АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВТОРИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ (ОБЗОР)

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2018-02-02
Номер журнала: 
2
Год издания: 
2018

М.Н. Кондратьев д.б.н., профессор, кафедра физиологии растений РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва) E-mail: minikondr39@mail.ru А.Н. Скороходова аспирант, кафедра физиологии растений, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва) Ю.С. Ларикова к.б.н., доцент, кафедра физиологии растений, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва) Д.П. Евдокимова аспирант, кафедра физиологии растений, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва)

Представлен обзор природных растительных соединений − источников новых экологически безопасных гербицидов, так назы-ваемых биогербицидов, которые основаны на соединениях, образуемых живыми организмами. Согласно реестру CAS (Chemical Abstracts Service), среди 24 млн органических соединений выделяется большая группа вторичных метаболитов лекарственных и ароматических растений. Рассмотрены модели действия вторичных метаболитов на клеточном уровне. Проанализированы фак-торы, влияющие на образование вторичных метаболитов. Создание биогербицидов на основе аллелохимических веществ, со-держащихся в лекарственных и ароматических растениях, дает возможность использовать природные соединения в борьбе с сорняками в посевах сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: 
лекарственные растения
вторичные метаболиты
аллелопатия
биогербициды
сорняки

Список литературы: 
  1. Wink M. Evolution of secondary metabolites from an ecological and molecular phylogenetic perspective // Phytochemistry. 2003. № 64: Р. 3−19.
  2. Wink M. Plant secondary metabolism: Diversity, function and its evolution // Nat. Prod. Commun. 2008. № 3. Р. 1205−1216.
  3. Ratsch С. The Encyclopedia of Psychoactive Plants: Ethnopharmacology and its Applications; Park Street Press:
  4. South Paris, ME, USA, 2005. pp. 944.
  5. Russo E. Handbook of Psychotropic Herbs: A Scientific Analysis of Herbal Remedies for Psychiatric Conditions.
  6. Haworth Press: Binghampton, NY, USA. 2001. Р. 285.
  7. Кондратьев М.Н., Ларикова Ю.С., Давыдова А.Н. Потенциальные биогербицидные свойства некоторых лекарственных растений // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2016. № 6 (Kondrat’ev M.N., Larikova Ju.S., Davydova A.N. Potencial’nye biogerbicidnye svojstva nekotoryh lekar-stvennyh rastenij // Voprosy biologicheskoj, medicinskoj i farmacevticheskoj himii. 2016. № 6).
  8. Кондратьев М.Н., Ларикова Ю.С. Давыдова А.Н. Вторичные соединения лекарственных растений как потенциальная основа для создания биогербицидов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2017. № 6 (Kondrat’ev M.N., Larikova Ju.S. Davydova A.N. Vtorichnye soedinenija lekarstvennyh rastenij kak potencial’naja osnova dlja sozdanija biogerbicidov // Voprosy biologicheskoj, medicinskoj i farmacevticheskoj himii. 2017. № 6).
  9. Wink M. Modes of Action of Herbal Medicines and Plant Secondary Metabolites // Medicines. 2015. № 2. Р. 251−286.
  10. Van Wyk B.-E., Wink M. Medicinal Plants of the World; Timber Press: Portland, OR, USA. 2004. 480 p.
  11. Van Wyk, B.-E., Wink C., Wink M. Handbuch der Arzneipflanzen, 3-rd ed. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft: Stuttgart, Germany. 2015. 520 p.
  12. Aleinein R., Scậfer H., Wink M. Secretory ranalexin produced in recombinant Pichia pastoris exhibits additive bactericidal activity when used in combination with polymyxin B or linezolid against multi-drug resistant bacteria // Biotechnol. J. 2014. № 9. Р. 110−119.
  13. Hamoud R., Reichling J., Wink M. Synergistic antibacterial activity of the alkaloid sanguinarine with EDTA and the antibiotic streptomycin against multidrug resistant bacteria // J. Pharm. Pharmacol. 2015. № 67. Р. 264−273.
  14. Sun Y., Wink M. Tetrandrine and fangchinoline, bisbenzylisoquinoline alkaloids from Stephania tetrandra, are can reverse multidrug resistance by inhibiting P-glycoprotein activity in multidrug resistant human cancer cells // Phytomedicine. 2014. № 21. Р. 1110−1119.
  15. Wink M., Schimmer O. Molecular modes of action of defensive secondary metabolites // In Functions and Biotechnology of Plant Secondary Metabolites. Annual Plant Reviews 39; M. Wink (Ed.) Wiley-Blackwell: London, UK, 2010. Р. 21−161.
  16. Wink M. Molecular modes of action of drugs used in phytomedicine // In Herbal Medicines: Development and Validation of Plant-derived Medicines for Human Health; G. Bagetta, M. Cosentino, M. Corasaniti, S. Sakurada (Eds.) Taylor & Francis: London, UK. 2012. Р. 161−172.
