phenolic Substances in Male and Female Plant Leaves of Acer negundo L. // J. of Xinjiang Agricultural University. 1998. V. 3. P. 229–232.Zhao H. J., Zou Q. Protective effects of exogenous antioxidants and phenolic compounds on photosynthesis of wheat leaves under high irradiance and oxidative stress // Photosynthetica. 2002. V.40. P. 523–527.