Биоморфология Inula grandis Schrenk. и Inula helenium L., их распространение и практическое значение

Известия Национальной академии наук Республики Казахстан

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биоморфология Inula grandis Schrenk и Inula helenium L., их распространение и практическое значение

С.М. ?декенов, М.С. Лебедева, «Фитохимия» халы?аралы? ?ылыми-?ндірістік холдингі». И.О. Байтулин, «Экологиялы? ?айта ??ру» орталы?ы , К.Б. Бекішев атында?ы ?ара?анды мемлекеттік университеті

Abstract

In the article some problems connected with distribution of Inula grandis Schrenk and Inula helenium L. in the Southeast Kazakhstan were presented, the morphostructure organization of underground sphere of Inula grandis Schrenk was studied, the anatomic structures of Inula grandis Schrenk and Inula helenium L. roots were investigated.

Keywords: Inula grandis Schrenk., Inula helenium L., rhizome, root system, anatomic structure.

девясил растение корневой

Аннотация

В данной статье рассматриваются некоторые вопросы, связанные с распростра-нением девясила большого и девясила высокого в пределах Юго-Восточного Казахстана, изучена морфоструктурная организация подземной сферы девясила большого, исследовано анатомическое строение корней девясила большого и девясила высокого.

Ключевые слова: Девясил большой, девясил высокий, корневище, корневая система, анатомическое строение.

Резюме

Ма?алада ?лкен андыз ж?не биік андыз ?сімдіктеріні? О?т?стік-Шы?ыс ?аза?станда таралуымен байланысты с?ра?тар ?арастырылады, ?лкен андыз ?сімдігіні? жер асты сферасыны? морфо??рылымды? негізі зерттелді, ?лкен андыз ж?не биік андыз ?сімдіктері тамырларыны? анатомиялы? ??рылысы зерттелді.

Кілт с?здер: Биік андыз, ?лкен андыз, тамыр саба?, тамыр ж?йесі, анатомиялы? ??рылысы.

Проведение анатомо-морфологических, эколого-структурных исследований растений считается актуальным направлением в области ботаники.

Целью нашей работы является биоморфологическое и анатомическое изучение корневой системы Inula helenium L. (девясил высокий) и Inula grandis Schrenk. (девясил большой).

Inula L. -- род растений семейства Астровые или Сложноцветные (Asteraceae Dumort.), включает 56 видов, распространенных по странам умеренного пояса Европы, Азии и Африки; между тропиками редки, а в Австралии практически отсутствуют. Многолетние травы, реже полукустарники с очередными цельными листьями. Цветки в крупных ярко-желтых головках, одиночно сидящих на концах стебля и его верхних ветвей.

Материалы и методы

Объектами исследования служили корневища и корни девясила большого, собранные осенью 2013 г. в долине р.Кендырлик, Заилийский район, Восточно-Казахстанской области, окр. Шулак - Кургана, корни девясила высокого, собранные в Алматинской области, Заилийском Алатау.

Девясил высокий (Inula helenium L.) сем. астровые (Аsteraceae Dumort.) - многолетнее травянистое растение высотой до 2,5 м с мясистым многоглавым корневищем, от которого отходят немногочисленные толстые корни. Стебель прямостоячий, бороздчатый, опушенный короткими, густыми, белыми волосками. Листья очередные, крупные, неравнозубчатые, с верхней стороны немного морщинистые, рассеянно-опушенные, снизу бархатисто-серо-войлочные. Цветки желтые, язычковые и трубчатые, собраны в крупные корзинки до 8 см в диаметре; на верхушке главного стебля и ветвей корзинки образуют рыхлые кисти или щитки. Цветет в июле-сентябре; плоды созревают в августе-октябре [1,2].

В корневищах и корнях девясила высокого содержатся: эфирное масло (1--3%), сапонины, смолы, слизистые и горькие вещества (последние обнаружены также в листьях). Основная составная часть эфирного масла корней -- алантолактон с примесью изоалантолактона. Их смесь ранее называлась геленином. Кроме того, из корней выделены дигидроалантолактон, фриделин, даммарадиенилацетат, даммарадиенол, фитомелан, нестойкие полиены и другие ацетиленовые соединения, а также стигмастерин, большое количество инулина и псевдоинулина [3,4].

В медицинской практике используют отвар корней девясила высокого, который назначают в качестве отхаркивающего средства при заболеваниях дыхательных путей. Препараты девясила высокого, благодаря их противовоспалительным свойствам и способности уменьшать повышен-ную моторную и секреторную функции кишечника, весьма эффективны также для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта [1].

В Средней Азии, вместе с девясилом высоким, нередко встречается девясил большой - Inula grandis Schrenk (караандыз).

