Еколого-біологічні особливості і ефіроолійність видів роду Thymus L. на південному березі Криму

Размещено на http://www.allbest.ru

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ДЕРЖАВНИЙ НІКІТСЬКИЙ БОТАНІЧНИЙ САД

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

біологічних наук

03.00.05 - Ботаніка

Еколого-біологічні особливості і ефіроолійність видів роду Thymus L. на південному березі Криму

Корсакова Світлана Павлівна

Ялта - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному Нікітському ботанічному саду УААН (ДНБС) у відділі нових технічних і лікарських культур та агрометеорологічній станції "Нікітський сад".

Науковий керівник - доктор біологічних наук Работягов Валерій Дмитрович, ДНБС, зав. відділом нових технічних і лікарських культур.

Офіційні опоненти:

- Доктор біологічних наук Корженевський Владислав В'ячеславович, ДНБС, зав. відділом флори і рослинності;

- Кандидат біологічних наук Єна Андрій Васильович, Кримський державний аграрний університет, доцент кафедри ботаніки, фізіології рослин і мікробіології.

Провідна установа - інститут ефіроолійних і лікарських рослин УААН, м. Сімферополь.

Захист відбудеться " 16 " грудня 1998 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 53.369.01 з захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук при Нікітському ботанічному саді УААН за адресою: 334267, Україна, Крим, м. Ялта, Державний Нікітський ботанічний сад.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці ДНБС

Автореферат розісланий " 13 " листопада 1998 р.

Вчений секретарспеціалізованої вченої ради, к.б.н

С.Ю.Садогурський

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. При розробці лікарських засобів і препаратів з рослинної сировини створення сировинної бази для медичної промисловості набуває особливого значення. Важливе місце в цій проблемі займає пошук, всебічне вивчення і введення в культуру нових лікарських рослин. Одним з перспективних для використання в медицині, є вид чебрець (Thymus L.) з родини ясноткових (Lamіaceae). В зв'язку з тим, що сировина чебрецю для фармакопеї заготовляється, як правило, з дикорослих рослин і часто не відповідає основним стандартам, введення в культуру чебрецю має велике практичне значення. Культура чебрецю дозволить поширити можливості його використання.

Аналіз літературних джерел показав, що повного комплексного дослідження видів чебреців досі не проводилося. Надзвичайно обмежена також кількість окремих оригінальних робіт з його біології і особливо біохімії. Більша частина наявної літератури з групи рослин, яку ми розглядаємо, носить загальний оглядовий характер. Не вивченою є також проблема біологічної продуктивності. Тому створення більш урожайних видів і гібридів чебрецю з максимальною кількістю біологічно активних сполук в сировині залишається невирішеною і надто актуальною проблемою.

Вирішенню поставленого завдання в значній мірі сприяє використання перспективних методів створення вихідного матеріалу, досконалих критеріїв його оцінки та ефективних засобів відбору високопродуктивних генотипів, основаних на глибокому і всебічному вивченні продукційного процесу і факторів середовища, що визначають рівень накопичення ефірної олії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконані за тематичним планом Державного Нікітського ботанічного саду з 1995 по 1998 рр. з проблеми 02 "Залучити, вивчити і виділити перспективні для впровадження у виробництво види ефіроолійних, лікарських, пряноароматичних та красильних рослин, вдосконалити методи селекції і створити високопродуктивні сорти" (номер державної реєстрації 0197 U004319) і планом аспірантської підготовки.

Мета дослідження - пошук і виділення перспективних видів і форм шляхом порівняльного вивчення біоморфологічних, хімічних особливостей та утилітарних ознак 12 видів чебрецю в залежності від екологічних факторів.

Завдання дослідження:

- Вивчити особливості зростання і розвитку інтродукованих видів чебрецю і дати стислу ботанічну характеристику цих видів у нових умовах вирощування (Південний берег Криму), оцінити екотипи з комплексу морфобіологічних показників, виділити перспективні і рекомендувати їх для введення в культуру;

- Встановити компонентний склад ефірної олії 12 видів чебрецю, динаміку його накопичення в онтогенезі, визначити кількісну залежність основних компонентів і масової частки ефірної олії від екологічних умов в період цвітіння;

- Виявити основні структурні елементи продуктивності чебрецю і скласти її математичну модель;

- Узагальнити багаторічні агрометеорологічні дані за період вегетації чебрецю, на їх основі визначити кількісні показники вимог чебрецю до умов зовнішнього середовища і дати оцінку впливу останніх на продуктивність рослин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вивчений ступінь адаптації рослин чебрецю до нових умов і зроблено стислий ботанічний опис інтродуцентів в культурі на Південному березі Криму.

Досліджений онтогенез ценопопуляцій, визначена внутрішньовидова мінливість анатомо-морфологічних, господарсько-цінних і біохімічних ознак.

Вперше визначена кількість хромосом у Thymus camphoratus Hoffm. et Lіnk і T. rіchardіі Pers. Subsp. nіtіdus (Guss), синтезованих поліплоїдів і міжвидових гібридів.

Визначений хімічний склад ефірної олії 12 видів, що включають 15 екотипів чебрецю, причому для 8 видів вперше; вивчена динаміка накопичення ефірної олії та її основних компонентів в онтогенезі; на основі порівняльного вивчення компонентного складу ефірної олії чебрецю камфорного і евкаліпта виявлена їх подібність за хімічним складом і показана перспективність введення в культуру чебрецю камфорного як ефіроолійної рослини.

