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-961Research ArticleЭКОЛОГИЯECOLOGYИзменчивость содержания фенольных соединений в вегетативных органах Vaccinium myrtillus L. в условиях техногенного загрязненияVariability of the content of phenolic compounds in the vegetative organs of Vaccinium myrtillus L. in conditions of manmade pollutionСередаЛ. Н.SeredaL. N.

Лидия Николаевна Середа

184209, г. Апатиты ул. Ферсмана, д.14 

sundukpandory87@mail.ruЖировВ. К.ZhirovV. K.

Владимир Константинович Жиров

184209, г. Апатиты ул. Ферсмана, д.14

ДрогобужскаяС. В.DorogobuzhskayaS. V.

Светлана Витальевна Дрогобужская

184209, г. Апатиты ул. Ферсмана, д.26а

Центр наноматериаловедения Федеральный Исследовательский Центр «Кольский Научный Центр» РАНRussian FederationЦентр медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике Федеральный Исследовательский Центр «Кольский Научный Центр» РАНRussian FederationИнститут химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Федеральный Исследовательский Центр «Кольский Научный Центр» РАНRussian Federation20251708202511551825Copyright © Середа Л.Н., Жиров В.К., Дрогобужская С.В., 20252025Середа Л.Н., Жиров В.К., Дрогобужская С.В.Sereda L.N., Zhirov V.K., Dorogobuzhskaya S.V.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/961

Изучение закономерностей усиленного синтеза вторичных метаболитов растениями, непрерывно подвергающихся техногенному воздействию, является одной из актуальных задач. Нарушения структурной организации биоценозов способны привести к полной деградации растительности на значительных территориях. Одним из источника техногенной нагрузки на Кольском полуострове, является медно-никелевый комбинат ОАО «Комбинат Североникель» (АО «Кольская ГМК»), расположенный в центральной промышленной части полуострова, выбросы которого содержат высокие концентрации тяжелых металлов. Одним из доминантных видов травяно-кустарничкового яруса, является черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus L.) – листопадный кустарничек семейства вересковые (Ericaceae Juss.), листья которой синтезируют флавоноиды, полифенольные кислоты, стилбены, обуславливающие значительные гипогликемическую, противовоспалительную, общеукрепляющую активности. Целью настоящей работы, является изучение изменчивости содержания флавоноидных соединений в вегетативных органах Vaccinium myrtillus L., произрастающей в условиях техногенного загрязнения на территории Арктической зоны РФ. В результате проведения работы, проанализирована зависимость синтеза флавоноидов и антиоксидантов от расстояния до источника техногенного загрязнения. Отмечен общий нелинейный характер пространственного распределения в отношении суммы флавоноидов и общей антиоксидантной активности. Установлена нелинейная тенденция накопления тяжелых металлов.

The study of the patterns of enhanced synthesis of secondary metabolites by plants continuously exposed to man-made effects is one of the urgent tasks. Violations of the structural organization of biocenoses can lead to complete degradation of vegetation in large areas. One of the sources of man-made stress on the Kola Peninsula is the Severonikel copper-nickel combine (JSC Kola MMC), located in the central industrial part of the peninsula, whose emissions contain high concentrations of heavy metals. One of the dominant species of the herbaceous shrub layer is blueberry (Vaccinium myrtillus L.), a deciduous shrub of the heather family (Ericaceae Juss.), whose leaves synthesize flavonoids, polyphenolic acids, stilbens, causing significant hypoglycemic, antiinflammatory, restorative activity. The purpose of this work is to study the variability of the content of flavonoid compounds in the vegetative organs of Vaccinium myrtillus L., growing under conditions of man-made pollution in the Arctic zone of the Russian Federation. As a result of the work, the dependence of the synthesis of flavonoids and antioxidants on the distance to the source of man-made pollution was analyzed. The general nonlinear nature of the spatial distribution in relation to the amount of flavonoids and total antioxidant activity is noted. A nonlinear tendency of accumulation of heavy metals has been established.

