Дослідження петіолярних анатомічних ознак дуба звичайного (Quercus robur l.) і дуба червоного (Quercus rubra l.) та їх значення для мікродіагностики сировини

STUDY OF PETIOLARY ANATOMICAL FEATURES OF COMMON OAK (QUERCUS ROBUR L.) AND RED OAK (QUERCUS RUBRA L.)

AND THEIR SIGNIFICANCE FOR MICRODIAGNOSTICS OF RAW MATERIALS

Actuality. The study ofpetiolar anatomy of Q. rubra and Q. robur is relevant for establishing interspecies anatomical differences of leaves; its results can expand the range of diagnostic features traditionally used in pharmacognostic analysis when establishing the identity and quality of raw materials.

The aim of the work was to compare the features of the petiolar anatomy of Q. rubra and Q. robur, to evaluate their diagnostic significance and the possibility of application in the pharmacognostic analysis of cut raw materials.

Material and methods. The objects of the study were samples of leaves of Q. rubra and Q. robur collected in September 2023 on the territory of the M.M. Gryshko National Botanical Garden of National Academy of Sciences of Ukraine. The leaves were collected from 3-5 trees, mostly from the sunny side, at a height of 2-2.5 m. Petioles for anatomical studies were fixed and preserved in 70 % alcohol. Cross sections were examined with a SUNNY XSM-20 6500 microscope, photographed with a Sigeta MCMOS 5100 5.1 MP digital camera, and processed with ToupView v. software. 3.7.

Research results. The results of the study of the anatomical cross sections of the Q. rubra and Q. robur petioles in the distal, medial and proximal parts showed diagnostically significant features that can be used for species identification. In the proximal and distal parts, the general structure of Q. rubra and Q. robur the petioles appeared to be the most similar, and the species differences were the best observed in the structure of the medial part. Clear species differences in the structure of the medial part of Q. rubra and Q. robur petioles are able to be used as diagnostic features during a pharmacognostic analysis to determine the identity of the cut raw material. According to histochemical reactions, the presence of wax-like substances, lignified tissues, tannins and starch was confirmed in petioles of both species.

Conclusion. It is shown that the analysis offeatures of the petiolar anatomy of species of the genus Quercus in pharmacognostic studies may become a convenient tool for determining the identity of species and standardization of medicinal plant raw materials, as well as being informative for the taxonomy of the genus Quercus and for elucidating the anatomical adaptations of leaves.

Key words: red oak, common oak, Quercus rubra, Quercus robur, petioles, petiolar anatomy, anatomometric indicators, microdiagnostics of raw materials.

Вступ

зріз q. rubra q. robur фармакогностичний

Природні сполуки рослинного походження й лікарські препарати на їх основі займають значне місце в сучасній медицині. Пошук і розробка препаратів рослинного походження, які стимулюють фізіологічні функції організму, є одним із пріоритетних напрямів наукових досліджень (Lichota and Gwozdzinski, 2018). Відомо, що в комплексному дослідженні лікарської рослинної сировини важливим етапом є встановлення її анатомо-морфологіч- ної будови. Діагностичними ознаками в систематиці покритонасінних є анатомічні особливості генеративних і вегетативних органів рослин (Stuessy et al., 2003; Zamani et al., 2008; Faghir et al., 2016). У тому числі із цією метою часто використовують дані будови вузла та черешка листка (Lee et al., 2010).

Рід Дуб (Quercus L.), родина букові (Fagaceae), налічує в своєму складі близько 500 видів, розповсюджених в Північній півкулі (Russell et al., 2020). Дуб звичайний (Quercus robur L.) - офіцинальний вид роду; лікарська рослинна сировина - кора, якість якої регламентується відповідною статтею ДФУ «Дуба кора» (State, 2014). Препарати із кори Quercus robur проявляють різнобічну фармакологічну активність: протизапальну, антиоксидантну, в'яжучу, спазмолітичну, антимікробну, гіпотензивну, обумовлену наявністю широкого спектру біологічно активних речовин (БАР): фенольних сполук, летких речовин, стеринів, аліфатичних спиртів, жирних кислот тощо (Bursal and Boga, 2018; Bhatia et al., 2019; Likhanov et al., 2019; Ferianac, et al., 2020; Burlacu et al., 2020).

Дуб червоний (Quercus rubra L.) - декоративний вид, завезений до Європи з Північної Америки (Burkardt et al., 2022), є стійким до хвороб та активно захоплює нові території. За літературними відомостями, сировина Quercus rubra (кора, плоди, листя) містить 42 фенольні сполуки, які належать до різних груп сполук, включно з елаготанінами, галотанінами, фенольними глікозидами, похідними гідрокси- бензойної та коричної кислот. За даними клінічних і фармакологічних досліджень, споживання цих сполук може знизити ризик серцево-судинних і запальних захворювань, раку, діабету, мікробної інфекції та вікових розладів (Oracz et al., 2022; Konovalova et al., 2023). Відомо, що екстракт кори Quercus rubra проявляє антиоксидантні, антибактеріальні властивості, інгібує а-глюкозидазу та тирозиназу завдяки наявності значної кількісті дубильних речовин та інших фенольних складових, які містяться в екстрактах (Morales, 2021; Tanase et al., 2022).

Види Quercus характеризуються високим рівнем внутрішньовидової мінливості морфометричних параметрів листків, які можуть істотно відрізнятися в різних особин у межах однієї популяції або навіть одного дерева і залежать від сезонних та онтогенетичних змін (Jensen et al., 1993; Penas et al., 1994; Bruschi et al., 2003; Gonzalez-Rodriguez and Oyama, 2005; NikoliC et al., 2005). Зокрема, показана варіабельність морфолого-анатомічних ознак будови листків Q. robur L. (Borazan and Baba?, 2003; Nikolic et al., 2005, 2006; Boratynski et al., 2008; Kryvoruchko and Bessonovа, 2018; Martins et al., 2022) та Q. rubra L. (Jensen et al., 1993; Ashton and Berlyn, 1994; Nagel et al., 1998; Kryvoruchko and Bessonovа, 2017, 2018) в різних умовах зростання (зволоженості, освітлення, підвищеного УФ-випромінювання, впливу урботехногенних умов).