Вперше розроблена модель продуктивності чебрецю, основана на реакції генотипу чебрецю на екологічні умови, визначені складові ознаки продуктивності і частки впливу генотипу та екологічних факторів.

Вперше дана детальна характеристика вимог чебрецю до основних факторів середовища вирощування, визначені і математично обгрунтовані кількісні показники оптимальних і критичних умов формування урожаю та біосинтезу ефірної олії. Встановлені закономірності мінливості кількості і якості ефірної олії.

На підставі комплексних досліджень виділені чотири перспективні для введення в культуру високопродуктивні види чебрецю: T.camphoratus Hoffm. et Link. (ч. камфорний), T.vulgaris L. (ч. звичайний), T.pulegioides L. (ч. блошиний) і T.striatus Vahl. (ч. удаваноприземкуватий).

Практичне значення одержаних результатів. Створена математична модель продуктивності чебрецю, що показує залежність ознаки продуктивності від генотипу і факторів середовища, дозволяє прогнозувати продуктивність рослин в залежності від температури повітря і суми опадів, що, в свою чергу, сприяє підвищенню ефективності селекційного процесу.

Обгрунтована перспективність введення в культуру чебрецю камфорного як ефіроолійної і лікарської рослини, висловлена пропозиція вирощування його на півдні України.

Виділені високопродуктивні види чебрецю - ч. звичайний, ч. блошиний і ч. удаваноприземкуватий - є новими перспективними лікарськими культурами і можуть використовуватися як джерела ряду фенольних сполучень для фармацевтичної промисловості. Вимоги культури чебрецю до середовища зростання служать для оцінки агроекологічного фону польових дослідів, умов і результатів вирощування сировини у виробництві. Розроблені засоби первинної агротехніки вирощування чебрецю.

Особистий внесок в отримання результатів досліджень полягає в самостійній розробці і виконанні науково-дослідницької програми, обробці і аналізі експериментальних даних (1995-1998 рр.); в критичному аналізі, систематизації та обробці первинних даних фенологічних спостережень відділу Нових технічних і лікарських культур Державного Нікітського ботанічного саду в комплексі з багаторічними даними агрометеостанції "Нікітський сад" за період 1980-1994 рр., створенні бази даних, підготовці статей, рекомендацій і впровадженні у виробництво.

Разом з науковим керівником виконані: вибір об'єктів і методик дослідження, розробка і структура дисертаційної роботи.

Відбір і підбір матеріалів у зборах лікарських трав для дітей, що постраждали внаслідок Чорнобильської катастрофи; визначення антимікробної активності ефірної олії чебрецю проводили разом з Українським НДІ дитячої курортології і фізіотерапії, Першотравневим районним територіальним медичним об'єднанням (ПРТМО) (частка особистої участі - 10 %).

Апробація результатів. Матеріали досліджень були повідомлені на засіданнях відділу нових технічних і лікарських культур, вченої ради ДНБС (1995-1998 рр.); на науково-практичній конференції молодих вчених "Проблеми дендрології, квітництва, плодівництва" (Ялта, 1996, 1997); 6 Міжнародній науково-практичній конференції "Нетрадиційне рослинництво, екологія і здоров'я (Алушта, 1997); 4 Міжнародній конференції з медичної ботаніки (Київ, 1997); науково-практичній конференції до 110-річчя грязьолікарні "Мойнаки" (Євпаторія, 1997), на міжнародних курсах з моделювання "Crop Weather Modellіng" в Ізраїлі (1998 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 12 наукових робіт, в їх числі: три - у збірниках наукових робіт, сім - у матеріалах конференцій, один інформаційний листок і методичні рекомендації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, семи розділів, висновків і рекомендацій виробництву, викладена на 226 сторінках машинописного тексту, містить 17 таблиць, 45 рисунків і 18 додатків. В списку використаних джерел наведено 217 найменувань, в їх числі, 92 закордонні.

Основний зміст роботи

Зміст досліджень, умови і методика їх проведення

Дослідження проводилися в 1995-1998 рр. у відділі нових технічних і лікарських культур Державного Нікітського ботанічного саду (ДНБС) та агрометеорологічній станції "Нікітський сад", розташованої поблизу від дослідної ділянки. При аналізі основних фаз розвитку використовувались багаторічні дані з фенології відділу в комплексі з багаторічними даними агрометеостанції "Нікітський сад". Особливу вдячність за пропозиції з покращання роботи і цінні зауваження за змістом дисертації автор висловлює начальнику агрометеостанції "Нікітський сад", кандидату географічних наук Д.І.Фурса.

Як обєкти досліджень були використані 12 видів, що включають 15 екотипів чебрецю, отриманих по делектусам та інтродукованих в ДНБС: Thymus vulgarіs L. - інтродукційний номер 14232, ДНБС; T. vulgarіs L. - 53777, Німеччина; T. vulgarіs L. - 16275, Швейцарія; T. strіatus Vahl. - 32589, Італія,; T. pulegіoіdes L. - 32089, Італія; T. nіtens Lamott. - 33889, Франція; T. rіchardіі Pers. Subsp. nіtіdus (Gass) - 25889, Чехія; T. mastіchіna L. - 46389, Нідерланди; T. transcaucasіcus Ronn. - 16786, Грузія; T. kotschyanus Boіss. et Hoken. - 66574, 66974, Вірменія; T. serpyllum L. - 12786, Швейцарія; T. caucasіcus Wіlld. ex Ronn-16686, Грузія; T. camphoratus Hoffm. et Lіnk - 55377, Португалія; T. comosus Heuffel ex Grіseb. - 21989, Румунія.