Inula grandis Schrenk. - многолетнее травянистое растение, голое. Стебель прямой вальковатый, ветвистый. Листья кожистые, блестящие, гладкие, зубчато-пильчатые, прикорневые - продолговатые, нисбегающие на черешках, стеблевые - сидячие, полустеблеобъемлющие, ланцетные. Цветки собраны в многочисленные корзинки, на цветоносах, желтого цвета. Цветет в конце мая -- июне. Молодые листья клейкие, железистые с характерным запахом, стебли и листья более крупные [2].

Подземные органы девясила содержат эфирное масло, горькие и слизистые вещества, сапонины, смолы, инулин, следы алкалоидов, витамин Е и камеди. Применяется в виде отвара корней как отхаркивающее при заболеваниях дыхательных путей: бронхитах, трахеитах, туберку-лезе легких. Кроме того, препараты девясила являются хорошим средством при желудочно-кишечных заболеваниях [5].

Столь широкая сфера действий (положительные и отрицательные) препаратов из девясила большого на организм человека и популярность этого вида, приготовление самодельных лечебных средств из частей девясила, регуляция потребления без научно обоснованных норм и сроков, могут привести к печальным последствиям. К тому же, в научном плане, лечебные свойства видов девясила еще достаточно не изучены. Девясил большой даже не вошел в «Атлас ареалов и ресур-сов лекарственных растений СССР» [6], не является официнальным фармакопейным видом растений. Все эти вопросы требуют пристального внимания научной медицины и биологов. Как перспективное лекарственное растение, девясил большой был включен в сферу научных исследований в АО «Международный научно-производственный холдинг «Фитохимия» и Центр «Экологическая Реконструкция» в плане изучения ареала лекарственных видов девясила, уточнения мест произрастания в пределах Восточного и Юго-Восточного Казахстана.

Объектом исследования явилось сырье девясила большого и девясила высокого (корни и корневища). Сырье сушили до воздушно-сухого состояния, упаковывали в бумажные мешки и хранили в сухом прохладном месте.

Для анатомического исследования корни размачивали в дистиллированной воде, кипятили 5-10 мин. Затем помещали корни в смесь из этилового спирта и глицерина (в равной пропорции) [7].

Анатомические срезы сделаны лезвием от руки. Временные препараты подготовлены по общепринятым методикам ботанических исследований [8].

Изучение строения проводили под микроскопом Альтами (увеличение 10х4, 10х10, 10х40). Фотоснимки были получены при помощи камеры Samsung ES9.

Результаты и их обсуждение

Девясил большой отличается от девясила высокого рядом признаков (табл. 1). В медицине используют корневища девясила большого с корнями девясила высокого [9].

Для решения вопроса, связанного с распространением девясила большого, прежде всего, было необходимо просмотреть гербарные материалы в Институте ботаники и фитоинтро-дукции. Они оказались довольно полными. Результаты просмотра показывают конкретные места произрастания вида.

Таблица 1 - Основные отличия Inula helenium L. от Inula grandis Schrenk

В Джунгарском Алатау: на южном каменистом склоне ущ. Коксу, вблизи пос. Коксуйского, собр. 26.07.1948; Лепсинск, на северных сильно каменистых склонах хр. Суюк-тау, в 15 км к юго-зап. от с. Сарканд, собр. 27.06.1934; Лепсинск, у лугового участка по склону горы против пос. Герасимовка, вблизи речки, собр. 27.06.1928; близ пос. Лепсинск у степного склона гор по р. Тентек, выше поселка Калпоковского, собр. 02.08.1928; на севере.-восточном отроге с. Белгаин у Джаланашкуля, по южным каменистым склонам, собр. 12.06.1959; в верховьях р. Каратала (лев. берег р. Теректы), восточнее с. Малиновка, на выс. около 1100 м., на сев. крутом склоне, собр. 28.06.1928; в горах Текели, ущ. Айдабасай, по долинам речки, собр. 03.07.1960; горы Чулак, по каменистым склонам ущелья Чулак-Джигде, собр. 06.06.1951; хр. Алтын-Эмель, ущ. Тюлькули, по мелкоземистым склонам среди кустарников, собр. 26.06.1971;

В Заиийском и Кунгей Алатау, на западном склоне лессовых предгорий в районе с. Иссык, собр. 26.06.1941; в окрестностях гор. Алматы, на склонах р. Малая Алматинка, собр. 14.06.1933; на юго-запад. отрогах Заилийского Алатау, среднее течение р. Каракундуз (басс.р. Чу), по пологим травянистым склонам, собр. 02.06.1963; на зап. окраинах Заилийского Алатау, на склоне р. Шарбакты (за перевалом Курдай), собр. 30.06.1960; пойме р. Тургень, на обрывах красных конгломератов, в ущелье у пос. Тау Тургень, собр.20.07.1934; на зап. склонах лессовых предгорий в районе г. Иссык, собр. 21.06.1941.