Висока фенотипічна пластичність морфометрич- них параметрів листків у видів Quercus знижує їх таксономічну цінність (Penas et al., 1994; Schicchi et al., 2001; Rio et al., 2014) і перенаправляє вектор пошуку діагностичних ознак в особливостях анатомічної будови. У таксономії роду Quercus як діагностичні були використані різні анатомічні характеристики листкової пластинки, зокрема продихового апарату (Ashton, Berlyn, 1994; Bussotti, Grossoni, 1997; Lou, Zhou, 2001; Panahi et al., 2012); особливості відкладень епікутикулярних восків (Luo, Zhou, 2001; Scareli-Santos et al., 2007; Panahi et al., 2012). Найбільш цінними для ідентифікації не лише видів та гібридів, а й підродів, секцій Quercus виявилися особливості опушення листків, зокрема представле- ність трихом певних типів (Hardin, 1979; Penas et al., 1994; Uzunova et al., 1997, Fortini et al., 2009; Deng et al., 2014).

Екологічні умови місцезростань впливають насамперед на характеристики листкових пластинок, і саме вони обумовлюють основні риси анато- мо-морфологічної будови черешків (Filartiga et al., 2022). Черешки листків як ключові органи, які забезпечують гідравлічні зв'язки між стеблом і листковою пластинкою, характеризуються внутрішньо- та міжвидовим різноманіттям розмірних, морфологічних та анатомічних характеристик, які перебувають у взаємозв'язку з анатомо-морфологічною будовою листкової пластинки, яка, зі свого боку, є проявом пристосування до конкретних умов місцезростання, передусім до температурного режиму та вологозабез- печення (Niinemets, Fleck, 2002; Poorter, Rozendaal, 2008; Fortini et al., 2015; Klepsch et al., 2016; Brocious, Hacke, 2016; Louf et al., 2018; Filartiga et al., 2022). Незважаючи на варіативність і високу пластичність ознак петіолярної анатомії навіть у межах одного таксона, такі ознаки черешка, як контур поперечного зрізу, характеристики епідерми, коленхіми, наявність клітинних включень і особливо кількість та розташування судинних пучків можуть використовуватися як таксономічно значущі для визначення окремих ситематичних груп (Kocsis, Borhidi, 2003; Noraini et al., 2016; Talip et al., 2017; Ganem et al., 2019; Palacios-Rios et al., 2019; Anu ad Dan, 2020; Karaismailoglu, 2020).

Літературні джерела, у яких аналізуються гістологічні зрізи листків різних видів Quercus, для цілей систематики дуже обмежені (Rio et al., 2014; Shahbaz et al., 2015; ffirkul, Yayla, 2021). Дослідження петі- олярної анатомії Q. rubra та Q. robur актуальне для встановлення міжвидових анатомічних відмінностей листків; його результати можуть розширити спектр діагностичних ознак, що традиційно використовуються у фармакогностичному аналізі для встановлення ідентичності та якості сировини.

Мета дослідження - порівняння ознак петіолярної анатомії Q. rubra та Q. robur, оцінка їх діагностичної цінності й можливостей застосування під час проведення фармакогностичного аналізу різаної сировини.

Матеріали та методи дослідження. Зразки листків Q. rubra та Q. robur зібрано у вересні 2023 року на території Національного ботанічного саду імені М. М. Гришка. Для дослідження анатомічної будови черешків для кожного виду випадково відбирали по 5-10 зрілих, середньостатистичних листків, нормально розвинених і неушкоджених. Листки відбирали з 3-5 дерев, переважно із сонячної сторони, на висоті 2-2,5 м. Черешки для анатомічних досліджень фіксували та зберігали у 70 %-му етиловому спирті.

Поперечні зрізи черешків виготовляли за допомогою бритви від руки. Під час фарбування зрізи черешків витримували впродовж 1 хвилини в 0,1 % (мас./об.) водному розчині сафраніну, потім промивали 70 %-м етанолом, з наступним фарбуванням 1 % (мас./об.) водним розчином Astra Blue впродовж 10 хвилин і промиванням дисцильованою водою (Kraus et al., 1998).

Зрізи досліджували за допомогою мікроскопа SUNNY XSM-20 6 500, сфотографовані цифровою камерою Sigeta MCMOS 5100 5.1 MP і опрацьовані за допомогою програмного забезпечення ToupView v. 3.7.

Під час дослідження анатомічної будови черешків аналізували геометрію поперечного зрізу, ознаки епідерми (розміри клітин, товщину зовнішньої клітинної стінки разом із кутикулою); наявність трихом; ступінь розвитку коленхіми; товщину механічної обкладки, діаметр волокон і товщину їхніх клітинних стінок; характер розташування судинних пучків і наявність міжпучкових ділянок; товщину флоеми і ксилеми, у останньої діаметр судин і наявність волокон; особливості розподілу кристалічних включень у тканинах, їхній розмір та форму.

Кількісні анатомічні вимірювання для кожного виду проводили за допомогою програмного забезпечення Image J. Вибірка для анатомометричних вимірювань становила не менше 25-100 значень; розраховували середнє арифметичне (M) та стандартне відхилення (±SD).

Використовували загальноприйняті гістохімічні реації для виявлення: ліпофільних сполук - із суда- ном III; фенольних сполук - із хлоридом заліза (ІІІ) 2 %; здерев'янілих структур - з 1 %-м спиртовим розчином флороглюцина з подальшою обробкою конц. HCl; крохмалю - з розчином Люголя (Kovalov et al., 2014).

Результати дослідження та їх обговорення

Статистичну оцінку ознак анатомічної будови черешків Q. robur та Q. rubra наведено в табл. 1.

