Morphological and anatomical study of flowering shoots of Crataegus flabellatа (Bosc ex Spach) K. Koch

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to carry out a morphological and anatomical study of Crataegus flabellata (Bosc ex Spach) K. Koch.

Material and methods. Leaves, shoots and flowers of the Crataegus flabellata collected at the flowering stage in the Botanical Garden of Samara University were used in the work. Micro-preparations of air-dry raw materials were immersed in an alcohol-water-glycerin mixture (1:1:1). Microscopic examination was carried out in transmitted and reflected light using a Carl Zeiss Primo Star 415500-0057-000 digital microscope (Imaging Software for Microscopy ZEN core V2.7).

Results. The study of anatomical and morphological properties of dried flowering shoots showed that the most characteristic feature of the shoots Crataegus flabellata (Bosc ex Spach) K. Koch is the presence of multicellular glands and simple unicellular hairs along the edge of leaf plates, bracts and sepals. In addition, the number of stamens in the flower is from 5 to 12.

Conclusion. Microscopy of dried flowering shoots of the Crataegus flabellata (Bosc ex Spach) K. Koch was described for the first time. The morphological and anatomical analysis of flowering shoots of Crataegus flabellata (Bosc ex Spach) revealed similarities and differences with other species of the genus (Crataegus L.).

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Одной из приоритетных задач современной фармации является создание лекарственных средств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний12. Лекарственные средства должны отвечать всем современным требованиям и быть эффективными и безопасными. Одним из важных условий при использовании таких препаратов является возможность их длительного приема и малое количество побочных эффектов и противопоказаний. На наш взгляд, всем этим требованиям соответствуют лекарственные препараты на основе сырья растений рода Боярышник (Crataegus L.) [1–4]. Причем для получения сырья наряду с дикорастущими для РФ видами боярышника возможно использовать культивируемые растения, такие как боярышник вееровидный [Crataegus flabellatа (Bosc ex Spach) K. Koch.], распространенный в Северной Америке [4, 5]. Сырьем у боярышника могут служить не только плоды и цветки, но и побеги с листьями3. Последние часто являются отходами при обрезке в течение года ввиду интенсивности роста данных растений [6, 7].

ЦЕЛЬ

Проведение морфолого-анатомического исследования побегов боярышника вееровидного.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В работе использовались побеги боярышника вееровидного, высушенные на воздухе и собранные на стадии цветения в 2023 году в Ботаническом саду Самарского университета. Морфолого-анатомический анализ проводился в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи России XIV издания4. Микропрепараты фиксировали погружением в спирто-водно-глицериновую смесь (1:1:1). Микроскопическое исследование проходило в проходящем и отраженном свете с использованием цифрового микроскопа марки Carl Zeiss Primo Star 415500-0057-000 (Imaging Software for Microscopy ZEN cоre V2.7).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Морфологические признаки

Сырье Crataegus flabellata включает в себя цельные побеги, отдельные листья, соцветия, бутоны и другие растительные части (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Внешний вид высушенного сырья боярышника вееровидного.

Figure 1. Appearance of dried raw material of Crataegus flabellatа.

 

Побеги обладают характерным запахом и горьковатым вкусом (водное извлечение). Стебель оливково-коричневого цвета, голый, длиной 2–5 см. Листья состоят из черешка и листовой пластинки с прилистником. Длина черешков составляет 1–4 см. Прилистники линейно-ланцетной формы рано опадают и могут присутствовать в сырье отдельно от листьев.

Листовая пластина зеленого цвета, с острой вершиной и 4–6 парами вееровидно неглубоко расположенных острых лопастей. Форма листьев – широкояйцевидная или ромбическая, с широким или, чаще, усеченным мелкопильчатым основанием. Край листовой пластины двоякопильчатый с изогнутыми зубцами, размерами 3–7 см в длину и 2,5–6 см в ширину; на длинных побегах размеры могут достигать 9 см в длину и 8 см в ширину. Листья опушены только сверху.