Методика польових експериментальних досліджень відповідала вимогам Методики польових дослідів, прийнятої у ІЕЛР (Сімферополь, 1977). Обробку даних мікрокліматичних і агрометеорологічних спостережень проводили за методиками Л.С.Кельчевської (1971), Н.І.Сініциної (1973). При опису життєвих форм, особливостей пагоноутворення у різних видів чебрецю використовували роботи Ол.А.Федорова (1962), І.Г.Серебрякова і Т.І.Серебрякової (1969), В.Н.Голубєва ( 1968, 1973), Яласа (J.Jalas, 1972), М.В.Клокова (1973), Ю.Л.Меницького (1978), Е.Е.Гогіной (1990).

Фенологічні спостереження за ростом і розвитком об'єктів досліджень проводили за методикою І.Н.Бейдемана (1974) з деякими змінами і доповненнями стосовно до культури, вивчення біологічних особливостей цвітіння - за методикою А.Н.Пономарьова (1960).

Статистична обробка одержаних результатів проведена методами кореляційного, регресійного та трьохфакторного дисперсійного аналізів на персональному комп'ютері ІBM Pentіum 166 MMX (Доспєхов, 1968; Маурінь, Лієпа, 1971; Зайцев, 1973; Афіфі, 1982; Бороєвич, 1984; Сміряєв, Гохман, 1985; Дюк, 1997). ефірна олія чебрець біосинтез

Біологічні особливості чебрецю на південному березі Криму

Комплексне вивчення еколого-біологічних особливостей видів чебрецю в нових умовах вирощування дозволило встановити, що інтродуценти проходять повний цикл розвитку (від початку вегетації до дозрівання насіння) в середньому за 88 - 121 день. Результати досліджень відображені за допомогою сполученого феноспектра . В залежності від тривалості фаз онтогенезу і строків цвітіння, всі вивчені види розділені на чотири феногрупи: ранньоквітучі, середньоквітучі, пізньоквітучі і окремо в четверту групу виділений чебрець камфорний, що відрізняється більш пізніми строками цвітіння і дозрівання насіння. Аналіз даних показав, що початок цвітіння найбільш ранньоквітучих видів спостерігається в перших числах травня, при підвищенні середньодобової температури повітря до 12-13 С (T. rіchardіі ssp. nіtіdus, T. caucasіcus). Пізніше, у другій декаді травня, коли повітря прогрівається до 16 С і вище, зацвітають T. vulgarіs, T. strіatus, T. mastіchіna, T. transcaucasіcus, T. kotschyanus, T. serpyllum, T. comosus, T. pulegіoіdes. При кінці травня - на початку червня, при середньодобовій температурі повітря 19-20 С, починається розкривання перших квіток у T. nіtens, T. camphoratus. Добовий ритм розпускання квіток чебрецю має один максимум - в дев'ять - десять годин ранку. Оптимальними умовами є температура повітря 19-20 С і відносна вологість 55-65 %.

Масове цвітіння ранньоквітучих видів настає при накопиченні сум активних температур повітря вище 5 С близько 708 С, середньоквітучих - 871 С, пізньоквітучих - 966 С і чебрецю камфорного - 1233 С. Поновлення вегетації в усіх досліджуваних видів настає при підвищенні середньодобової температури повітря до 5 С. Фізіологічний мінімум фази бутонізації для чебрецю звичайного склав 10.5 С, а для чебрецю камфорного - 11.8 С. Нижня межа для початку цвітіння цих видів відповідно склала 14.9 С і 16.8 С. Проведені дослідження підтверджують біологічну потребу чебрецю камфорного в більш високих рівнях температур, необхідних для нормального розвитку і наставання фаз бутонізації і цвітіння, що необхідно враховувати при районуванні цього виду. Дані середніх багаторічних сум активних температур повітря вище 5 С можуть бути використані при складанні прогнозу наставання основних фаз розвитку чебрецю.

Для виявлення критичних періодів потреби чебрецю до вологи був використаний метод регресійного аналізу, на основі якого одержано рівняння зв'язку:

Y=0,35+0,007 X₁+0,005 X₂, (1)

Де Y - урожай сировини з 1 м²; Х₁ - сума опадів за липень і серпень (мм); Х₂ - сума опадів за травень (мм) з коефіцієнтом кореляції R=0.830 0.080 і встановлено два критичних періоди, відповідальних за формування урожаю сировини: літнє відростання пагонів другої генерації в липні-серпні і період інтенсивного росту весною, в травні.