Vaccinium myrtillus L.биологически активные веществатехногенное загрязнениеультразвуковая экстракцияАрктикаVaccinium myrtillus L.biologically active substancestechnogenic pollutionultrasoundassisted extractionArcticРабота выполнена в рамках государственного задания ФИЦ КНЦ РАН FMEZ-2023-0012.ReferencesБейдеман И.Н. Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях. – М.; Л. – 1954. – 130 с.Бейдеман И.Н. Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях. – М.; Л. – 1954. – 130 с.ГОСТ 17.4.4.02-2017. Межгосударственный стандарт. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического. бактериологического. гельминтологического анализа. – М., 2017. – 10 с.ГОСТ 17.4.4.02-2017. Межгосударственный стандарт. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического. бактериологического. гельминтологического анализа. – М., 2017. – 10 с.Крючков В.В., Макарова Т.Д. Аэротехногенное воздействие на экосистемы Кольского Севера. Апатиты. – 1989. – 96 с.Крючков В.В., Макарова Т.Д. Аэротехногенное воздействие на экосистемы Кольского Севера. Апатиты. – 1989. – 96 с.Середа Л.Н., Жиров В.К., Цветов Н.С., Дрогобужская С.В. Изменчивость содержания адаптогенных соединений в различных органах Empetrum hermaphroditum Hager. в условиях техногенного загрязнения на Кольском полуострове // Химия растительного сырья. – 2024. – №2. – С. 293-301. DOI: 10.14258/jcprm.20240213032.21.Середа Л.Н., Жиров В.К., Цветов Н.С., Дрогобужская С.В. Изменчивость содержания адаптогенных соединений в различных органах Empetrum hermaphroditum Hager. в условиях техногенного загрязнения на Кольском полуострове // Химия растительного сырья. – 2024. – №2. – С. 293-301. DOI: 10.14258/jcprm.20240213032.21.ОФС.1.1.0011.15 Хранение лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов // Государственная фармакопея РФ. XIV изд.: М. – 2018.ОФС.1.1.0011.15 Хранение лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов // Государственная фармакопея РФ. XIV изд.: М. – 2018.Чулджиян Х., Кирвета С., Фацек З. Тяжелые металлы в почвах и растениях. – 1988. – С. 5-24.Чулджиян Х., Кирвета С., Фацек З. Тяжелые металлы в почвах и растениях. – 1988. – С. 5-24.Afanasyeva L.V., Kashin V.K. The chemical composition and productivity of Vaccinium myrtillus L. under influence of industrial pollution // Journal of Siberian Federal University. Biology. – 2015. – Vol. 8(3). – p. 333. DOI: 10.17516/1997-1389-2015-8-3-333-346Afanasyeva L.V., Kashin V.K. The chemical composition and productivity of Vaccinium myrtillus L. under influence of industrial pollution // Journal of Siberian Federal University. Biology. – 2015. – Vol. 8(3). – p. 333. DOI: 10.17516/1997-1389-2015-8-3-333-346Białońska D., Zobel A.M., Kuraś M., Tykarska T., Sawicka-Kapusta K. Phenolic compounds and cell structure in bilberry leaves affected by emissions from a Zn–Pb smelter // Water, Air, and Soil Pollution. – 2007. – Vol. 181. – p. 123-133. DOI: 10.1007/s11270-006-9284-xBiałońska D., Zobel A.M., Kuraś M., Tykarska T., Sawicka-Kapusta K. Phenolic compounds and cell structure in bilberry leaves affected by emissions from a Zn–Pb smelter // Water, Air, and Soil Pollution. – 2007. – Vol. 181. – p. 123-133. DOI: 10.1007/s11270-006-9284-xBradley R., Burt A.J., Read D.J. The biology of mycorrhiza in the Ericaceae: VIII. The role of mycorrhizal infection in heavy metal resistance // New Phytologist. – 1982. – Vol. 91(2). – p. 197-209. DOI: 10.1111/j.1469-8137.1982.tb03306.xBradley R., Burt A.J., Read D.J. The biology of mycorrhiza in the Ericaceae: VIII. The role of mycorrhizal infection in heavy metal resistance // New Phytologist. – 1982. – Vol. 91(2). – p. 197-209. DOI: 10.1111/j.1469-8137.1982.tb03306.xKalugina O.V., Afanasyeva L.V., Mikhailova T.A., Filinova N.V. Activity of lowmolecular weight components of Larix sibirica antioxidant system under exposure to technogenic pollution // Ecotoxicology. – 2022. – Vol. 31(10) – p. 1492-1505. DOI: 10.1007/s10646-022-02607-6Kalugina O.V., Afanasyeva L.V., Mikhailova T.A., Filinova N.V. Activity of lowmolecular weight components of Larix sibirica antioxidant system under exposure to technogenic pollution // Ecotoxicology. – 2022. – Vol. 31(10) – p. 1492-1505. DOI: 10.1007/s10646-022-02607-6Lyanguzova, I.V. Airborne heavy metal pollution and its effects on biomass of ground vegetation, foliar elemental composition and metabolic profiling of forest plants in the Kola peninsula (Russia) // Russian Journal of Plant Physiology. – 2021. – Vol. 68(1). – p. 140-149. DOI: 10.1134/S1021443721070086Lyanguzova, I.V. Airborne heavy metal pollution and