Соцветия состоят из 8–12 цветков, оси слегка опушенные. Цветки на длинных цветоножках, 1,5–2 см в диаметре, с белыми лепестками и линейно-ланцетными голыми чашелистиками; количество тычинок 5–12, столбиков 3–5. Пыльники у тычинок розового цвета. Прицветники ланцетной формы и светло-коричневого цвета.

Микроскопические признаки

Листовая пластинка Crataegus flabellata простая, с дорзовентральным строением и перистым жилкованием. Клеточные стенки верхнего эпидермиса менее извилистые, чем у нижнего эпидермиса (рисунки 1, 2). На нижней стороне листа присутствуют многочисленные устьица (рисунок 2). По краю листа расположены железки с коричневым содержимым (рисунок 2.3).

 

Рисунок 2.1. Эпидермис верхней части листа ×40.

Figure 2.1. Epidermis of the upper part of the leaf ×40.

 

Рисунок 2.2. Эпидермис нижней части листа ×40.

Figure 2.2. Epidermis of the lower part of the leaf ×40.

 

Рисунок 2.3. Железка по краю листа ×10.

Figure 2.3. Gland on the edge of leaf ×10.

 

Поперечный срез черешка показывает коллатеральный пучок полулунной формы (рисунок 2.4). Контур поперечного сечения черешка отличается в базальной, медиальной и апикальной частях. Стебель голый, под слоем эпидермиса расположена уголковая колленхима, а в основной паренхиме видны открытые коллатеральные пучки (рисунок 2.5). Эпидермис лепестков имеет сосочковидные выросты (рисунки 2.6, 2.7).

 

Рисунок 2.4. Поперечный срез черешка листа (базальная часть) ×40.

Figure 2.4. Cross section of leaf petiole (basal part) ×40.

 

Рисунок 2.5. Поперечный срез стебля ×10.

Figure 2.5. Cross section of the stem ×10.

 

Рисунок 2.6. Фрагмент лепестка ×10.

Figure 2.6. Fragment of a petal ×10.

 

Рисунок 2.7. Фрагмент лепестка ×40.

Figure 2.7. Fragment of a petal ×40.

 

Рисунок 2.8. Эпидермис чашечки ×10.

Figure 2.8. Epidermis of the calyx ×10.

 

Железки, устьица и волоски также присутствуют на чашелистиках (рисунки 2.9, 2.10, 2.11). Прицветники содержат вытянутые по форме клетки с железками по краям (рисунок 2.12). Все части растения содержат друзы оксалатов кальция.

 

Рисунок 2.9. Край чашелистика ×10.

Figure 2.9. The edge of the sepal ×10.

 

Рисунок 2.10. Волосок чашелистика ×40.

Figure 2.10. Sepal trichome ×40.

 

Рисунок 2.11. Железки на ножке ×40.

Figure 2.11. Gland on the leg ×40.

 

Рисунок 2.12. Основание прицветника ×40.

Figure 2.12. Bract base ×40.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение морфологических и микроскопических особенностей цветущих побегов Crataegus flabellata позволяет сделать вывод о сходстве изучаемого объекта с другими представителями этого рода [1, 6, 8, 9]. Для большинства видов рода Crataegus L. характерны выросты на эпителии лепестков и железки по краям листа, а также типичная структура верхнего и нижнего эпидермиса листа.

Простые одноклеточные волоски на побегах встречаются относительно редко, как у побегов Crataegus sanguinea [9]. Другой североамериканский вид Сrataegus submollis отличается более значительным опушением почти всех частей побегов [1, 8, 9].

Также обнаружены отличительные черты, свойственные именно Crataegus flabellatа (Bosc ex Spach) K. Koch. Железки на ножке сосредоточены на чашелистиках и прицветниках, также по краю чашелистика расположены сдвоенные железки и одноклеточные волоски. Чашелистики ланцетовидные, в то время как у кроваво-красного они продолговато-треугольные. Также присутствуют различия в количестве тычинок и цвете пыльников: для Crataegus flabellatа характерны 5–12 тычинок и розовый цвет пыльников [5].