У поперечному зрізі проксимальна частина (основа) черешка Q. robur з абаксіального боку в обрисі більш-менш округла (рис. 1: A.1), у Q. rubra - виразно U-подібна (рис. 1: В.1); з адак- сіального боку контур черешка Q. robur майже плоский або з неглибокою виїмкою, у Q. rubra - з виразною виїмкою.

У обох видів черешки в базальній частині в тангентальному напрямку (за шириною) за розмірами подібні (Q. robur - 2952,51 ± 357 6; Q. rubra - 2856,14 ± 374,55), проте в дорзовентральному (за висотою) вони більші у Q. rubra (2214,03 ± 328,38), ніж у Q. robur (1878,30 ± 236,5).

Медіальна (середня) частина черешка Q. robur у поперечному розрізі стає більш округлою, проте залишається стиснутою в дорзовентральному напрямку; в адаксіальній частині контур у черешків Q. robur опуклий або прямий, також помітними стають парні ребра у вигляді невеликих округло-трикутних бічних виступів (рис. 1: A.2). Поперечні зрізи черешків Q. rubra в медіальній частині в обрисі округлі, без ребер (рис. 1: В.2). Середні розміри (ВхШ) поперечних зрізів черешків у медіальній частині дещо більші у Q. rubra (1392,07 ± 155,61 х х 1281,17 ± 115.28), ніж у Q. robur (1143,02 ± 195,39 х х 1238,28 ± 148,87).

Дистальна (верхня) частина черешка Q. robur за формою схожа на медіальну, проте менших розмірів; у Q. rubra її контур виразно опуклий з абаксіаль- ного боку та майже прямий з адаксіального, розвинені бічні ребра. Середні розміри (В х Ш) поперечного зрізу черешка у верхній частині дещо більші у Q. rubra (1252.4 ± 86.42 х 1271.10 ± 134.3), ніж у Q. robur (912,50 ± 144,6 х 1147,70 ± 275,1); в обох видів ширина дещо більша за висоту.

Епідерма черешків обох видів одношарова, складається з кубічних (у Q. robur) або кубічно-овальних (Q. rubra) клітин (рис. 2: В.1,2,5), розміри яких сутт- тєво не відрізняються в різних частинах черешка. Ширина епідермальних клітин більша у Q. rubra (13,39 ± 4,94 - 15,09 ± 5,03), висота більша у Q. robur (8,42 ± 1,78 - 11,98 ± 2,05), шар кутикулитакож більше розвинений у Q. robur (8,25 ± 1,19 - 10,52 ± 2,13). На черешках обох видів переважно з адаксіального боку у верхній поверхневій борозенці спостерігаються одиночні та пучкові трихоми.

Рис. 2. Анатомічна будова черешка листка в медіальній частині A. - Quercus robur, B. - Quercus rubra:

1 - первинна кора; 2 - первинна провідна тканина (абаксіальний блок); 3 - волокна склеренхіми; 4 - первинна провідна тканина (адаксіальний блок) і вторинна провідна тканина (центральний блок); 5 - помаранчево-червоне забарвлення кутикули в реакції із Суданом III; 6 - темно-синє забарвлення амілопластів у реакції з розчином Люголя; 7 Суданом III - чорне забарвлення фенольних сполук паренхіми ксилеми та флоеми в реакції з ферум хлоридом (ІІІ).

Sc - склереїди; тХ - метаксилема; pX - протоксилема; Pc - прокамбій; Am - амілопласт.

Інші підписи такі самі, як на рис. 1.

Таблиця 1. Анатомометричні параметри черешків Quercus robur та Quercus rubra

Рис. 1. Поперечний розріз черешка A. - Quercus robur, B. - Quercus rubra: 1 - проксимальна; 2 - медіальна; 3 - дистальна частини.

І - фарбування сафраніном/Astra Blue, ІІ - фарбування флороглюцинол/НСІ.

Ad - адаксіальний бік, Ab - абаксіальний бік.

Ep - епідерма, Co - коленхіма, Pa - паренхіма, Fi - обкладка волокон склеренхіми, Ph - флоема, X - ксилема, Сг - кристал оксалату кальцію.

Контур черешка на поперечному розрізі (червона лінія).

Первинна провідна тканина (біла лінія): AD - адаксіальний блок; АВ - абаксіальний блок.

Вторинна провідна тканина (жовта лінія): CB - центральний блок.

Під епідермою є первинна кора, товщина якої у дистальній частині черешка обох видів дещо зменшується порівняно з медіальною та проксимальною, проте залишається більше розвиненою з абаксіального боку (рис. 1: А.1-3, В.1-3). У медіальній і дистальній частинах черешка шар первинної кори з адаксіального боку більше розвинений у Q. robur; з абаксіального боку він майже однаковий в обох видів. Проксимальний зріз черешка Q. rubra має більший діаметр і відповідно більшу товщину кори, особливо з абаксіального боку (650,52 ± 97,31) (у Q. robur - 456,70 ± 169,00).

Зовнішній шар кори представлений коленхімою переважно з округлими, округло-овальними чи квадратними клітинами (рис. 2: В.1). Коленхіма може містити від 5 до 12 рядів клітин у Q. rubra та від 4 до 10 рядів у Q. robur; найбільшої товщини в обох видів вона досягає в ребрах та з адаксіального боку. У обох видів розміри клітин коленхіми в черешках більші з абаксіального боку.

У медіальній і дистальній частинах черешків Q. robur, особливо з адаксіального боку, товщина шару коленхіми, розміри клітин і товщина їхніх оболонок більші, ніж у Q. rubra (рис. 1: А.2,3, В. 2,3); у проксимальній частині більш розвинену коленхіму мають черешки Q. rubra (рис. 1: А.1, В.1), що, ймовірно, пов'язано з їхнім більшими лінійними розмірами.

