Morphological features of the plant Pyrethrum majus (Desf.) Tzvel. and variability of the component composition of essential oil during introduction in the North-East of the European part of Russia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents the results of the research on the growth, development, and biochemical evaluation of introduced Pyrethrum majus plants in the middle taiga subzone of the Komi Republic. It is established that in the conditions of culture the species is characterized by a high stability and winter hardiness. The phenology and dynamics of plant growth were studied. Morphological parameters of vegetative and generative shoots were determined. The yield of essential oil from the aboveground phytomass of P. majus and its component composition were studied. It was found that the content of essential oil of flowering plants varied over the years of research from 0,25 to 1,41% and depended on the weather conditions of the growing season. More than 190 components were found in the essential oil of P. majus plants using the method of GLC analysis, 48 of them were identified. The main terpenoids in the essential oil were S-(+) carvone (54–65%), α-tuyon (6–10%), TRANS-and CIS-p-Menta-2,8-dienols (2,3–2,8%), 1,8-Cineol (1,4–2,9%), CIS – Menta-1(7)8-Dien-2ol (1,5–2,1%), germacrene d (1,2–1,8%) α-cadinol (0,5–1,5%), γ-muurolol (0,2–2,6%). It was found that the component composition of the essential oil from perennial plants P. majus corresponds to the carvone-Tuyon chemotype and did not change significantly due to the meteorological conditions of the environment. Taking into account a high adaptation of plants of this species to the conditions of the middle taiga subzone of the Komi Republic, high indicators of aboveground phytomass with a sufficient content of essential oil, P. majus can be successfully cultivated in the North as a promising spicy-aromatic medicinal and ornamental plant.

About the authors

Nadezhda Vasilyevna Portnyagina

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: portniagina@ib.komisc.ru

candidate of agricultural sciences, associate professor, senior researcher of Botanical Garden

Russian Federation, Syktyvkar

Vasiliy Vitalyevich Punegov

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: punegov@ib.komisc.ru

candidate of chemical sciences, senior researcher of Botanical Garden

Russian Federation, Syktyvkar

Elmira Elizbarovna Echishvili

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: elmira@ib.komisc.ru

candidate of biological sciences, researcher of Botanical Garden

Russian Federation, Syktyvkar

Marina Gennadyevna Fomina

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: fomina@ib.komisc.ru

senior laboratory assistant-researcher of Botanical Garden

Russian Federation, Syktyvkar

Ivan Vladimirovich Gruzdev

Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: gruzdev@ib.komisc.ru

doctor of chemical sciences, associate professor, senior researcher of Ecoanalytic Laboratory