ВЫВОДЫ

  1. Изучение морфологии и анатомии цветущих побегов Crataegus flabellata позволило выявить черты сходства побегами других представителей рода Crataegus L. К ним относятся сосочковидные выросты эпителия лепестков, сидячие железки по краям листа, а также строение верхнего и нижнего эпидермиса листа.
  2. Отличительными признаками Crataegus flabellata являются многоклеточные коричневые железки и простые волоски по краю прицветников и чашелистиков, а также наличие в цветке 5–12 тычинок с розовыми пыльниками.
  3. Впервые получены цифровые микрофотографии побегов Crataegus flabellatа (Bosc ex Spach) K. Koch.
  4. Результаты исследования морфологии и анатомии цветущих побегов боярышника вееровидного будут включены в фармакопейную статью о новом виде лекарственного растения «Боярышника вееровидного побеги».

 

1 Государственная фармакопея Российской Федерации. Четырнадцатое издание. М., 2018. Доступно по: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php

2 Государственная фармакопея Республики Беларусь. Т. 2: Контроль качества субстанций для фармацевтического использования и лекарственного растительного сырья. Под ред. С.И. Марченко. Минск, 2016. ISBN: 978-985-6967-31-6

3 European Pharmacopoeia. 6th Ed. Rockville: United States Pharmacopoeial Convention, Inc., 2008.

4 Государственная фармакопея Российской Федерации. Четырнадцатое издание. М., 2018. Доступно по: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php

×

About the authors

Yuliya A. Andreeva

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: andreevaaya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0135-1350

postgraduate student of the Department of Pharmacognosy with botany and basics of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Vladimir A. Kurkin

Samara State Medical University

Email: v.a.kurkin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7513-9352

PhD, Professor, Dr. Sci. of Pharmacy, Head of the Department of Pharmacognosy with botany and basics of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Olga E. Pravdivtseva

Samara State Medical University

Email: o.e.pravdivtseva@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3318-3168

PhD, Dr. Sci. of Pharmacy, Associate professor, Professor of the Department of Pharmacognosy with botany and basics of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Tatyana M. Zhavkina

Samara University

Email: tanya.zhavkina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3643-632X