Запасаюча паренхіма первинної кори розташована між коленхімою та механічною обкладкою провідної системи (рис. 1: А.1-3, В.1-3; рис. 2: А.1, В.1). Кількість шарів клітин паренхіми кори зменшується в обох видів у дистальній (з адаксіального Q. rubra --

8- 10, у Q. robur - 12-15; з абаксіального у Q. rubra -

9- 14, у Q. robur - 7-10) частині черешків порівняно з проксімальною (з адаксіального Q. rubra - 20-25, у Q. robur - 13-20; з абаксіального у Q. rubra- 23-30, у Q. robur - 15-20). В обох видів кількість шарів паренхіми кори більша з абаксіального боку. Найбільшу кількість шарів паренхіма кори має в проксимальній частині черешків Q. rubra. У медіальних і дистальних частинах з адаксіального боку більше шарів клітин паренхіми у Q. robur; з абаксіального - у Q. rubra.

У черешках обох видів клітини паренхіми первинної кори зменшуються від основи до верхівки несуттєво і мають менші розміри з адаксіального боку; у Q. rubra в медіальному та дистальному зрізах розміри паренхімних клітин, особливо з абаксі- ального боку, виявилися більшими, ніж у Q. robur;

у проксимальних зрізах черешків Q. rubra з адаксіль- ноого боку клітини паренхіми найдрібніші.

Клітини паренхіми первинної кори округлої, овальної або неправильної форми, найбільші з них (41,66 ± 11,07 - у Q. rubra та 34,92 ± 10,96 - у Q. robur) зосереджені в основі черешків з абаксі- ального боку, поблизу обкладки механічної тканини (рис. 2: А.1, В.1).

У первинній корі Q. robur в усіх частинах черешка, особливо у проксимальному та медіальному, відмічені склереїди (рис. 2: А.1).

У тканинах первинної кори візуалізуються розсіяні друзи та рідше призматичні кристали оксалату кальцію, найбільшої концентрації вони досягають у внутрішніх шарах кори, створюючи кристалоносну обкладку навколо кільця механічних тканин, що оточує судинну систему (рис. 2: А.1, В.1). В обох видів кристали зустрічаються в усіх частина черешка, проте найбільша їх кількість зосереджена в його основі. У поперечних розрізах черешків кристалічні включення в більшій кількості локалізуються в абаксиальній корі, тут вони досягають найбільших розмірів. Паренхімні тканини черешків Q. rubra відрізняються більшою насиченістю кристалічними включеннями та їхніми більшими розмірами, особливо в медіальній частині черешків (у Q. rubra - 28,58 ± 8,11; у Q. robur - 26,48 ± 7,97).

У будові провідної системи виділяються три блоки. Адаксіальний і абаксіальний блоки складаються з первинних провідних тканин; центральний - із вторинних (рис. 1: А.1-3, В.1-3; рис. 2: А.4, В.4). Провідна система відділена від паренхіми кори обкладкою механічних тканин (рис. 2: В.2).

Пучки в адаксіальному блоці розміщені лінійно, уздовж адаксіальної поверхні черешка; складаються із шарів флоеми (примикає до кільця склеренхіми), усередині розташований прокамбій, далі - первинна ксилема, яка має диференційовану метаксилему та протоксилему (рис. 2: А.4, В.4). Центральний (рис. 2: А.4, В.4) та абаксіальний (рис. 2: А.2, В.2) блоки провідних тканин складаються з протоксилеми, диференційованої метаксилеми, камбіальних / про- камбіальних клітин і флоеми. Абаксіальний блок провідних тканин дугоподібно вигнутий і відділений від центрального 5-8 шарами запасаючої паренхіми з кристалічними включеннями. Між адаксіаль- ним і центральним блоками провідних тканин у Q. rubra розташовані 3-5 шари запасаючої паренхіми; у Q. robur ксилеми центрального й адаксіального блоків контактують (рис. 2: А.4, В.4).

Будова провідної системи черешка Q. rubra та Q. robur відрізняється в зрізах проксимальної, медіальної та дистальної частин (рис. 1: А.1--3, В.1-3). Однією з відмінних рис поперечного зрізу основи черешка є відсутність центрального блоку вторинних судинних пучків у Q. robur (рис. 1: А.1). Також у базальних частинах черешків обох видів первинні судинні пучки в адаксіальному та особливо в абаксіальному блоках не зливаються, а відокремлені ділянками паренхімної тканини (рис. 1: А.1, В.1). Центральний блок вторинних судинних пучків у Q. rubra в зрізах основи черешка складається переважно з трьох відокремлених пучків, у яких ксилема орієнтована до кори, а флоема - до серцевини (рис. 1: В.1). Анатомічні зрізи основ черешків Q. rubra та Q. robur добре відрізняються за кількістю судинних пучків, яких більше у Q. rubra (в адаксіальному й абаксіальному блоках по 10-13); у Q. robur - в обох блоках по 6-8 пучків. Судинні пучки абаксіального блоку обох видів мають напівкільцеве розміщення, адаксіального - лінійне (рис. 1: А.1, В.1). Пучки обох блоків мають однотипну будову, а саме оточені склеренхімою, містять флоему орієнтовану до кори та ксилему, орієнтовану до серцевини; про- камбіальний шар розташований між ксилемою та флоемою (рис. 1: А.1, В.1). Пучки провідних тканин в основі черешка розділені паренхімної тканиною з великим вмістом кристалічних включень, особливо у Q. rubra.

Слід відмітити, що зрізи проксимальної частини черешків обох видів можуть сильно варіювати за розмірами поперечних зрізів, ступенем розвитку паренхіми в корі, розмірними показниками основних, провідних і механічних тканин. Провідна система Q. rubra може не містити центрального провідного блоку й бути подібною до провідної системи Q. robur. Стабільними діагностичними ознаками проксимальної частини черешків Q. rubra залишаються U-подібна форма контуру та більша кількість провідних пучків в абаксіальному й адаксіальному блоках провідних тканин.

