booltБюллетень Государственного Никитского ботанического садаBulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens0513-1634Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”boolt-1016Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙСекреция биологически активных веществ железистыми трихомами разных морфологических типов у некоторых видов Pelargonium (geraniaceae)Secretion of biologically active substances by glandular trichomes of different morphological types in some Pelargonium (Geraniaceae) speciesРябухаУ. А.RyabukhaU. A.

Ульяна Алексеевна Рябуха

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 2

URyabukha@binran.ruМуравникЛ. Е.MuravnikL. E.

Людмила Евгеньевна Муравник

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 2

ФГБУН Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАНRussian Federation20251610202501561824Copyright © Рябуха У.А., Муравник Л.Е., 20252025Рябуха У.А., Муравник Л.Е.Ryabukha U.A., Muravnik L.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://boolt.elpub.ru/jour/article/view/1016

Проведена серия гистохимических тестов для качественного определения вторичных метаболитов в железистых трихомах (ЖТ) листьев и элементов цветка у трёх видов Pelargonium: Pelargonium odoratissimum (L.) L'Hér., Pelargonium exstipulatum (Cav.) L'Hér. и Pelargonium vitifolium (L.) L'Hér. У исследованных видов обнаруживаются ЖТ пяти морфологических типов. Установлено, что секрет может содержать фенолы, алкалоиды, терпены и кислые полисахариды. При этом набор выявляемых вторичных соединений различается у трихом разных типов. Кроме того, отмечаются видоспецифичные особенности окрашивания в гистохимических реакциях у всех типов ЖТ. Наиболее интенсивная секреция и большее разнообразие компонентов характерны для трихом 1-го типа. В то же время, у трихом 2-го и 4-го типов наблюдаются различия в составе секрета, обусловленные их локализацией на разных органах. Синтезированные вещества могут накапливаться в вакуолях и цитоплазме ЖТ или выводиться в субкутикулярную полость

A series of histochemical tests were carried out for the qualitative determination of secondary metabolites in glandular trichomes (GTs) of leaves and flower elements in three Pelargonium (Geraniaceae) species: P. odoratissimum, P. exstipulatum and P. vitifolium. GTs of five morphological types are found in the studied species. The secreted substances may contain phenols, alkaloids, terpenes and acidic polysaccharides. The set of detected secondary compounds differs in different types of trichomes. In addition, there are species-specific staining features in histochemical reactions in GTs of all types. The most intense secretion and a greater variety of components are found in all trichomes of the 1st type. At the same time, trichomes of the 2nd and the 4th types have differences in the composition of secretions due to their localization on different organs. The synthesized substances can be accumulated in the cytoplasm of the GTs or be excreted into the subcuticular cavity.