  17. Fu Y., Li S., Zu Y., Yang G., Yang Z., Luo M., Jiang S., Wink M., Efferth T. Medicinal chemistry of paclitaxel and its analogues // Curr. Med. Chem. 2009. № 16. Р. 3966−3985.
  18. Teuscher E., Melzig M.F., Lindequist U. Biogene Arzneimittel. Ein Lehrbuch der Pharmazeutischen Biologie. 7-th ed. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft: Stuttgart, Germany. 2012. 839 p.
  19. Wink M., van Wyk B.-E. Mind-Altering and Poisonous Plants
  20. of the World. Timber Press: Portland, OR, USA. 2010. 464 p. 18. Wink M. Molecular modes of action of cytotoxic alkaloids − From DNA intercalation, spindle poisoning, topoisomerase inhibition to apoptosis and multiple drug resistance // In the Alkaloids; G. Cordell (Ed.). Elsevier: Amsterdam, the Netherlands. 2007. V. 64. Р. 1–48.
  21. Van Wyk B.-E., Wink M. Phytomedicines, Herbal drugs and Poisons. Briza, Kew Publishing, Cambridge University Press: Cambridge, UK. 2015. 305 p.
  22. Fan X., Schдfer H., Reichling J., Wink M. Antibacterial properties of the antimicrobial peptide Ib-AMP4 from Impatiens balsamina produced in E. coli // Biotechnol. J. 2013. № 8. Р. 1213−1220.
  23. Duke J.A. Handbook of Medicinal Herbs. 2-nd ed. CRC Press: Boca Raton, FL, USA. 2002. 896 p.
  24. Teuscher E., Lindequist U. Biogene Gifte − Biologie, Chemie, Pharmakologie, Toxikologie. 3r-ded. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft: Stuttgart, Germany. 2010. 963 p.
  25. Frenkel N., Sudji R., Wink M., Tanaka M. Mechanistic Investigation of Interactions between the Steroidal Saponin Digitonin and Cell Membrane Models // J. Phys. Chem. 2014. № 118. Р. 14632−14639.
  26. Dewick P.M. Medicinal Natural Products. Wiley: Chichester, UK. 2001. 514 p.
  27. Qasem J., Foy C. Weed allelopathy, its ecological impacts and future prospects: a review // Journal of Crop Production. 2001. № 4. Р. 43−92.
  28. Dolling A., Zackrisson O., Nilsson M. Seasonal variation in phytotoxicity of bracken (Pteridium aquilinum L. Kuhn) // Journal of Chemical Ecology. 1994. № 20. Р. 3163−3172.
  29. Inderjit. Soil: environmental effects on allelochemical activity // Agronomy Journal. 2001. № 93. Р. 79−84.
  30. Inderjit. Soil microorganisms: an important determinant of allelopathic activity // Plant and Soil. 2005. № 21A. Р. 227−236.
  31. Batish D., Arora K., Singh H., Kohli R. Potential utilization of dried powder of Tagetes minuta as a natural herbicide for managing rice weed // Crop Protection. 2007. № 26. Р. 566−571.
  32. Oerke E.-C., Dehne H.-W., Schonbeck F. Crop production and crop protection: Estimated losses in major food and cash crops // Elsevier Science Publishers. 2012. B.V. Amsterdam. 829 p.
  33. Soltys D., Krasuska U., Bogatek R., Gniazdowska A. Allelochemicals as Bioherbicides − Present and Perspectives // In book: Herbicides − Current Research and Case Studies in Use, Chapter: 20. Publisher: In Tech, Editors: A.J. Price, J.A. Kelton. 2013. Р. 517−542.
  34. Fujii Y. Screening and future exploitation of allelopathic plants as alternative herbicides with special reference to hairy vetch // Journal of Crop Production. 2001. № 4. Р. 257−275.
  35. Hong H ., Xuan D., Tsuzuki E., Terao H., Matsuo M., Khanh D. Screening for allelopathic potential of higher plants from Southeast Asia // Crop Protection. 2003. № 22. Р. 829−836.
  36. Singh P., Batish R., Kohli K. Allelopathic interactions and allelochemicals: new possibilities for sustainable weed management // Plant Sciences. 2003. № 22. Р. 239−311.
  37. Мекку S. Allelopathic effects of blue gum {Eucalyptus globules), sweet basil (Ocimum basilicum), wormwood {Artemisia annuа) and sweet potato (Ipomoea batatas) extracts on seeds germination and seedling development of some weed species // Egyptian Journal of Applied Science. 2008. № 23. Р. 95−106.
  38. Nguyen K., Arseault P., Wethers P. Trichomes + roots + ROS = = artemisinin: regulating artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L. in vitro cellular and developmental // Biology- Plant. 2011. № 47. Р. 329−338.
  39. Jessing K., Cedergreen N., Mayer P., Libous-bailey L., Strobel W., Rimando A., Duke O. Loss of artemisinin produced by Artemisia annua L. to the soil environment // Industrial Crops and Products. 2013. Р. 43−132.
  40. Bharati A., Kar M., Sabat S. Artemisinin inhibits chloroplast electron transport activity: mode of action // PLOS ONE. 2012. e38942. [www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2].
  41. Dayan F., Howell J., Marais J., Ferreira D., Koivunen M. Manuka oil, a natural herbicide with preemergence activity // Weed Science. 2011. № 59. Р. 464−469.