Head of the Department of Dendrology of the Botanical Garden

Russian Federation, Samara

Aleksandr V. Pomogaybin

Samara University

Email: sambg@ssu.samara.ru
ORCID iD: 0000-0001-7325-0682

PhD, deputy director of the Botanical Garden

Russian Federation, Samara

References

  1. Kurkin VA, Pravdivceva OE, Shajkhutdinov IH, et al. Species of the genus hawthorn (Crataegus L.): standardization and creation of medicines. Samara, 2020. (In Russ.). [Куркин В.А., Правдивцева О.Е., Шайхутдинов И.Х., и др. Виды рода боярышник (Crataegus L.): стандартизация и создание лекарственных препаратов. Самара, 2020].
  2. Khasanova SR, Krivoshchekov SV, Kudashkina NV, et al. Study on the polysaccharides of Crataegus sanguinea (Rosaceae) leaves from flora of Bashkortostan Republic. Rastitelnye resursy. 2015;3:397-406. (In Russ.). [Хасанова С.Р., Кривощеков С.В., Кудашкина Н.В., и др. Компонентный состав полисахаридного комплекса листьев Crataegus sanguinea (Rosaceae) из флоры Республики Башкортостан. Растительные ресурсы. 2015;3:397-406].
  3. Sagaradze VA, Babaeva EYu, Ufimov RA, et al. Total flavonoids in Crataegus “flowers with leaves” raw material of Russian flora. Chemistry of plant raw material. 2018;4:95-104. (In Russ.). [Сагарадзе В.А., Бабаева Е.Ю., Уфимов Р.А., и др. Содержание флавоноидов в цветках с листьями боярышников (Crataegus L.) флоры РФ. Химия растительного сырья. 2018;4:95-104].DOI: https://doi.org/10.14258/jcprm.2018044039
  4. Trees and bushes of the USSR. Moscow – Leningrad, 1954. Vol. 3. (In Russ.). [Деревья и кустарники СССР. Москва – Ленинград, 1954. Т. 3].
  5. Sagaradze VA, Babaeva EYu, Kalenikova EI. The authentification criteria of the promising form of raw material – Crataegus flowers with leaves. Problems of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2017;2:26-31. (In Russ.). [Сагарадзе В.А., Бабаева Е.Ю., Каленикова Е.И. Установление подлинности перспективного вида лекарственного сырья – цветков с листьями боярышника. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2017;2:26-31].
  6. Morozova TV, Kurkin VA, Pravdivceva OE, et al. Comparative phytochemical study of fruits, cormus and flowers of some species of the genus hawthorn. Aspirantskij vestnik Povolzh'ya. 2018;1-2:22-25. [Морозова Т.В., Куркин В.А., Правдивцева О.Е., и др. Сравнительное фитохимическое исследование плодов, побегов и цветков некоторых видов рода боярышник. Аспирантский вестник Поволжья. 2018;1-2:22-25]. DOI: https://doi.org/10.17816/2075-2354.2018.18.22-24
  7. Morozova TV, Kurkin VA, Zajceva EN, et al. Antidepressant activity of Crataegus sanguinea Pall. extracts. Pharmacy. 2017;4:37-39. (In Russ.). [Морозова Т.В., Куркин В.А., Зайцева Е.Н., и др. Антидепрессантная активность экстрактов боярышника кроваво-красного. Фармация. 2017;4:37-39].
  8. Volkova NA, Kurkin VA, Pravdivtseva OE, et al. Morphological and anatomical study of Crataegus submollis Sarg. shoots. Aspirantskiy vestnik Povolzhiya. 2023;23(1):31-35. [Волкова Н.А., Куркин В.А., Правдивцева О.Е., и др. Морфолого-анатомическое исследование побегов боярышника мягковатого. Аспирантский вестник Поволжья. 2023;23(1):31-35]. DOI: https://doi.org/10.55531/2072-2354.2023.23.1.31-35
  9. Volkova NA, Kurkin VA, Pravdivceva OE, Andreev AA. Comparative morphological and anatomical study of hawthorn cormus. Tradicionnaya medicina. 2022;1(67):37-41. [Волкова Н.А., Куркин В.А., Правдивцева О.Е., Андреев А.А. Сравнительное морфолого-анатомическое исследование побегов боярышника. Традиционная медицина. 2022;1(67):37-41]. DOI: https://doi.org/10.54296/18186173_2022_1_37

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Appearance of dried raw material of Crataegus flabellatа.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Figure 2.1. Epidermis of the upper part of the leaf 40.

Download (73KB)
Indexing metadata
4. Figure 2.2. Epidermis of the lower part of the leaf 40.

Download (87KB)
Indexing metadata
5. Figure 2.3. Gland on the edge of leaf 10.

Download (34KB)
Indexing metadata
6. Figure 2.4. Cross section of leaf petiole (basal part) 40.

Download (86KB)
Indexing metadata
7. Figure 2.5. Cross section of the stem 10.

Download (59KB)
Indexing metadata
8. Figure 2.6. Fragment of a petal 10.

Download (67KB)
Indexing metadata
9. Figure 2.7. Fragment of a petal 40.

Download (91KB)
Indexing metadata
10. Figure 2.8. Epidermis of the calyx 10.

Download (94KB)
Indexing metadata
11. Figure 2.9. The edge of the sepal 10.

Download (43KB)
Indexing metadata
12. Figure 2.10. Sepal trichome 40.

Download (41KB)
Indexing metadata
13. Figure 2.11. Gland on the leg 40.

Download (70KB)
Indexing metadata
14. Figure 2.12. Bract base 40.

Download (83KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Andreeva Y.A., Kurkin V.A., Pravdivtseva O.E., Zhavkina T.M., Pomogaybin A.V.

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