GeraniaceaePelargonium odoratissimumP. exstipulatumP. vitifoliumжелезистые трихомыгистохимияGeraniaceaePelargonium odoratissimumP. exstipulatumP. vitifoliumglandular trichomeshistochemistryРабота выполнена в рамках Гос. задания БИН РАН (№ 1021071912890-3-1.6.11).ReferencesРябуха У.А., Пожванов Г.А., Муравник Л.Е. Секреторные структуры листьев и цветков у представителей семейства Geraniaceae // Материалы VI (ХIV) Международной ботанической конференции молодых учёных в Санкт-Петербурге ‒ Санкт-Петербург: БИН РАН, 2025. ‒ C. 180-181.Рябуха У.А., Пожванов Г.А., Муравник Л.Е. Секреторные структуры листьев и цветков у представителей семейства Geraniaceae // Материалы VI (ХIV) Международной ботанической конференции молодых учёных в Санкт-Петербурге ‒ Санкт-Петербург: БИН РАН, 2025. ‒ C. 180-181.Рябуха У.А., Муравник Л.Е. Железистые трихомы листьев и цветков у трёх видов Pelargonium (Geraniaceae) // Ботанический журнал. ‒ 2024. ‒ T. 109, № 10. ‒ C. 1010-1030. DOI: 10.31857/S0006813624100058Рябуха У.А., Муравник Л.Е. Железистые трихомы листьев и цветков у трёх видов Pelargonium (Geraniaceae) // Ботанический журнал. ‒ 2024. ‒ T. 109, № 10. ‒ C. 1010-1030. DOI: 10.31857/S0006813624100058Ботаническая гистохимия: Пер. с англ. / Дженсен У. ‒ М.: Мир, 1965. ‒ 372 с.Ботаническая гистохимия: Пер. с англ. / Дженсен У. ‒ М.: Мир, 1965. ‒ 372 с.Appezzato-da-Glória B., Da Costa F.B., da Silva V.C., Gobbo-Neto L., Rehder V.L.G., Hayashi A.H. Glandular trichomes on aerial and underground organs in Chrysolaena species (Vernonieae – Asteraceae): structure, ultrastructure and chemical composition // Flora Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants. ‒ 2012. ‒ Vol. 207(12). ‒ P. 878-887.Appezzato-da-Glória B., Da Costa F.B., da Silva V.C., Gobbo-Neto L., Rehder V.L.G., Hayashi A.H. Glandular trichomes on aerial and underground organs in Chrysolaena species (Vernonieae – Asteraceae): structure, ultrastructure and chemical composition // Flora Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants. ‒ 2012. ‒ Vol. 207(12). ‒ P. 878-887.Ćavar S., Maksimović M. Antioxidant activity of essential oil and aqueous extract of Pelargonium graveolens L’Her // Food Control. ‒ 2012. ‒ Vol. 23(1). ‒ P. 263-267. DOI: 10.1016/j.foodcont.2011.07.031Ćavar S., Maksimović M. Antioxidant activity of essential oil and aqueous extract of Pelargonium graveolens L’Her // Food Control. ‒ 2012. ‒ Vol. 23(1). ‒ P. 263-267. DOI: 10.1016/j.foodcont.2011.07.031David R., Carde J. Histochimie-coloration differentielle des inclusions lipidiques et terpeniques des pseudophylles du pin maritime au moyen du reactif NADI // Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences. ‒ 1964. ‒ Vol. 258(4). ‒ P. 1338-1340.David R., Carde J. Histochimie-coloration differentielle des inclusions lipidiques et terpeniques des pseudophylles du pin maritime au moyen du reactif NADI // Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences. ‒ 1964. ‒ Vol. 258(4). ‒ P. 1338-1340.Furr M., Mahlberg P.G. Histochemical analyses of laticifers and glandular trichomes in Cannabis sativa // Journal of Natural Products. ‒ 1981. ‒ Vol. 44(2). ‒ P. 153-159.Furr M., Mahlberg P.G. Histochemical analyses of laticifers and glandular trichomes in Cannabis sativa // Journal of Natural Products. ‒ 1981. ‒ Vol. 44(2). ‒ P. 153-159.Guerrini A., Rossi D., Paganetto G., Tognolini M., Muzzoli M., Romagnoli C., Antognoni F., Vertuani S., Medici A., Bruni A. Chemical characterization (GC/MS and NMR fingerprinting) and bioactivities of south‐African Pelargonium capitatum (L.) L'her.(Geraniaceae) essential oil // Chemistry & biodiversity. ‒ 2011. ‒ Vol. 8(4). ‒ P. 624-642. DOI: 10.1002/cbdv.201000045Guerrini A., Rossi D., Paganetto G., Tognolini M., Muzzoli M., Romagnoli C., Antognoni F., Vertuani S., Medici A., Bruni A. Chemical characterization (GC/MS and NMR fingerprinting) and bioactivities of south‐African Pelargonium capitatum (L.) L'her.