Будова провідної системи черешків у медіальній частині відрізняється у Q. rubra за повним злиттям судинних пучків в адаксіальному й абаксіальному блоках і повним або частковим - у центральному (рис. 1: В.2; рис. 2: В.4); у Q. robur - пучки в адаксі- альному й абаксіальному блоках зливаються повністю або частково, візуалізується центральний блок вторинних провідних пучків, або він може бути відсутнім (рис. 1: А.2). Ксилема центрального блоку провідних пучків Q. rubra чітко відокремлена паренхімною тканиною від ксилеми адаксіального блоку, у Q. robur ксилеми центрального й адаксіального блоків контактують (рис. 2: А.4, В.4). Анатомічна будова медіального зрізу черешка Q. rubra подібна до будови середньої жилки. У дистальній частині поперечні зрізи черешків обох видів подібні між собою і подібні до будови середніх жилок (рис. 1: А.3, В.3). Адаксіальний блок провідних тканин має лінійне або майже лінійне розташування, а не виразно опукле, як у середніх жилках. Судинні пучки в адаксіальному й абаксіальному блоках злиті. Центральний блок провідної тканини більше розвинений у черешках Q. rubra, відокремлений від адаксіального блоку паренхімною тканиною. У верхніх зрізах черешків Q. robur центральний блок представлений частіше одним пучком, рідше - кількома злитими пучками; його ксилема контактує з ксилемою адаксіального блоку.

Обкладка склеренхімних волокон навколо провідної системи найбільше розвинена в черешках Q. rubra; в обох видів її товщина зменшується від проксимальної частини черешка до дистальної (у Q. rubra від 133,00 ± 32,15 до 79,84 ± 16,99; у Q. robur від 131,61 ± 38,22 до 48,73 ± 11,37).

Обкладка склеренхіми складається з 6-10 (у Q. rubra) або 5-8 (Q. robur) щільних шарів волокон, які в поперечному розрізі округлої, овальної, трикутної, ромбічної або неправильної форми (рис. 2: А.2,3, В.1,2). На поперечних зрізах товщина кільця механічних тканин із різних боків у Q. rubra майже однакова; у Q. robur воно переважно товще з абаксіального боку. Волокна обох видів мають більші розміри в основі черешка і майже не відрізняються за діаметром (у Q. rubra - 19,31 ± 5,52; у Q. robur - 18,38 ± 5,15) та товщиною стінок (у Q. rubra - 4,87 ± 0,78; у Q. robur - 4,12 ± 1,17). В обох видів у склеренхімній обкладці зустрічаються кристалічні включення.

Середня товщина флоемних шарів у досліджуваних видів суттєво не відрізняється в різних частинах анатомічних зрізів черешків. У Q. rubra кільце флоемної тканини на поперечних зрізах більш-менш однакової товщини, у Q. robur - більш тонке з адаксі- ального боку. Елементи флоеми з тонкими стінками; за формою від округлих, овальних, трикутних, ромбічних до неправильних (рис. 2: А.2, В.2).

Судини ксилеми в різних частинах черешків в обох видів мають радіальне розташування, вони оточені волокнами лібриформу та клітинами променевої паренхіми (рис. 2: А.2,4, В.2,4). Найбільшої товщини мають судинні пучки в абаксіальному блоці провідних тканин. Середня товщина ксилеми в черешках в обох видів зменшується від основи до верхівки; на всіх рівнях вона досягає більших значень у Q. rubra. Діаметр судин також більший у Q. rubra.

Серцевина більше розвинена в черешках Q. rubra. Паренхімні клітини серцевини тонкостінні, округлої або неправильної форми (рис. 2: В.2). Розміри клітин серцевини в черешках обох видів більші в їхніх основах і не суттєво зменшуються до дистального кінця. В усіх частинах черешків паренхімні клітини серцевини більшого розміру у Q. rubra; найбільші клітини відмічаються в серцевині основи (23,06 ± 4,94 - у Q. rubra; 22,88 ± 9,25 - у Q. robur). В обох видів кристали серцевини менші порівняно з корою. Найбільшою кількістю кристалів та їхніми найбільшими розмірами відзначаються основи черешків Q. rubra (25,37 ± 5,64) порівняно з Q. robur (19,44 ± 5,27).

У гістохімічній реакції з флороглюцином / HCl у всіх поперечних зрізах черешків обох видів малиново-червоного забарвлення набули коленхіма первинної кори, склеренхіма та ксилема (рис. 1: ІІ, рис. 2: А.4, В.4). Кутикули епідерми у всіх поперечних зрізах черешків обох видів у гістохімічній реакції із суданом ІІІ набули помаранчево-червоного забарвлення (рис. 2: В.5). За гістохімічною реакцією із хлоридом заліза (ІІІ) встановлено найбільшу концентрацію фенольних сполук у паренхімі ксилеми та флоеми черешка (рис. 2: В.7). Амілопласти виявлені за реакцією з розчином Люголя в паренхімі первинної кори, особливо у внутрішніх шарах, що прилягають до обкладки механічних тканин (рис. 2: В.6), клітинах паренхіми серцевини та серцевинних променів.

Висновки

За результатами дослідження анатомічних зрізів черешків Q. rubra та Q. robur у дистальній, медіальній і проксимальній частинах встановлені діагностично значимі ознаки, які можна використовувати для ідентифікації видів. Черешки Q. rubra у проксимальній частині суттєво відрізняються U-подібним контуром поперечного зрізу та виразною виїмкою з адаксіаль- ного боку; більшою кількістю судинних пучків в адаксіальному й абаксіальному блоках провідних тканин; наявністю центрального блоку вторинних судинних пучків. Відмінностями медіальної частини черешків Q. rubra є повне злиття судинних пучків в адаксіальному й абак- сіальному блоках, чітке відокремлення парен- хімною тканиною добре розвиненої ксилеми центрального блоку від ксилеми адаксіального блоку. У дистальній частині черешки обох видів набувають подібного плану будови, проте можуть відрізнятися ступенем злиття судинних пучків в усіх блоках і ступенем розвитку центрального блоку провідних тканин. Черешки Q. rubra відрізняються більшою кількістю кристалічних включень. Для черешків Q. rubra характерні друзи та призматичні кристали; у Q. robur - більш поширеними є друзи, призматичні кристали трапляються рідко.