Біохімічна характеристика ефірної олії чебреців на південному березі Криму

Олія чебрецю локалізована у восьмиклітинних, чотири-, дво- та одноклітинних залозках по всіх органах рослини: стеблі, листках, віночках, чашечці, прицвітках. Переважне значення мають великі восьмиклітинні залозки, що являють собою вісім олієутворювальних клітин. Відрізнявся великою кількістю цих залозок чебрець камфорний. Середній розмір залозок у більшості видів становив 60-80 мкм. Найбільше число залозок виявлено у міжребер'ї чашечки, найменше - на поверхні стебла. Існує тісний зв'язок між масовою часткою ефірної олії та кількістю ефіроолійних залозок у міжребер'ї чашечки і на поверхні листової пластинки. Види з більшою кількістю залозок характеризуються більш високою масовою часткою ефірної олії. У видів з незначним числом залозок відзначено низький вміст масла. Отримані результати добре узгоджуються з даними П. А. Нестеренко (1935) по розмарину і В. Д. Работягова (1983) по лаванді. Найбільша кількість олії синтезується в суцвіттях, дещо менше її у листках і практично відсутня в стеблах. У більшості вивчених видів суцвіття складали більшу частину квіткової сировини. Відрізнялися від інших видів чебрець звичайний (53777) і чебрець удаваноприземкуватий, в яких частка листків становила 40-50 %. Крім того, в листках чебрецю камфорного та чебрецю удаваноприземкуватого було відзначено досить високий вміст ефірної олії (4-5 % від сухої речовини), що викликає інтерес для селекції.

Масова частка ефірної олії чебрецю варіює в широких межах - від 0.4 % у чебрецю повзучого до 10.1 % у чебрецю камфорного. Кореляційний аналіз не виявив зв'язку між урожайністю та масовою часткою ефірної олії (r=0.01), що свідчить про незалежне успадкування цих ознак і можливості одержання генотипів, що поєднують високу урожайність з високим вмістом масової частки ефірної олії. Проте, виявлений прямий кореляційний зв'язок між продуктивністю і масовою часткою ефірної олії (r=0.55), що дозволяє вести селекційний відбір рослин за високим вмістом ефірної олії у генотипів. Виділено чотири види, що мають певну цінність (табл. 1) - ч. камфорний, ч. удаваноприземкуватий, ч. блошиний і ч. звичайний (53777).

Внаслідок біохімічних досліджень в ефірній олії чебрецю ідентифіковано 25 компонентів. Домінуючими є тимол, карвакрол, ліналоол і 1.8-цінеол (табл. 2). Встановлено, що максимальний вихід тимолу відмічений на початку цвітіння. В динаміці вмісту ліналоолу виділені два максимуму - на початку і в кінці цвітіння. Максимальна кількість 1.8-цінеола відзначена у фазі масового цвітіння. Визначені фізико-хімічні показники ефірної олії 12 видів чебреців в умовах

Таблиця 1

Характеристика видів чебрецю з основних утилітарних ознак (1995-1997 рр.)

Інтродуційний номер	Вид	Походження	Урожай сировини з 1 рослини, г	Масова частка ефірної олії, % від	Продук тивність1 рослини, г	Вміст основного компоненту ефірної олії, %
				сирої маси	абсолютно сухої маси
14232	T.vulgaris	ДНБС	200-680	0,25-0,41	0,66-2,06	0,5-2,8	Тимол 59,8
53777	T.vulgaris	Німеччина	142-690	0,30-0,59	1,03-2,22	0,4-4,1	Тимол до 80,0
16275	T.vulgaris	Швейцарія	98-300	0,20-0,64	0,57-2,82	0,2-1,9	Ліналоол до 90,0
32589	T.striatus	Італія	180-540	0,34-1,25	1,03-4,03	0,6-6,8	Тимол до 74,0
32089	T.pulegioides	Італія	230-870	0,36-0,90	1,09-3,18	0,8-7,8	Тимол до 73,0
33889	T.nitens	Франція	200-380	0,42-0,76	1,24-2,17	0,8-2,9	Тимол 66,1
25889	T.richardii ssp.nitidus	Чехія	90-110	0,88-1,24	3,00-6,20	0,8-1,4	Тимол 55,7
46389	T.mastichina	Нідерланди	110-200	0,35-0,60	1,25-2,33	0,4-1,2	Карвакрол 59,3
16786	T.transcau-casicus	Грузія	30-84	0,45-1,00	0,83-3,13	0,1-0,8	Карвакрол 62,5
66574	T.Kotschyanus	Вірменія	200-400	0,34-0,54	1,03-1,76	0,7-2,2	Тимол 69,9
66974	T.kotschyanus	Вірменія	160-244	0,48-0,60	1,35-2,12	0,8-1,5	Тимол 66,5
12786	T.serpyllum	Швейцарія	56-120	0,02-0,10	0,04-0,37	0,0-0,1	Тимол 28,3
16686	T.caucasicus	Грузія	160-200	0,34-0,64	0,97-2,70	0,5-1,3	Ліналоол 83,6
55377	T.camphoratus	Португалія	80-534	0,74-4,56	2,07-10,1	0,6-10,	1,8-Цінеол до 80,0
21989	T.comosus	Румунія	200-350	0,38-0,98	1,27-2,97	0,8-3,4	Тимол 74,4

Південного берега Криму. При розгляді фізичних констант олії, одержаних на різних стадіях онтогенезу, спостерігалася загальна закономірність у змінюванні олії - підвищення щільності і коефіцієнта рефракції від фази бутонізації до дозрівання насіння.