Russian Federation, Syktyvkar

References

  1. Флора СССР. Т. XXVI. М., Л.: Наука, 1961. 938 с.
  2. Интродукция лекарственных, ароматических и технических растений (Итоги работ интродукционного питомника БИН АН СССР за 250 лет). М.; Л.: Наука, 1965. 426 с.
  3. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья, 1995. 990 с.
  4. Ghahreman A. Flora of Iran. Research Institute of Forest and Rangeland. Tehran, 1988. 124 p.
  5. Philips R., Foy N. Herbs. Pan Books Ltd, UK, 1992. 152 p.
  6. Marculescu A., Hanganu D., Kinga O.N. Qualitative and quantitative determination of the caffeic acid and chlorogenic acid from three chemovarieties of Chrysanthemum balsamita L. // Romanian Biotechnological Letter. 2001. Vol. 6 (6). P. 477–484.
  7. Грязнов М.Ю., Тоцкая С.А. Биологические особенности Tanacetum balsamita L. в Нечерноземной зоне России // Биологические особенности лекарственных и ароматических растений и их роль в медицине: сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф., посв. 85-летию ВИЛАР. М.: ВИЛАР, 2016. С. 206–207.
  8. Mustafayeva S.J., Serkerov S.V. Chemical Composition of the essential oil of Pyrethrum balsamita (L.) Willd. from Azerbaijan // Химия растительного сырья. 2015. № 2. С. 257–259.
  9. Пупыкина К.А., Кудашкина Н.В. Изучение возможности использования пряно-ароматических и эфиромасличных растений для экопротективной помощи населению // Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 6. С. 499–502.
  10. Чебышев Н.В., Черкас В.В., Стреляев Н.Д., Кузнецов Р.М., Сологова Д.И., Давосыр Е.П. Изучение химического состава спиртового извлечения пижмы бальзамической // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2018. № 2 (23). С. 116–119.
  11. Кораблева О.А., Чиззола P. Pyrethrum majus (Desf.) Tzvel. в условиях интродукции в НБС НАН // Лекарственное растениеводство: мат-лы междунар. науч. конф., посв. 75-летию ВИЛАР. М.: ВИЛАР, 2006. С. 149–153.
  12. Кухарева Л.В., Тычина И.Н., Савич И.М. Пиретрум бальзамический – Pyrethrum balsamita (L.) Willd. в условиях Беларуси // Анализ и прогнозирование результатов интродукции декоративных и лекарственных растений мировой флоры в ботанические сады: мат-лы 2-й междунар. конф. Минск: Тэхналогiя, 1996. С. 100–101.
  13. Анищенко И.Е., Жигунов О.Ю. Интродукция двух видов рода Tanacetum L. в Башкирском Предуралье // Аграрная Россия. 2020. № 7. С. 17–20.
  14. Hassanpouraghdam M.B., Tabatabaie S.J., Nazemiyeh H., Vojodi L., Aazami M.A., Shoja A.M. Chrysanthemum balsamita (L.) Baill.: a forgotten medicinal plant // Facta Universitatis, Series: Medicine and Biology. 2008. Vol. 15, № 3. P. 119–124.
  15. Портнягина Н., Пунегов В., Эчишвили Э., Фомина М. Итоги интродукции: лекарственные растения // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. № 6 (164). С. 23–36.
  16. Майсурадзе Н.И., Киселев В.П., Черкасов О.А., Нухимовский Е.Л., Тихонова В.Л., Макарова Н.В., Угнивенко В.В. Методика исследований при интродукции лекарственных растений // Лекарственное растениеводство. Вып. 3. М., 1984. С. 1–33.
  17. Мамаев С.А. Основные принципы методики исследования внутривидовой изменчивости древесных растений // Индивидуальная и эколого-географическая изменчивость растений: сб. статей. Свердловск, 1975. С. 3–14.
  18. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. М.: Наука, 1973. 256 с.
  19. Голубев В.Н. Эколого-биологические особенности травянистых растений и растительных сообществ лесостепи. М.: Наука, 1965. 286 с.
  20. Кузнецова Т.В., Пряхина Н.И., Яковлев Г.П. Соцветия. Морфологическая классификация. СПб.: Химико-фарм. ин-т, 1992. 127 с.
  21. Teixeira da Silva J.A. Mining the essential oils of the Anthemideae // African Journal of Biotechnology. 2004. Vol. 3, № 12. P. 706–720.
  22. Marculescu A., Sand D., Barbu C.H., Bobit D., Hanganu D. Possibilities of influencing the biosynthesis and accumulation of the active principles in Chrysanthemum balsamita L. species // Romanian Biotechnological Letter. 2001. Vol. 7 (1). P. 577–584.
  23. Bylaite E., Venscutonis R., Roozen G.P., Posthumus M.A. Composition of essential oil of cosmary [Balsamita major (L.) deaf.] at different growth phases // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2000. Vol. 48 (6). P. 5907–5910.
  24. Hüsnücan K., Demirci B., Tabanca N., Özek T., Gören N. Composition of the essential oils of Tanacetum armenum (DC.) Schultz Bip., T. balsamita L., T. chiliophyllum (Fisch. & Mey.) Schultz Bip. var. chiliophyllum and T. haradjani (Rech. fil.) Grierson and the enantiomeric distribution of camphor and carvone // Flavour and Fragrance Journal. 2001. Vol. 3. P. 195–200.
  25. Pérez-Alonso M.J., Velasco-Negueruela A., Burzaco A. Tanacetum balsamita L. a medicinal plant from Guadalajara (Spain) // Acta Horticult. 1992. Vol. 306. P. 188–193.
  26. Cosztola B., Sarosi S., Nemeth E. Variability of the essential oil content and composition of Chamomile (Matricaria recutita L.) affected by weather conditions // Natural Product Communications. 2010. Vol. 5, № 3. P. 465–470.
  27. Kakaraparthia P.S., Srinivasa K.V.N.S., Kumara J.K., Kumara A.N., Rajputa D.K., Sarma V.U.M. Variation in the essential oil content and composition of Citronella (Cymbopogon winterianus Jowitt.) in relation to the time of harvest and weather conditions // Industrial Crops and Products. 2014. Vol. 61. P. 240–248.
  28. Yavaria A., Nazeri V., Sefidkon F., Hassani M.E. Influence of some environmental factors on the essential oil variability of Thymus migricus // Natural Product Communications. 2010. Vol. 5, 6. P. 943–948.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 - Percentage of essential oil in the raw phytomass of P. majus. On the abscissa: year of observation; on the ordinate axis: EM output, %

Download (10KB)

Copyright (c) 2021 Portnyagina N.V., Punegov V.V., Echishvili E.E., Fomina M.G., Gruzdev I.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».