its effects on biomass of ground vegetation, foliar elemental composition and metabolic profiling of forest plants in the Kola peninsula (Russia) // Russian Journal of Plant Physiology. – 2021. – Vol. 68(1). – p. 140-149. DOI: 10.1134/S1021443721070086Meier U. Growth stages of mono- and dicotyledonous plants BBCH. – Quedlinburg. – 2018. – 204 p. DOI: 10.5073/20180906-074619.Meier U. Growth stages of mono- and dicotyledonous plants BBCH. – Quedlinburg. – 2018. – 204 p. DOI: 10.5073/20180906-074619.Nikitina, V.S., Kuz’mina, L.Y., Melent’ev, A.I., Shendel’ G.V. Antibacterial activity of polyphenolic compounds isolated from plants of Geraniaceae and Rosaceae families //Applied biochemistry and microbiology. – 2007. – Vol. 43. – p. 629-634. DOI: 10.1134/S0003683807060117Nikitina, V.S., Kuz’mina, L.Y., Melent’ev, A.I., Shendel’ G.V. Antibacterial activity of polyphenolic compounds isolated from plants of Geraniaceae and Rosaceae families //Applied biochemistry and microbiology. – 2007. – Vol. 43. – p. 629-634. DOI: 10.1134/S0003683807060117Pires T.C.S.P., Caleja C., Santos-Buelga C., Barros L., Ferreira I.C.F.R. Vaccinium myrtillus L. fruits as a novel source of phenolic compounds with health benefits and industrial applications-a review // Current pharmaceutical design. – 2020. – Vol. 26(16). – p. 1917-1928. DOI: 10.2174/1381612826666200317132507Pires T.C.S.P., Caleja C., Santos-Buelga C., Barros L., Ferreira I.C.F.R. Vaccinium myrtillus L. fruits as a novel source of phenolic compounds with health benefits and industrial applications-a review // Current pharmaceutical design. – 2020. – Vol. 26(16). – p. 1917-1928. DOI: 10.2174/1381612826666200317132507Santiago L.J.M., Louro R.P., De Oliveira D.E. Compartmentation of phenolic compounds and phenylalanine ammonia-lyase in leaves of Phyllanthus tenellus Roxb. And their induction by copper sulphate //Annals of botany. – 2000. – Vol. 86(5). – p. 1023-1032. DOI: 10.1006/anbo.2000.1271Santiago L.J.M., Louro R.P., De Oliveira D.E. Compartmentation of phenolic compounds and phenylalanine ammonia-lyase in leaves of Phyllanthus tenellus Roxb. And their induction by copper sulphate //Annals of botany. – 2000. – Vol. 86(5). – p. 1023-1032. DOI: 10.1006/anbo.2000.1271Slukovskaya M.V., Kremenetskaya I.P., Mosendz I.A., Ivanova T.K., Drogobuzhskaya S.V., Ivanova L.A., Novikov A.I., Shirokaya A.A. Thermally activated serpentine materials as soil additives for copper and nickel immobilization in highly polluted peat // Environmental Geochemistry and Health. – 2023. – Vol. 45(1). – p. 67-83. DOI: 10.1007/s10653-022-01263-3.Slukovskaya M.V., Kremenetskaya I.P., Mosendz I.A., Ivanova T.K., Drogobuzhskaya S.V., Ivanova L.A., Novikov A.I., Shirokaya A.A. Thermally activated serpentine materials as soil additives for copper and nickel immobilization in highly polluted peat // Environmental Geochemistry and Health. – 2023. – Vol. 45(1). – p. 67-83. DOI: 10.1007/s10653-022-01263-3.Ștefănescu R., Laczkó-Zöld E., Ősz B.-E., Vari C.-E. An updated systematic review of Vaccinium myrtillus leaves: Phytochemistry and pharmacology // Pharmaceutics. – 2022. – Vol. 15(1). – p. 16. DOI: 10.3390/pharmaceutics15010016Ștefănescu R., Laczkó-Zöld E., Ősz B.-E., Vari C.-E. An updated systematic review of Vaccinium myrtillus leaves: Phytochemistry and pharmacology // Pharmaceutics. – 2022. – Vol. 15(1). – p. 16. DOI: 10.3390/pharmaceutics15010016Vinogradova N. A., Glukhov A. Z. Ecological and phytochemical features of Crataegus fallacina Klokov under conditions of technogenic pollution // Contemporary Problems of Ecology. – 2021. – Vol. 14. – p. 90-97. DOI: 10.1134/S1995425521010091Vinogradova N. A., Glukhov A. Z. Ecological and phytochemical features of Crataegus fallacina Klokov under conditions of technogenic pollution // Contemporary Problems of Ecology. – 2021. – Vol. 14. – p. 90-97. DOI: 10.1134/S1995425521010091Vinogradova N., Vinogradova E., Chaplygin V., Mandzhieva S., Kumar P., Rajput V.D., Minkina T., Seth C.S., Burachevskaya M., Lysenko D., Singh R.K. Phenolic compounds of the medicinal plants in an anthropogenically transformed environment // Molecules. – 2023. – Vol.28(17). – p. 6322. DOI: 10.3390/molecules28176322Vinogradova N., Vinogradova E., Chaplygin V., Mandzhieva S., Kumar P., Rajput V.D., Minkina T., Seth C.S., Burachevskaya M., Lysenko D., Singh R.K. Phenolic compounds of the medicinal plants in an anthropogenically transformed environment // Molecules. – 2023. – Vol.28(17). – p. 6322. DOI: 10.3390/molecules28176322

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