Досліджені екотипи чебреців згруповані за синтезом терпеноїдів. Перша група видів - тимол-карвакрольна, складається з двох хемотипів: тимольного (синтезує тимол в межах від 48 до 80 %) та карвакрольного (карвакрола до 63 %).

Друга група - ліналоольна (ліналоола від 70 до 90 %). І третя - цінеольна (кількість 1.8-цінеола досягає 70-80 %). Цікаво відзначити, що серед зразків чебрецю звичайного виявлено дві хемораси, що синтезують тимол до 80% і ліналоол до 90 %, що свідчить про незалежне успадкування цих ознак (терпеноїдів) і можливості створення нових генотипів рослин з заданим хімічним складом.

Таблиця 2. Вміст основних компонентів ефірної олії видів чебреців у фазі масового цвітіння

	В и д и ч е б р е ц ю
Компоненти		T.vulgaris	T.striatus	T.pulegioides	T.nitens	T.richardii	T.mastichina	T.transcaucasicus	T.kotschyanus	T.serpyllum	T.caucasicus	T.camphoratus	T.comosus
	1	2	3
-Пінен	0,7	0,9		0,4	0,7	1,0	1,2	0,7	3,1	0,7	0,3		0,2
Камфен	0,4	0,1		0,3	0,6	0,2	0,9	0,3	0,7	0,1	0,3
-Пінен	0,2	0,2		0,1	0,3	0,2	0,2	0,2	0,4				1,0
Сабінен	0,1	0,1		0,1	1,3	0,2	0,2	0,1	1,1				0,9	2,0
Мірцен		0,1		0,1			0,1	0,1	0,1	0,9			0,5	0,5
-Терпінен	1	1,2	0,1	0,8	1,2	1,2	1,6	0,8	2,5	0,8	0,3
Лимонен	0,3	0,3		0,2		0,3	0,3	0,2	0,3		0,5		0,5
1,8-Цінеол	0,3	0,4	0,1	1,0	1,6	1,5	1,2	1,0	1,6	1,0	1,7		73,5	1,2
-Терпінен	8,4	9,9	1,1	7,7	11,1	6,8	14,4	6,2	9,4	7,6	1,8	0,3		2,1
n-Цимол	13,9	12,5	0,8	11,6	19,8	9,5	9,0	4,6	4,2	5,0	5,6	0,2	0,7	6,7
Камфора	1,3			0,8		0,3	1,0		0,1		0,3			1,0
Ліналоол	1,8	1,9	76,0	2,9	3,1	2,8	2,3	2,4	0,7	3,0	4,1	83,6	3,6	3,2
Каріофілен	1,9	2,4	0,9	3,4	0,7	1,3	1,0		1,0	1,0	12,9	1,2	0,2
Терпін.-4-ол		0,3		1,1	0,6	1,0	1,6		0,5	1,2	0,3		1,4	1,1
-Терпінеол										0,2		0,6	6,4
Борнеол	0,6	0,3		1,2	1,8	0,5	1,4	0,2	1,8	1,8	4,8		0,6	0,7
Тимол	59,8	59,1	16,7	58,2	48,0	66,1	55,7	16,2	2,2	69,9	28,3	11,8	1,3	74,4
Карвакрол	3,1	3,9	0,9	2,4	1,8	2,7	1,7	59,3	62,5	3,1	1,9	1,1	0,2	4,4

Моделювання взаємодії видів чебрецю з екологічними факторами. Відомо, що між видами і навколишнім середовищем постійно відбувається взаємодія. Величина ознаки (фенотипу) залежить від двох факторів: спадкового, зумовленого генотипом і неспадкового, зумовленого середовищем.

Для комплексної оцінки фенотипу з метою виділення перспективних видів, найбільш стійких до впливу екологічних факторів, була розроблена модель продуктивності чебрецю (табл. 3). Виявлено, що масова частка ефірної олії на 79 % зумовлена генотипом. Протягом вегетації від фази бутонізації до дозрівання насіння спостерігалося поступове зниження синтезу ефірної олії. На відміну від масової частки ефірної олії, на продуктивність чебрецю впливають як генотип, так і екологічні фактори. Показано, що частка впливу генотипу склала 53 %, а екологічних факторів - 33 %. Найбільша продуктивність рослин чебрецю спостерігається в період цвітіння. Дисперсійний аналіз підтвердив перспективність чотирьох виділених видів: ч. камфорного, ч. удаваноприземкуватого, ч. блошиного і ч. звичайного (53777). Виділені зразки розмножені живцюванням, включені у селекційний процес, створений маточник. Аналіз ефіроолійності в основні фази розвитку за 1995-1997 роки показав, що оптимальні умови для синтезу ефірної олії чебрецю характеризуються середньою температурою повітря 17-19 С і кількістю опадів, що не перевищують 5-10 мм за міжфазовий період.