Більшість розмірних показників анатомічної будови листків виявилися в обох видів досить варіативними, що знижує їх діагностичну цінність. Більш-менш стабільними є контури черешків, співвідношення в розвитку основних, механічних і провідних тканин. Також відмічена більша варіативність будови провідної системи проксимальної та дистальної частин черешків і більша стабільність її будови в медіальній частині. До того ж у проксимальній і дистальній частинах загальний план будови черешків Q. rubra та Q. robur виявився найбільш подібним, а найкраще видові відмінності проявилися саме в будові медіальної частини. Чіткі видові відмінності будови медіальної частини черешків Q. rubra та Q. robur можуть бути використані як діагностичні під час проведення фармакогностичного аналізу для встановлення ідентичності різаної сировини.

Характерні для листків Q. rubra округлі контури черешків, більша частка склеренхіми, більший розвиток ксилеми та діаметр судин розглядаються як специфічні адаптації довгочерешкових листків із великою листковою пластинкою до кращого забезпечення механічної підтримки та водопостачання (Filartiga et al., 2022). Дрібніші листки та короткі черешки Q. robur мають менш розвинену склеренхімну обкладку та менші діаметр судин і товщину ксилеми. З іншого боку, в анатомічній будові черешків Q. robur більше проявляється пристосованість до умов місцезростань з обмеженими водними ресурсами, тобто ознаки ксероморфності, зокрема більша товщина епідерми, кутикули, коленхіми, розвиток опушення.

За гістохімічними реакціями в черешках обох видів підтверджено наявність воскоподібних речовин, лігніфікованих тканин, танінів і крохмалю.

Таким чином, аналіз ознак петіолярної анатомії у фармакогностичних дослідженнях може стати зручним інструментом для визначення тотожності видів і стандартизації лікарської рослинної сировини, а також буде інформативним для таксономії роду та для з'ясування анатомічних адаптацій листків.

Література

Anu, S., Dan, M. (2020). Taxonomic significance on comparative petiole anatomy of twelve species of Curcuma L. (Zingiberaceae) from South India. Plant Arch., 20, 35-41.

Ashton, P.M.S., Berlyn, G.P. (1994). A comparison of leaf physiology and anatomy of Quercus (section Erythrobalanus - Fagaceae) species in different light environments. American Journal of Botany, 81 (5), 589-597.

Bhatia, N., Friedman, A., Del Rosso, J. (2019). Applications of topical oak bark extract in dermatology: clinical examples and discussion. J Drugs Dermatol, 18 (2), 203-206.

Boratynski, A., Marcysiak, K., Lewandowska, A., Jasinska, A., Iszkulo, G., Burczyk J. (2008). Differences in leaf morphology between Quercuspetraea and Q. robur adult and young individuals. Silva Fennica, 42 (1), 115-124.

Borazan, A., Babaf, M.T. (2003). Morphometry leaf variation in oaks (Quercus) of Bolu, Turkey. Ann. Bot. Fennici 40, 233-242.

Brocious, C.A., Hacke, U.G. (2016). Stomatal conductance scales with petiole xylem traits in Populus genotypes. Funct. Plant Biol., 43, 553-562.

Bruschi, P., Grossoni, P., Bussotti F. (2003). Within- and among tree variation in leaf morphology of Quercus petraea (Matt.) Liebl. natural populations. Trees, 17, 164-172.

Burkardt, K., Pettenkofer, T., Ammer, C. et al. (2022). Correction to: Influence of heterozygosity and competition on morphological tree characteristics of Quercus rubra L.: a new single-tree based approach. New Forests 53, 587-588. DOI: 10.1007/ s11056-021-09866-x.

Burlacu, E., Nisca, A. Tanase, C. (2020). A Comprehensive Review of Phytochemistry and Biological Activities of Quercus Species. Forests, 11 (9), 904. DOI: 10.3390/f11090904.

Bursal, E., Boga, R. (2018). Polyphenols analysed by UHPLC-ESI-MS/MS and antioxidant activities of molasses, acorn and leaves of oak (Quercus robur subsp. pedunculiflora). Progr Nutr 20 (Supp1), 167-175.

Bussotti, F., Grossoni, P. (1997). European and Mediterranean oaks (Quercus L.; Fagaceae): SEM characterization of the micromorphology of the abaxial leaf surface. Botanical Journal of the Linnean Society, 124, 183-199.

Deng, M., Hipp, A., Song, Yi-G., Li, Q.-Sh., Coombes, A., Cotton, A. (2014). Leaf epidermal features of Quercus subgenus Cyclo- balanopsis (Fagaceae) and their systematic significance. Botanical Journal of the Linnean Society, 176 (2), 224-259. DOI: 10.1111/ boj.12207.

Faghir, M.B., Mehrmanesh, A., Attar, F. (2016). Leaf and petiole anatomical characters of the genus Alchemilla (Rosaceae) in Iran and their use in numerical analysis. J. Taxonomy andBiosystematics, 8 (28), 1-20.

Ferianac, V, Fulop, M., Jezovicova, M., Radosinska, J., Husseinova, M., Feriancova, M., Radosinska, D., Baranclk, M., Muchova, J., Hogger, P., Durackova, Z. (2020). The Oak-wood extract robuvit improves recovery and oxidative stress after hysterectomy: a randomized, double-blind. Placebo-controlled pilot study. Nutrients 12 (4), 913.

Fortini, P., Viscosi, V, Maiuro, L., Fineschi, S., Vendramin, G.G. (2009). Comparative leaf surface morphology and molecular data of five oaks of the subgenus Quercus Oerst (Fagaceae). Plant Biosystems Comparative leaf surface morphology and molecular data of five oaks of the subgenus Quercus Oerst. International Journal Dealing with All Aspects of Plant Biology, 143 (3), 543-554. DOI: 10.1080/11263500902722980.

