Accumulation of dibenzocyclooctadiene lignans and phenolic acids in in vitro cultures of Schisandra chinensis "Sadova No. 1"

Przedmiotem pracy była optymalizacja, oraz ocena możliwości biosyntetycznych kultur in vitro odmiany hodowanej gatunku Schisandra chinensis - S. chinensis Sadova No. 1. W ramach pracy badano: różne typy hodowli (kultury agarowe i wytrząsane), różne czasy trwania hodowli (10, 20, 30 40, 50 i 60-dniowe okresy hodowlane), oraz różne stężenia regulatorów wzrostu i rozwoju roślin (BA i NAA; od 0 do 3 mg/l) w podłożu hodowlanym (MS). W ekstraktach z biomasy, jak również w materiale roślinnym – owocach i liściach, oznaczono zawartość lignanów dibenzocyklooktadienowych oraz wolnych kwasów fenolowych.W ekstraktach z biomasy z kultur in vitro metodami DAD-HPLC oraz LC-DAD-ESI-MS stwierdzono obecność czternastu lignanów. Dominującymi pod względem ilościowym były: schizandryna (maks. 176,31 mg/100 g s.m.), angeoylogomisyna Q (maks. 85,10 mg/100 g s.m.), gomisyna A (maks. 71,43 mg/100 g s.m.) i angeoylogomisyna H (maks. 67,00 mg/100 g s.m). Najwyższą całkowitą zawartość lignanów (490,25 mg/100 g s.m.) stwierdzono w ekstraktach z biomasy z kultur agarowych hodowanych 30 dni na wariancie podłoża MS zawierającym 3 mg/l BA i 1 mg/l NAA.Sposród dwudziestu analizowanych kwasów fenolowych w badanych ekstraktach z biomasy z kultur in vitro z zastosowaniem metody DAD-HPLC stwierdzono obecność ośmiu związków. Dominującymi były: kwas hydrokawowy (maks. 132,40 mg/100 g s.m.), kwas neochlorogenowy (maks. 116,65 mg/100 g s.m.), kwas salicylowy (maks. 75,92 mg/100 g s.m.) i kwas chlorogenowy (maks. 72,17 mg/100 g s.m.). Najwyższą całkowitą zawartość kwasów fenolowych (451,48 mg/100 g s.m.) stwierdzono w ekstraktach z biomasy z kultur agarowych hodowanych 30 dni na wariancie podłoża MS zawierającym 2 mg/l BA i 0,5 mg/l NAA.W ramach pracy wykonano porównawcze badania aktywności antyoksydacyjnej (metoda CUPRAC) kultur in vitro oraz owoców i liści gatunków S. chinensis oraz S. chinensis Sadova No. 1. Przeprowadzono również ocenę biotechnologiczną uzyskanych wyników.

The aim of the study was the optimalization and evaluation of the biosynthetic possibility of in vitro cultures of Schisandra chinensis cultivar - S. chinensis Sadova No. 1. Within this work were tested: different types of in vitro cultures (agar and agitated), different times of cultivation (10, 20, 30, 40, 50 i 60- days) and different concentrations of plant growth regulators (BA i NAA, from 0 to 3 mg/l) in media (MS). In extracts from biomass of the cultures, as well as from the plant material - fruit and leaves, dibenzocyclooctadiene lignans and free phenolic acids were estimated. In extracts from biomass of the in vitro cultures by DAD-HPLC and LC-DAD-ESI-MS methods fourteen lignans were detected. The main compounds were: schisandrin (max. 176.31 mg/100 g s.m.), angeoylogomisin Q (max. 85.10 mg/100 g s.m.), gomisin A (max. 71.43 mg/100 g s.m.) and angeoylogomisin H (max. 67.00 mg/100 g s.m). The highest total contents of lignans (490.25 mg/100 g s.m.) was obtained in extracts from biomass of the agar cultures cultivated for 30 days on MS medium variant containing 3 mg/l BA and 1 mg/l NAA.Among twenty analyzed phenolic acids, in the tested biomass extracts from the in vitro cultures eight compound were estimated by DAD-HPLC method. The dominant were: hydrocaffeic acid (max. 132.40 mg/100 g s.m.), neochlorogenic acid (max. 116.65 mg/100 g s.m.), salicylic acid (max. 75.92 mg/100 g s.m.) and chlorogenic acid (max. 72.17 mg/100 g s.m.). The highest total content of the free phenolic acids (451.48 mg/100 g s.m.) was obtained in the extracts from biomass of the agar cultures cultuivated for 30 days on MS medium variant containing 2 mg/l BA and 0.5 mg/l NAA.The comparative studies of the biosynthetic possibilities and the antioxidant activity (CUPRAC method) of in vitro cultures, and fruit and leaves extracts of S. chinensis and S. chinensis Sadova No. 1 were perfomed. Moreover the biotechnological evaluation of obtained results was performed.