(Geraniaceae) essential oil // Chemistry & biodiversity. ‒ 2011. ‒ Vol. 8(4). ‒ P. 624-642. DOI: 10.1002/cbdv.201000045Ko K.N., Lee K.W., Lee S.E., Kim E.S. Development and ultrastructure of glandular trichomes in Pelargonium x fragrans ‘Mabel Grey’ (Geraniaceae) // Journal of Plant Biology. ‒ 2007. ‒ Vol. 50(3). ‒ P. 362-368. DOI: 10.1007/BF03030668Ko K.N., Lee K.W., Lee S.E., Kim E.S. Development and ultrastructure of glandular trichomes in Pelargonium x fragrans ‘Mabel Grey’ (Geraniaceae) // Journal of Plant Biology. ‒ 2007. ‒ Vol. 50(3). ‒ P. 362-368. DOI: 10.1007/BF03030668Levin D.A. The role of trichomes in plant defense // The quarterly review of biology. ‒ 1973. ‒ Vol. 48(1), Part 1. ‒ P. 3-15.Levin D.A. The role of trichomes in plant defense // The quarterly review of biology. ‒ 1973. ‒ Vol. 48(1), Part 1. ‒ P. 3-15.Muravnik L.E. The Structural Peculiarities of the Leaf Glandular Trichomes: AReview // Plant Cell and Tissue Differentiation and Secondary Metabolites / Ramawat K., Ekiert H., Goyal S. (eds). – Cham: Springer, 2020. ‒ P. 1-35. DOI: 10.1007/978-3-030-11253-0_3-1Muravnik L.E. The Structural Peculiarities of the Leaf Glandular Trichomes: AReview // Plant Cell and Tissue Differentiation and Secondary Metabolites / Ramawat K., Ekiert H., Goyal S. (eds). – Cham: Springer, 2020. ‒ P. 1-35. DOI: 10.1007/978-3-030-11253-0_3-1Muravnik L.E., Mosina A.A., Zaporozhets N.L., Bhattacharya R., Saha S., Ghissing U., Mitra A. Glandular trichomes of the flowers and leaves in Millingtonia hortensis (Bignoniaceae) // Planta. ‒ 2021. ‒ Vol. 253(1). – ID 13. DOI: 10.1007/s00425-020-03541-9Muravnik L.E., Mosina A.A., Zaporozhets N.L., Bhattacharya R., Saha S., Ghissing U., Mitra A. Glandular trichomes of the flowers and leaves in Millingtonia hortensis (Bignoniaceae) // Planta. ‒ 2021. ‒ Vol. 253(1). – ID 13. DOI: 10.1007/s00425-020-03541-9Tahir S.S., Liz-Balchin M., Husain S.Z., Rajput M.T.M. SEM studies of trichomes types in representative species of the sect. Polyactium and sect. Ligularia in the genus Pelargonium L'Hérit., (Geraniaceae) // Pakistan Journal of Botany. ‒ 1994. ‒ Vol. 26. ‒ P. 397-407.Tahir S.S., Liz-Balchin M., Husain S.Z., Rajput M.T.M. SEM studies of trichomes types in representative species of the sect. Polyactium and sect. Ligularia in the genus Pelargonium L'Hérit., (Geraniaceae) // Pakistan Journal of Botany. ‒ 1994. ‒ Vol. 26. ‒ P. 397-407.Tsai T., Diggle P., Frye H., Jones C. Contrasting lengths of Pelargonium floral nectar tubes result from late differences in rate and duration of growth // Annals of botany. ‒ 2017. ‒ Vol. 121. – P. 549-560 DOI: 10.1093/aob/mcx171Tsai T., Diggle P., Frye H., Jones C. Contrasting lengths of Pelargonium floral nectar tubes result from late differences in rate and duration of growth // Annals of botany. ‒ 2017. ‒ Vol. 121. – P. 549-560 DOI: 10.1093/aob/mcx171Yohana R., Chisulumi P.S., Kidima W., Tahghighi A., Maleki-Ravasan N., Kweka E.J. Anti-mosquito properties of Pelargonium roseum (Geraniaceae) and Juniperus virginiana (Cupressaceae) essential oils against dominant malaria vectors in Africa // Malaria Journal. ‒ 2022. ‒ Vol. 21(1). ‒ P. 1-15. DOI: 10.1186/s12936-022-04220-8Yohana R., Chisulumi P.S., Kidima W., Tahghighi A., Maleki-Ravasan N., Kweka E.J. Anti-mosquito properties of Pelargonium roseum (Geraniaceae) and Juniperus virginiana (Cupressaceae) essential oils against dominant malaria vectors in Africa // Malaria Journal. ‒ 2022. ‒ Vol. 21(1). ‒ P. 1-15. DOI: 10.1186/s12936-022-04220-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.