Ganem, M.A., Luna, M.L., Ahumada, O., Giudice, G.E. (2019). Estudio morfo-anatomico comparado en peciolos de las especies de Asplenium (Aspleniaceae) de Argentina. B. Soc. Argent. Bot., 54, 191-201. DOI: 10.31055/1851.2372.v54.n2.24364.

Gonzalez-Rodriguez, A. (2005). Leaf morphometric variation in Quercus affinis and Q. laurina (Fagaceae), two hybridizing Mexican red oaks. Botanical Journal of the Linnean Society, 147 (4), 427-435.

Hardin, J.W. (1979). Patterns of variation in foliar trichome of eastern North American Quercus. Amer. J. Bot., 66 (5), 576-585.

Hurkul, M.M., Yayla, §. (2021). Leaf anatomy of Quercus macranthera subsp. syspirensis (K. Koch) Menitsky. Biological Diversity and Conservation, 14 (3), 405-410.

Jensen, R.J., Hokanson, S.C., Isebrands, J.C., Hancock, J.F. (1993). Morphometric variation in oaks of the Apostle Islands in Wisconsin: evidence of hybridization between Quercus rubra and Q. ellipsoidahs (Fagaceae). American Journal ofBotany, 80, 1358-1366.

Karaismailoglu, M.C. (2020). Petiole Anatomy of 21 Representatives of Tribe Alysseae (Brassicaceae) from Turkey. KSUTarim ve Doga Derg, 23, 1535-1544. DOI: 10.18016/ksutarimdoga.vi.722766.

Klepsch, M., Lange, A., Angeles, G., Mehltreter, K., Jansen S. (2016). The hydraulic architecture of petioles and leaves in tropical fern species under different levels of canopy openness. Int. J. Plant Sci., 177, 209-216.

Kocsis, M., Borhidi, A. (2003). Petiole anatomy of some Rubiaceae genera. Acta Bot. Hung., 45, 345-353.

Konovalova, O., Omelkovets, T., Sydora, N., Hurtovenko, I., Kalista, M., Shcherbakova, O. (2023). Investigation of the polyphenol composition of red oak (Quercus rubra L.) raw materials. ScienceRise: Pharmaceutical Science, 2 (42), 75-81. DOI: 10.15587/2519-4852.2023.277969.

Kovalev, V.M., Marchyshyn, S.M., Hvorost, O.P., Isakova T.I. (2014). Workshop on the identification of medicinal plant raw materials: teaching manual. Ternopil, TDMU, 26-27 (in Ukrainian).

Kraus, J.E., de Sousa, H.C., Rezende, M.H., Castro, N.M., Vecchi, C., Luque, R. (1998). Astra blue and basic fuchsin double staining of plant materials. Biotechnic & Histochemistry, 73 (5), 235-243. DOI: 10.3109/10520299809141117.

Kryvoruchko A.P., Bessonova V.P. (2018). Anatomical leaves characteristics of Quercus rubra L. and Quercus robur L. and stand density. Ukrainian Journal of Ecology, 8 (1), 64-71. DOI: 10.15421/2017_188 (in Ukrainian).

Kryvoruchko, A., Bessonova, V. (2017). Indicators of the anatomical structure of red oak leaves (Quercus rubra L.) in urbotechno- genic conditions. Bulletin of Lviv University. Biological series, 76, 29-37 (in Ukrainian).

Lee, J.-H., Kwon, O.-W., Jang, T.-S., Roh, H.-S., Hong, S.-P. (2010). The petiole anatomy of the genus Spiraea L. (Rosaceae) in Korea. Korean J. Plant Taxonomy, 40 (1), 16-26.

Lichota, A. Gwozdzinski, K. (2018). Anticancer Activity of Natural Compounds from Plant and Marine Environment. Int. J. Mol. Sci., 19 (11), 3533. DOI: 10.3390/ijms19n3533.

Likhanov, A.F., Sereda, O.V., Gryb, V.M., Melnyk, VI., Osadchuk, L.S., Yuskevych T. (2019). Biochemical markers of vital biodestruction in common oak (Quercus robur). Biosystems Diversity, 27 (4), 314-321. DOI: 10.15421/011941.

Louf, J., Nelson, L., Kang, H., Song, P.N., Zehnbauer, T., Jung, S. (2018). How wind drives the correlation between leaf shape and mechanical properties. Sci. Rep-UK. 8, 16314. DOI: 10.1038/s41598-018-34588-0.

Luo, Y. and Zhou, Z.K. (2001). Cuticle of Quercus Sugen. Cyclobalanopsis (Oerst.) chneid. (Fagaceae). Acta Phytophysiologica Sinica, 39, 489-501.

Martins, J.P.R., Wawrzyniak, M.K., Ley-Lopez, J.M., Kalemba, E.M., Mendes, M.M., Chmielarz, P. (2022). 6-Benzylaminopurine and kinetin modulations during in vitro propagation of Quercus robur (L.): an assessment of anatomical, biochemical, and physiological profiling of shoots June 2022. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 151 (1), 1-16. DOI: 10.1007/s11240-022-02339-9.

Morales, D. (2021). Oak trees (Quercus spp.) as a source of extracts with biological activities: A narrative review. Trends Food Sci. Technol. 109, 116-125. DOI: 10.1016/j.tifs.2021.01.029. 9.

Nagel, L.M., Bassmanb, J.H., Edwards, G.E., Robberecht, R., Franceshi, V.R. (1998). Leaf anatomical changes in Populus tricho- carpa, Quercus rubra, Pseudotsuga menziesii and Pinus ponderosa exposed to enhanced ultraviolet-B radiation. Physiologia Plan- tarum, 104, 385-396.

Niinemets, U., Fleck, S. (2002). Petiole mechanics, leaf inclination, morphology, and investment in support in relation to light availability in the canopy of Liriodendron tulipifera. Oecologia, 132, 21-33.