Эти материалы послужили основой для составления маршрута экспедиции и значительно облегчили определение участков произрастания девясила большого для посещения. В результате проведенных экспедиционных исследований (06-30 июля 2013 г.) зарослевые участки девясила большого были обнаружены в ущелье Каменское плато, Тау Тургень в Заилийском Алатау, в районе пос. Андреевка, Текели, Лепсинск и пойме р. Теректи в Джунгарском Алатау.

Вторая экспедиция организована в августе 2013 г, в период массового цветения девясила большого, когда лучше просматриваются участки с наибольшей плотностью популяции и численностью. Выбраны участки и осуществлены выкопка, отмывка и просушка корневищ. По ходу этой работы было проведено также изучение корневищ разновозрастных растений и особенностей корневой системы средневозрастного растения девясила большого на типичных для вида эдафических условиях, полнопрофильной предгорной темнокаштановой почве, в Заилийском Алатау.

Корневая система Inula grandis Schrenk. стержневая, корневищно-мочковатая. Корневища тёмно-коричневые, формируются в области гипокотиля. На ней, после отмирания монокарпи-ческого главного побега, ежегодно возникают и закончив развитие отмирают по 1-2 придаточного корневищного побега. При этом, корни от отмерших побегов сохраняются деятельными. Поэтому у старовозрастных растений на корневище имеются до 8-9 остатков основании отмерших и отмирающих побегов. Главный корень сильно утолщен, диаметр его в базальной части до 3 см, нисходяще сужающийся до 0-5 см уже на глубине 8-9 см. Боковые и придаточные корневищные корни серповидно изгибисто направлены горизонтально и через 15-20 см полого опускаются вертикально вниз, достигают до глубины 50-67 см. У старовозрастных растений от базальной части главного корня и корневища в целом отходят до 11-13 таких крупных корней (рисунок 1а).

а б

Рисунок 1 - Корневище старовозрастного растения (а) и базальная часть главного корня и корневища разновозрастных растений Inula grandis Schrenk

Корневища бесформенные (рисунок 1б), темного цвета, длиной до 10-12 см, толщиной 3,5 см, растут горизонтально. От корневище отходят два типа придаточных корней: всасывающие, в количестве до 8-12, и немногочисленные скелетные, в количестве 3-4. Всасывающие корни белые, длиной до 17-20 см толщиной до 1-1,5 см. Они не ветвятся и выполняют всасывающую функцию. Скелетные корни темного цвета, толщиной в базальной части тоже до 3,5 см, проникают в грунт на глубину до 75 см, по ходу роста сужаются, направлены полого вниз. Левосторонние и правосто-ронние скелетные корни расширяют радиус распространения корневой системы до 40-45 см. На глубине 12-25 см на этих скелетных корнях тоже образуются по 5-7 всасывающих корней длиной до 15-17 см.

На представленном рисунке 2 корневой системы девясила большого, главный корень отмерший и его замещает один из корневищных корней, растет он вертикально вниз и достигает до глубины 80 см, корень этот не утолщен, до 3 см в диаметре.

Рисунок 2 - Схема корневой системы Inula grandis Schrenk

Таким образом, основная поглощающая часть корней находится в пределах 0,5-25см. Неглубокое проникновение корневой системы объясняется тем, что в предгорной зоне Заилийского Алатау выпадает более 640 мм осадков, что вполне достаточно для развития такого крупного растения. Корневище и сильно утолщенная базальная часть корня находятся на глубине 25-30 см. Поэтому при заготовке растительного сырья девясила высо-кого выкопку корневищ и корней следует проводить до глубины 25-30 см.

Работы по определению естественных запасов сырья Inula helenium L. проводились в характерных местообитаниях этого растения на хребтах Калбинский и Нарым, в период стает в большом количестве на сыроватых вегетативных сезонов в 2004-2006, 2012-2013 гг. маршрутно-рекогносцировочным путем. Девясил высокий на Калбинском хребте произрастает в большом количестве на сыроватых лугах по берегам рек, водоемов, по межгорным понижениям, среди луговой расти-тельности и на полянах среди ивового леса. На Калбинском хребте выявлены запасы девясила высокого вдоль реки Сибе, начиная с окрестностей с. Алгабас до зимовки Комсомол, протяженностью 35 км, по 3-5 га. На хребте Нарым девясил высокий растет по берегам рек, на высокотравных лугах. Заросли девясила высокого отмечены на лугах в окрестностях сел Жулдыз, Балгын, Коктерек, Большенарым, в долине Бухтарминского водохранилища, рек Нарын, Балгын в составе ассоциаций: разнотравно-ежово-типчаковой, разнотравно-злаковой, разнотравно-злаково-девясиловой [10].

