Cultures of three cultivars of H. perforatum (cvs. Elixir, Helos, Topas) maintained in bioreactors - preliminary research

Dziurawiec zwyczajny (Hypericum perforatum L.), to powszechnie stosowana roślina lecznicza. Znane jest jej działanie przeciwdepresyjne, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwzapalne, antyoksydacyjne, przeciwnowotworowe, żółciopędne, spazmolityczne oraz ściągające.Celem niniejszej pracy magisterskiej była jakościowa i ilościowa analiza związków z grupy kwasów fenolowych, flawonoidów oraz katechin w 3-tygodniowych kulturach in vitro Hypericum perforatum, trzech odmian hodowlanych – ‘Elixir’, ‘Helos’, ‘Topas’ - prowadzonych w bioreaktorach PlantForm na płynnym podłożu wg. Murashige i Skoog z dodatkiem regulatorów wzrostu – 6-benzyloaminopuryny (BAP) i kwasu 1-naftylo-octowego (NAA) o różnym stężeniu – 0,1, 1,0, 2,0, 3,0 mg/l. Analiza została przeprowadzona z zastosowaniem metody HPLC.We wszystkich analizowanych ekstraktach z biomasy prowadzonej w bioreaktorach potwierdzono obecność kwasów fenolowych takich jak: kwas protokatechowy, neochlorogenowy, 3,4-dihydroksyfenylooctowy, chlorogenowy i kryptochlorogenowy. Obecność kwasu wanilinowego potwierdzono tylko w wybranych ekstraktach. We wszystkich ekstraktach udokumentowano także obecność związków należących do flawonoidów - hyperozydu, rutozydu, kwercytryny, kwercetyny, luteoliny, kemferolu oraz należących do grupy katechin – katechiny oraz epikatechiny.Wśród kwasów fenolowych metabolitem akumulowanym w największej ilości był kwas 3,4-dihydroksyfenylooctowy (maks. 209,10 mg/100 g s.m.). Najwyższą całkowitą zawartość kwasów fenolowych (353,30 mg/100 g s.m.) uzyskano w przypadku kultur odmiany ‘Elixir’ prowadzonych na wariancie podłoża MS z dodatkiem 3,0 mg/l BAP 3,0 mg/l NAA. Dominującym ilościowo metabolitem z grupy flawonoidów była kwercetyna (maks.753,59 mg/100 g s.m.). Największą całkowitą zawartość flawonoidów (906,16 mg/100 g s.m.) wykazano dla kultur in vitro odmiany ‘Helos’ prowadzonych na wariancie podłoża zawierającym 3,0 mg/l BAP 3,0 mg/l NAA. Zawartości epikatechiny i katechiny były porównywalne, odpowiednio – 197,37 i 176,17 mg/100 g s.m. Największą całkowitą zawartość katechin (373,54 mg/100 g s.m.) potwierdzono dla kultur odmiany hodowlanej ‘Helos’ prowadzonej na podłożu zawierającym 2,0 mg/l BAP i 2,0 mg/l NAA. Przeprowadzone badanie udowodniło, iż badane kultury in vitro mogą być dobrym źródłem kwasów fenolowych, flawonoidów oraz katechin.

St. John wort (Hypericum perforatum L.) is widely a used medicinal plant. It is known for its antidepressant, antimicrobial, anti – inflammatory, antioxidant, anticancer, cholagogic, spasmolytic and astringent effects. The aim of the master’s thesis was the initial qualitative and quantitative analysis of compounds from the group of phenolic acids, flavonoids and catechins in 3-week in vitro cultures of three cultivars of Hypericum perforatum – ‘Elixir’, ‘Helos’, ‘Topas’ – maintained in PlantForm bioreaktors on a liquid medium by Murashige and Skoog with the addition of growth regulators – 6-benzylaminopurine (BAP) and 1-naphthaleneacetic acid (NAA) in various concentrations – 0.1, 1.0, 2.0, 3.0 mg/l. The analysis was contucted using the HPLC method.In all analyzed biomass extracts maintained in bioreactors phenolic acids were confirmed, such as: protocatechuic, neochlorogenic, 3,4-dihydroxyphenylacetic, chlorogenic and cryptochlorogenic. The presence of vanillic acid was confirmed only in selected extracts. In all extracts presence compounds belonging to flavonoids - hyperoside, rutoside, quercitrin, quercetin, luteolin, kemferol and belonging to the catechin group - catechin and epicatechin has also been documented. Among phenolic acids, the metabolite accumulated in the highest amount was 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (max. 209.10 mg/100 g DW). The highest total phenolic acid content (353.30 mg/100 g DW) was obtained for 'Elixir' cultures maintained on the MS variant with the addition of 3.0 mg/l BAP and 3.0 mg/l NAA. Quantitatively dominant metabolite from flavonoids group was quercetin (max. 753.59 mg/100 g DW). The highest total flavonoid content (906.16 mg/100 g DW) was shown for in vitro cultures of the 'Helos' cultivar maintained on medium variant contained 3.0 mg/l BAP and 3.0 mg/l NAA. Epicatechin and catechin contents were comparable, 197.37 and 176.17 mg /100 g DW , respectively. The highest total catechin content (373.54 mg / 100 g DW) was confirmed for cultures of the 'Helos' cultivar cultivated on a medium containing 2.0 mg/l BAP and 2.0 mg/l NAA.The experiment proved that the in vitro investigated cultures could be an effective source of phenolic acids, flavonoids and catechins.