Таблиця 3

Модель дисперсійного аналізу видів роду чебрець

Джерело мінливості	Ступінь свободи	Середній квадрат	Очікуване значення середнього квадрату
Повторності (R)	r-1
Роки (G)	g-1	М1	2e+r2vgf+rf2vg+rv2gf+rvf2g
Фази (F)	f-1	M2	2e+r2vgf+rg2vf+rv2gf+rvg2f
Види (V)	v-1	M3	2e+r2vgf+rf2vg+rg2vf+rfg2v
G-F	(g-1)(f-1)	M4	2e+r2vgf+rv2gf
V-G	(v-1)(g-1)	M5	2e+r2vgf+rf2vg
V-F	(v-1)(f-1)	M6	2e+r2vgf+rg2vf
V-G-F	(v-1)(g-1)(f-1)	M7	2e+r2vgf
Помилка (V-R)	(v-1)(r-1)fg	M8	2e

Чебрець камфорний - нова перспективна ефіроолійна і лікарська рослина

З вивчених видів найбільший інтерес як ефіроолійна і лікарська рослина викликає чебрець камфорний, інтродукований з Португалії. Вивчення анатомії, біології і біохімії популяції чебрецю камфорного дозволило виявити значні відмінності не тільки за середніми показниками ефіроолійності, але і за іншими утилітарними ознаками. Виділені перспективні форми з високим вмістом ефірної олії, рекомендовані для введення в культуру на півдні України (табл. 4).

Таблиця 4

Характеристика основних господарсько-цінних ознак виділених сортозразків чебрецю камфорного (1995-1997 рр.)

Номер	Урожай	Масовa	частка	Збір ЕО		Вміст основних
сорто-	сирови-	эфірної	олії,	(в пере-		компонентів,
зразка	ни, ц/га	%	від	рахунку),		%
		сирої маси	абсолютно сухої маси	кг/га	1,8-цинеол	ліналоол	-терпінеол
5/41-5	72	2,28	7,48	163,9	74,1	2,1	6,0
5/56-4	43	2,28	6,16	98,3	75,0	2,3	5,1
2/5 -6	39	2,25	6,25	87,2	74,0	2,6	8,3
5/29-1	48	2,28	5,18	110,4	74,4	2,9	6,7

Визначені основні ознаки продуктивності чебрецю камфорного: число залозок, кількість квіток, маса і діаметр центрального суцвіття. Це дозволяє здійснити направлений підбір батьківських пар для схрещування і створювати нові форми чебрецю, що мають широку генетичну пристосованість і поєднують високу ефіроолійність з максимальним вмістом цінних компонентів. Вивчення хімічного складу ефірної олії чебрецю камфорного показало його подібність з маслом евкаліпта. На відміну від останнього, в ефірній олії чебрецю камфорного відсутній ?-феландрен, який викликає побічні алергічні реакції.

Стисла ботанічна характеристика дванадцяти видів чебрецю

На основі комплексного дослідження зроблено стислий опис анатомо- морфологічних, біологічних і цитогенетичних особливостей 12 видів чебрецю з різних країн світу в умовах Південного берега Криму.

Визначені органолептичні і фізико-хімічні показники ефірної олії інтродуцентів (колір, запах, розчинність, щільність, коефіцієнт рефракції, масова частка). Детально вивчений і наведений компонентний склад їх олії. Для кожного виду визначено соматичне число хромосом, для T. camphoratus Hoffm. et Lіnk і T. rіchardіі Pers. Subsp. nіtіdus - вперше.

Висновки

1. Розширена колекція видів роду Thymus L.: інтродуковані шість нових видів чебрецю (T. argaeus Boіss et Bal., T. longіcaulіs C. Presl, T. capіtellatus Hoffm. et Lіnk, T. zygіs Loefl ex L. ssp. sylvestrіs, T. pannonіcus All., T. cіtrіodorus Pers.), створені міжвидові гібриди та поліплоїдні форми. Виявлені широкі можливості формоутворювального процесу анатомо-морфологічних і фізіолого- біохімічних ознак і властивостей. Доведена перспективність використання одержаних форм як нового вихідного матеріалу для інтродукції і селекції.

2. Виявлено два критичних періоди в потребі чебрецю до вологи, відповідальних за формування урожаю сировини: літнє відростання пагонів другої генерації (липень-серпень) і період інтенсивного росту весною (травень). При відсутності значних опадів (більше 10 мм) в ці періоди, для підвищення урожаю квіткової сировини чебрецю, необхідно проводити вегетаційні поливи нормою, що забезпечує зволоження грунту не нижче 70-80% НВ (найменшої вологоємності).

3. Поновлення вегетації в усіх досліджених видів настає при підвищенні середньодобової температури повітря до 4.5 С. Фізіологічний мінімум температур для фази бутонізації T. vulgarіs становить 10.5 С, T. camphoratus - 11.8 С; для початку цвітіння відповідно становить 14.9 С і 16.8 С. Масове цвітіння ранньоквітучих видів настає при накопиченні сум активних температур повітря вище 5 С близько 708 С, середньоквітучих - 871 С , пізньоквітучих - 966 С і чебрецю камфорного - 1233 С. Це необхідно враховувати при складанні прогнозу цвітіння і районуванні чебрецю.

4. Визначені оптимальні значення метеоелементів, необхідних для інтенсивного цвітіння і біосинтезу ефірної олії чебрецю. Максимальна кількість розкритих квіток спостерігалася при температурі повітря 19-20 С і відносній вологості 55-65 %. Найбільші значення масової частки ефірної олії відзначені при середній температурі повітря 17-19 С і кількості опадів, що не перевищує 5-10 мм за міжфазовий період.