Рисунок 3 - Корневище I. helenium L.

Корневище I. helenium L. толстое, короткое, обычно многоглавое, диаметром до 6-7 см, от него отходят немногочисленные корни длиной до 20см и толщиной до 2-3 см. Корневища и корни снаружи буровато-серые, внутри желтовато-белые.

Корневую систему I. helenium L. при сборе подкапывают в радиусе около 20 см от стебля, на глубину 30 см.

В анатомическом строении корней иссле-дуемых видов можно различить три основные зоны: перидерма, вторичная кора и осевой цилиндр. Клетки вторичной коры округлой формы, с утолщенными (одревес-невшими) стенками, расположены плотно друг к другу. Камбиальный слой неодно-роден. Корень полиархный. Сосуды ксилемы крупные, с сильно утолщенными стенками. Секреторная система корней представлена вместилищами, располагающимися во ВТО-ричной коре и сердцевине.

а б

Рисунок 4 - Поперечный срез корней I. grandis Schrenk. (а), I. helenium L.(б) Ув. х 400

Выводы

1. Inula grandis Schrenk. и I. helenium L. относятся к древним лекарственным растениям, широко применяемым в народной медицине при самых разнообразных болезнях. В научном плане, лечебные свойства видов девясила еще достаточно неизучены. Поэтому дальнейшее обстоятельное изучение фармакологических свойств видов является перспективной задачей научной медицины.

2. Девясил высокий на Калбинском хребте произрастает в большом количестве на сыроватых лугах по берегам рек, водоемов, по межгорным понижениям, среди луговой растительности и на полянах среди ивового леса. На хребте Нарым девясил высокий растет по берегам рек, на высокотравных лугах.

3. I. grandis Schrenk. широко распространен по степным и каменистым склонам низкогорий от Тарбагатая до Западного Тянь-Шаня. Выявлены конкретные места произрастания по Заилийскому и Джунгарскому Алатау, имеющие ресурсное значения участки.

4. Изучена подземная сфера девясила большого на типичной для вида полнопрофильной темнокаштановой почве в предгорьях Заилийского Алатау. Растение с толстым, коротким, мясистым, бесформенным, побего- и корнеобразующим корневищем темно-серого цвета. От корневище отходят два типа придаточных корней: всасывающие, в количестве до 8-12, и немногочисленные скелетные, в количестве 3-4. Всасывающие корни белые, длиной до 17-20 см толщиной до 1-1,5 см. Они не ветвятся и выполняют всасывающую функцию. Скелетные корни темного цвета, толщиной в базальной части тоже до 3,5 см, проникают в грунт на глубину до 65-70 см.

5. Корневище I. helenium L. толстое, короткое, обычно многоглавое, диаметром до 6-7 см, от него отходят немногочисленные корни длиной до 20 см и толщиной до 2-3 см. Корневища и корни снаружи буровато-серые, внутри желтовато-белые.

6. Изучено анатомическое строение корней девясила большого и девясила высокого. Корень полиархный. Сосуды ксилемы крупные, с сильно утолщенными стенками. Во вторичной коре и в сердцевине встречаются вместилища овальной формы, с биологически-активными веществами.

Литература

1. Атлас лекарственных растений СССР. М., Изд-во мед. лит, 1962. 711 с.

2. Горшкова С.Г. Девясил -- Inula L. - В кн.: Флора СССР. Т. 25, М.-Л., Изд-во АН СССР, 1959. 630 с.

3. Скляревский Л.Я., Губанов И.А. Лекарственные растения в быту. М., Россельхозиздат, 1968. 224 с.

4. А.В. Яницкая, И.Ю. Митрофанова Девясил высокий - перспективный источник новых лекарственных средств // Вестник ВолгГМУ. Вып.3 (43), 2012. - С.24-27.

5. Алимбаева П., Нуралиева Ж., Арбаева Э. Лекарственные растения Киргизии. Мектеп, 1990. 128 с.

6. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР / под ред. Толмачева А.И., Шретер А.И. - М., 1976. 340 с.

7. Методы анатомо-гистохимического исследования растительных тканей. Г.Г. Фурст, Москва:Наука, 1979. 154 c.

8. Вехов В.Н., Лотова Л.И., Филин В.Р. Практикум по анатомии и морфологии высших растений. - Москва: МГУ, 1980. 560 с.

9. Правила сбора и сушки лекарственных растений. М., Медицина, 1985. 327 с.

10. Адекенов С.М., Байтулин И.О., Мырзагалиева А.Б. Запасы сырья Inula helenium L. на хребтах Калбинский и Нарын // Доклады НАН РК. № 4, 2013. - С. 80-84.

Размещено на Allbest.ru