Nikolic, N., Merkulov, L.J., Pajevic, S. and Krstic, B. (2005). Variability of Leaf Anatomical Characteristics in Pedunculate Oak Genotypes (Quercus robur L.). Proceedings of the Balkan Scientific Conference of Biology, Plovdiv, 240-247.

Nikolic, N.P., Krstic, B.D., Pajevic, S.P., Orlovic, S.S. (2006). Variability of leaf characteristics in different pedunculate oak genotypes (Quercus robur L.) Proc. Nat. Sci, Matica Srpska Novi Sad, 110, 95-105, DOI: 10.2298/ZMSPN0611095N.

Noraini, T., Ruzi, A.R., Ismail, B.S., Hani, B.U., Salwa, S., Azeyanty, J.A. (2016). Petiole vascular bundles and its taxonomic value in the tribe Dipterocarpeae (Dipterocarpaceae). Sains Malays., 45, 247-253.

Oracz, J., Prejzner, M., Grzelczyk, J., Kowalska G. And Zyzelewicz D. (2023). Bioactive compounds, antioxidant activity and sensory properties of Northern Red Oak (Quercus rubra L., syn. Q. borealis F. Michx) seeds affected by roasting conditions. Molecules, 28 (5), 2299; DOI: 10.3390/molecules28052299.

Oracz, J., Zyzelewicz, D., Pacholczyk-Sienicka, B. (2022). UHPLC-DAD-ESI-HRMS/MS profile of phenolic compounds in northern red oak (Quercus rubra L., syn. Q. borealis F. Michx) seeds and its transformation during thermal processing. Industrial Crops and Products, 189 (4). DOI: 10.1016/j.indcrop.2022.115860.

Palacios-Rios, M., Galan, J.M.G., Prada, C., Rico-Gray, V, 2019. Structure of the petioles and costae of Mexican and Central American species of Pteris (Polypodiopsida, Pteridaceae). Phytotaxa, 401, 101-116. DOI: 10.11646/phytotaxa.401.2.2.

Panahi, P., Jamzad, Z., Pourmajidian, M.R., Fallah, A., Pourhashemi, M. (2012). Foliar epidermis morphology in Quercus (subgenus Quercus, section Quercus) in Iran Acta Bot. Croat., 71 (1), 95-113. DOI: 10.2478/vl0184-010-0029-y.

Penas A., Llamas F., Perez Morales C., Acedo C. (1994). Aportaciones al conocimiento del genero Quercus en la Cordillera Cantabrica. I. Tricomas foliares de las especies caducifolias. Lagascalia, 17 (2), 311-324.

Poorter, L., Rozendaal, D.M.A. (2008). Leaf size and leaf display of thirty-eight tropical tree species. Oecologia, 158, 35-46.

Rfo, S., Alvarez, R., Candelas, A., Gonzalez-Sierra, S., Herrero, L., and Penas, A. (2014). Preliminary study on taxonomic review using histological sections of some Iberian species from the genus Quercus L. (Fagaceae). American Journal of Plant Sciences, 5, 2773-2784. DOI: 10.4236/ajps.2014.518294.

Rfo, S., Alvarez, R., Candelas, A., Gonzalez-Sierra, S., Herrero, L., Penas, A. (2014). Preliminary Study on Taxonomic Review Using Histological Sections of Some Iberian Species from the Genus Quercus L. (Fagaceae). American Journal of Plant Sciences, 5, 2773-2784. DOI: 10.4236/ajps.2014.518294.

Russell, T., Cutler, C., Walters, M. (2020). The World Encyclopedia of Trees: A Reference and Identification Guide to 1300 of the World's Most Significant Trees Lorenz Books.

Scareli-Santos, C., Herrera-Arroyo, M.L., Sanchez-Mondragon, M.L., Gonzalez-Rodriguez, A., Bacon, J. and Oyama, K. (2007). Comparative Analysis of Micromorphological Characters in Two Distantly Related Mexican Oaks, Quercus conzattii and Q. eduardii (Fagaceae) and Their Hybrids. Brittonia, 59, 37-48. DOI: 10.1663/0007-196.

Schicchi, R., Mazzola, P. and Raimondo, F.M. (2001). Eco-Morphologic and Taxonomic Studies of Quercus Hybrids (Fagaceae) in Sicily. Bocconea, 13, 485-490.

Shahbaz S.E., Abdulrahman S.S., Abdulrahman H.A. (2015). Use of leaf anatomy for identification of Quercus L. species native to Kurdistan-Iraq. Science J Univ Zakho, 3, 222-232.

State Pharmacopoeia of Ukraine. (2014) 2nd edition V. 3. Kharkiv State enterprise “Ukrainian Scientific Pharmacopoeia Center for the Quality of Medicinal Products”, 300 (in Ukrainian).

Stuessy, T.F., Mayer, V, Horandl, E., Ruggell, A.R.G., Gantner Verlag, K.-G. (eds.) (2003). Deep morphology: Toward a renaissance of morphology in plant systematics. (Regnum Vegetabile, vol. 141), ix + 326 pp.

Talip, N., Cutler, D.F., Ahmad Puad, A.S., Ismail, B.S., Ruzi, A.R., Ahmad Juhari, A.A. (2017). Diagnostic and systematic significance of petiole anatomy in the identification of Hopea species (Dipterocarpaceae). S. Afr. J. Bot. 111, 111-125. DOI: 10.1016/j. sajb.2017.03.008.

Tanase, C., Nicolescu, A., Nisca, A., Stefanescu, R., Babota, M., Mare, A.D., Ciurea C.N., Man A. (2022). Biological activity of bark extracts from Northern red oak (Quercus rubra L.): An Antioxidant, Antimicrobial and Enzymatic Inhibitory Evaluation. Plants 11 (18), 2357. DOI: 10.3390/plants11182357.

Uzunova, K., Palamarev, E. (1993). An Investigation of the Leaf Epidermis of the European (Non-Balkan) Species of the Genus Quercus. Fitologia, 45, 3-15.