5. Розроблена модель продуктивності чебрецю:

X = V + m + f + Vf + g + Vg + fg + Vfg + e,

_______________ ____ _______________ __

генетичний ефект ефект взаємодія ефект

еколо- вид - випадкових

гічних середовище причин

факторів

що дозволяє визначити механізм накопичення ефірної олії і взаємозв'язок системи продуктивності та її елементів з гідротермічними факторами. На продуктивність чебрецю впливають як генотип (52.9 %), так і фактори середовища (32.7 %). На відміну від продуктивності, масова частка ефірної олії в значній мірі зумовлена генотипом (79.2 %).

6. Продуктивність чебрецю камфорного корелює з числом залозок, кількістю квіток, масою і діаметром центрального суцвіття, що дозволяє здійснювати направлений підбір батьківських пар для схрещування і створювати нові високопродуктивні сорти чебрецю, що мають широку пристосованість і поєднують високу ефіроолійність з максимальним вмістом цінних компонентів.

7. Дослідження біосинтезу основних компонентів показало, що накопичення тимолу і ліналоолу в ефірній олії чебрецю в значній мірі залежить від фази розвитку і погодних умов. Максимальний синтез тимолу у тимольній групі (T. vulgarіs, T. pulegіoіdes, T. strіatus) відзначався на початку цвітіння. Динаміка вмісту ліналоолу у ліналоольній групі (T. vulgarіs (16275)) мала два максимуму - на початку і в кінці цвітіння. Максимальна кількість 1.8-цінеолу у цінеольній групі (T. camphoratus) відзначена у фазі масового цвітіння. Вплив умов погоди на вміст основних компонентів в ефірній олії чебрецю підтверджується їх кореляційними зв'язками.

8. Вивчення популяції чебрецю камфорного виявило наявність двох біотипів: двостатевого і з недорозвинутою чоловічою сферою (ЦЧС). Рослини з ЦЧС мають підвищену ефіроолійність і продуктивність, що представляє великий науковий та практичний інтерес.

9. Порівняльне вивчення компонентного складу ефірної олії чебрецю камфорного і евкаліпта показало схожість основних терпенових сполучень досліджуваних масел. На відміну від масла евкаліпта, в ефірній олії чебрецю камфорного ?-феландрен не виявлений, що дозволяє рекомендувати його для вирощування на півдні України як нової цінної лікарської і ефіроолійної рослини.

10. Результати дослідження впливу екологічних факторів на розвиток чебрецю показали доцільність культивування чебрецю з метою одержання біомаси в масштабах, що забезпечують потреби фармацевтичної промисловості в сировині. Це дозволяє ставити питання про впровадження на півдні України виділених видів рослин: ч. камфорного, ч. блошиного, ч. удаваноприземкуватого і ч. звичайного.

Рекомендації виробництву

1. Для сівби використовувати свіжозібране насіння чебрецю або з терміном зберігання не більше двох-трьох років. Сівбу насіння в польових умовах краще всього проводити в першій декаді травня з глибиною закладання 0.5 - 1.0 см або поверхневим способом. Для відбору і оцінки посівного матеріалу роду Thymus L. використати рівняння регресії W=-49.1+169.5 P_y, де W - схожість, Р_y - щільність.

2. При визначенні строків проведення агротехнічних заходів вирощування слід враховувати, що весняне поновлення вегетації чебрецю починається при стійкому переході середньодобової температури повітря понад 5 С.

3. Збір лікарської сировини необхідно проводити при сухій погоді в період масового цвітіння. Збирання чебрецю звичайного, удаваноприземкуватого і блошиного слід починати при накопиченні активних температур повітря вище 5 C близько 900 C, чебрецю камфорного - 1250 С.

4. При плануванні селекційно-генетичних робіт необхідно виходити з того, що добовий ритм розкриття квіток чебреців має один максимум о дев'ятій-десятій годині ранку. Підбір батьківських пар для схрещування слід здійснювати з урахуванням успадкування основних ознак продуктивності і біологічних особливостей (рослини з недорозвинутою чоловічою сферою (ЦЧС) мають підвищену ефіроолійність і продуктивність).

Список основних робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Корсакова С.П. Влияние экологических факторов на биологию цветения чабреца // Бюлл. Гос. Никитск. бот. сада. - 1997. - Вып. 78. - С. 50-54.

2. Корсакова С.П. Особенности онтогенеза чабреца камфорного в условиях Южного берега Крыма // Бюлл. Гос. Никитск. бот. сада. - 1997. - Вып. 78. - С. 55-57.

3. Работягов В.Д., Хлыпенко Л.А., Корсакова С.П. Чабрец камфорный - перспективное эфиромасличное и лекарственное растение //Особенности акклиматизации многолетних интродуцентов, накапливающих биологически активные вещества. - Краснодар: КГАУ каф. общ. биол. и экол. - 1995. - С. 197-199.

4. Корсакова С.П., Работягов В.Д. Новые перспективные лекарственные растения: Информ. листок. - Симферополь: Крым ЦНТЭИ, 1998. - N 2-98. - 4 с.

5. Методические рекомендации по возделыванию и переработке чабреца камфорного / Работягов В.Д., Фурса Д.И., Корсакова С.П. - Ялта, 1997. - 15 с.

6. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Виноградов Б.А. Изучение компонентного состава эфирного масла некоторых видов чабреца, интродуцированных в ГНБС // Матер. ІY Междунар. конференции “Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства, виноградарства и виноделия". - Том 1. - Ялта, 1996. - С. 90-93.

7. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Хлыпенко Л.А. Изучение биологии прорастания семян рода Чабрец при интродукции на Южном берегу Крыма // Матер. ІY Междунар. конференции "Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства, виноградарства и виноделия". - Том 1. - Ялта, 1996. - С. 94-96.

8. Корсакова С.П. О влиянии погодных условий на накопление эфирного масла у чабреца в период активной вегетации // Матер. Y Междунар. конференции "Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства". - Часть ІІ, Цветоводство. - Ялта, 1997. - С. 44-48.

9. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И. Интродукция новых видов рода Thymus L. // Матер. 6 Междунар. науч.-практич. конф. "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье”. - Симферополь. - 1997, Гл. 6-8. - С. 558.

10. Корсакова С.П. Чабрец камфорный - перспективное лекарственное растение // Грязелечебница "Мойнаки"/ Тез. докл. научно-практич. конф. к 110-летию грязелечебницы "Мойнаки". -Евпатория. - сентябрь 1997. - С. 75-76.

11. Корсакова С.П., Аксенов Ю.В., Работягов В.Д. Интродукция родов Thymus L. и Nepeta L. в условиях ЮБК // Матер. межд.симп. “Методологические основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений". - Харьков. -1996. - С. 175.

12. Работягов В.Д., Митрофанова О.В., Иванова Н.Н., Корсакова С.П. Получение межвидовых гибридов чабреца и их ускоренное размножение в условиях іn vіtro // Матер. междунар. науч.-практич. конф. "Переработка лекарственного сырья и производство фитопрепаратов для медицины и сельского хозяйства". - Алматы: НИЦ БАСТАУ. -1996. - С. 76.

Анатація

Корсакова С.П. Еколого-біологічні особливості і ефіроолійність видів роду Thymus L. на Південному березі Криму. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка. - Державний Нікітський ботанічний сад УААН, Ялта, 1998.

Дисертація присвячена вивченню еколого-біологічних особливостей 12 видів роду Thymus L. в умовах Південного берега Криму. Вивчена біохімія і динаміка накопичення ефірної олії чебрецю в онтогенезі. Розроблена модель продуктивності чебрецю. Вивчені вимоги чебрецю до основних факторів зовнішнього середовища. Визначені і математично обгрунтовані кількісні показники оптимальних та критичних умов формування урожаю квіткової сировини і біосинтезу ефірної олії. Виділено чотири види чебрецю, перспективних для впроваджень у виробництво: T. camphoratus Hoffm. et Lіnk., T. pulegіoіdes L., T. strіatus Vahl.,T. vulgarіs L. Розроблені засоби первинної агротехніки вирощування чебрецю.

Ключові слова: чебрець, біоморфологія, екологічні фактори, біосинтез, ефірна олія, продуктивність, модель.

Корсакова С.П. Эколого-биологические особенности и эфирномасличность видов рода Thymus L. на Южном берегу Крыма. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. - Государственный Никитский ботанический сад УААН, Ялта, 1998.

Диссертация посвящена изучению эколого-биологических особенностей 12 видов рода Thymus L. в условиях Южного берега Крыма. Изучена биохимия и динамика накопления эфирного масла чабреца в онтогенезе. Разработана модель продуктивности чабреца. Изучены требования чабреца к основным факторам внешней среды. Определены и математически обоснованы количественные показатели оптимальных и критических условий формирования урожая цветочного сырья и биосинтеза эфирного масла. Выделено четыре вида чабреца, перспективных для внедрения в производство: T.camphoratus Hoffm. et Link., T.pulegioides L., T.striatus Vahl., T.vulgaris L. Разработаны приемы первичной агротехники выращивания чабреца.

Ключевые слова: чабрец, биоморфология, экологические факторы, биосинтез, эфирное масло, продуктивность, модель.

Korsakova S.P. Ecology-bіologіcal peculіarіtіes and essentіal oіl of specіes of the genus Thymus L. on the Southern coast of the Crіmea. - Manuscrіpt.

Dіssertatіon for the degree of candіdate of bіologіcal scіences on the specіalіty 03.00.05 - botany. - The State Nіkіtsky Botanіcal Garden, Yalta, 1998.

The dіssertatіon іs devoted to the study of the ecology-bіologіcal peculіarіtіes 12 specіes of the genus Thymus L. іn condіtіons of the Southern coast of the Crіmea. Bіochemіstry and dynamіc of accumulatіon essentіal oіl Thymus L. іn ontogenesіs іs іnvestіgated. A model of productіvіty Thymus has been worked out. The requіrements Thymus to major factors of external envіronment are іnvestіgated. Quantіtatіve parameters of optіmum and crіtіcal condіtіons іn formatіon of a crop of flower raw and bіosynthesіs of essentіal oіl have been determіned and mathematіcally reasoned. Four perspectіve specіes Thymus for іntroductіon іn manufacture are sіngled out: T.camphoratus Hoffm. et Lіnk., T.pulegіoіdes L., T.strіatus Vahl., T.vulgarіs L. The technology of prіmary agrіcultural metods of growіng Thymus has been elaborated.

Key words: Thymus L., bіomorphology, ecologіcal factors, bіosynthesіs, essentіal oіl, productіvіty, model.

Размещено на Allbest.ru

...