The research on the dynamics of flavonoids accumulation in in vitro cultures of three Hypericum perforatum cultivars – Elixir, Helos and Topas

Hypericum perforatum to gatunek bogaty między innymi w związki flawonoidowe, wykazujący wielokierunkowe działanie lecznicze, takie jak: przeciwzapalne, bakteriobójcze, ściągające, antyseptyczne, przeciwbólowe, a także uszczelniające naczynia. Dzięki temu znajduje też szerokie zastosowanie w kosmetologii. Wyciągi wodne (odwary) z ziela dziurawca stosowane są zewnętrznie. Zastosowanie ich przyspiesza gojenie się ran. Preparaty z dziurawca działają też łagodząco na powierzchniowe blizny, rany i oparzenia skórne. Dodatkowo wyciągi olejowe lub napary z dziurawca wchodzą w skład emulsji, kremów oraz masek kosmetycznych. Celem niniejszej pracy była jakościowa i ilościowa analiza akumulacji związków flawonoidowych w 4 i 5 tygodniowych kulturach in vitro Hypericum perforatum trzech odmian hodowlanych: ‘Elixir’, ‘Helos’ i ‘Topas’ prowadzonych na podłożu Murashige i Skoog o różnym stężeniu regulatorów wzrostu (0,1-3,0 mg/l BAP/NAA). Badano również wpływ zastosowanych stężeń regulatorów wzrostu oraz czasu prowadzenia hodowli na wygląd i przyrost biomasy. W biomasie z wszystkich kultur in vitro Hypericum perforatum wykazano obecność hiperozydu, rutozydu, kwercytryny, kwercetyny, luteoliny oraz kemferolu. Dominującym metabolitem była kwercetyna (maks. zawartość 1,89 g/100g s.m.), stanowiąc od 76-96% wszystkich flawonoidów. Całkowita zawartość flawonoidów w biomasie z kultur prowadzonych 4 tygodnie wahała się od 144,93 do 1664,98 mg/100g s.m., a w biomasie z kultur prowadzonych 5 tygodni od 64,90 do 1968,93 mg/100g s.m.. Wariantem podłoża, który w największym stopniu sprzyjał przyrostowi biomasy oraz akumulacji flawonoidów u wszystkich odmian Hypericum perforatum był wariant z dodatkiem 0,1 mg/l BAP i 0,1 mg/l NAA. Odmianą hodowlaną dziurawca, w biomasie, której stwierdzono najwyższe zawartości flawonoidów jest cv. ‘Topas’. Badane kultury in vitro mogą okazać się cennym źródłem flawonoidów, a w szczególności kwercetyny.

ABSTRACTHypericum perforatum is a species rich in flavonoid compounds, having a multidirectional healing effects, such as: anti-inflammatory, bactericidal, astringent, antiseptic, analgesic, as well as sealing vessels. Thanks to this, it is also widely used in cosmetology. Water extracts (decoctions) from St John's wort are used externally. Their use accelerates the healing of wounds. Preparations from St John's wort also have a soothing effect on surface scars, wounds and skin burns. In addition, oil extracts or infusions from St. John's wort are ingredients of emulsions, creams and cosmetic masks.The aim of this study was the qualitative and quantitative analysis of the accumulation of flavonoid compounds in 4 and 5-week in vitro cultures of three cultivars of Hypericum perforatum: 'Elixir', 'Helos' and 'Topas' on Murashige and Skoog medium with varying concentrations of growth regulators (0.1-3.0 mg/l BAP/NAA). The influence of applied concentrations of growth regulators and time of cultivation on appearance and biomass increase was also examined.The biomass from all in vitro cultures of Hypericum perforatum has been shown to contain hyperoside, rutoside, quercitrin, quercetin, luteolin and kaempferol. The dominant metabolite was quercetin (max. content 1.89 g/100g DW), representing 76-96% of all flavonoids. The total content of flavonoids in biomass from cultures maintained for 4 weeks ranged from 144.93 to 1664.98 mg/100g DW, and in biomass for 5-week cultures from 64.90 to 1968.93 mg/100g DW. The variant of the medium which favored the growth rate of biomass and the accumulation of flavonoids in all cultivars of Hypericum perforatum the most was the variant with the addition of 0.1 mg/l BAP and 0.1 mg/l NAA. The cultivar of St. John's wort in biomass which has the highest content of flavonoids was confirmed to be cv. 'Topas'. Tested in vitro cultures may prove to be a valuable source of flavonoids, in particular quercetin.