Organic antioxidant dynamics in Hydrangea macrophylla Ser. leaves in humid subtropics of Russia | Динамика содержания органических веществ антиоксидантной природы в листьях Hydrangea macrophylla Ser. во влажных субтропиках России

Russian. Для интродуцированных растений зона влажных субтропиков России характеризуется экстремальными погодно-климатическими условиями. Необходимо изучение приспособительных реакций к недостатку почвенной влаги и температуре воздуха более +30 град.. С летом. Цель работы - оценка механизмов адаптации к основных стресс-факторам зоны произрастания декоративных культур, в частности Hydrangea macrophylla Ser., в условиях субтропиков России. Методом газовой хромато-масс-спектрометрии проведено изучение этанольных экстрактов листьев сортов H. macrophylla Ser. разной степени устойчивости: относительно устойчивые – 'Draps Wonder', 'Admiration', 'Altona', среднеустойчивый – 'Souer Theresa'; неустойчивые – 'Harlequin' и 'Madame Faustin'. Определены и идентифицированы 11 эндогенных органических веществ, среди которых наибольший интерес представляют антиоксиданты и стресс-протекторные вещества, в частности ароматический углеводород из группы диарилэтиленов (2,4'-дигидрокси-стильбен), сквален, фитостерины (гамма/бета-ситостерол). Обнаружено изменение содержания органических соединений в листьях в ответ на гидротермический стресс. Максимальная концентрация в среднем для культуры H. macrophylla (2,4'-дигидрокси-стильбена - 14,0%, ситостерола – 5,7%) отмечена в благоприятный по гидротермическим условиям период (апрель), минимальная – в I декаде августа 8,5% и 1,7%, соответственно. При этом как в оптимальный, так и в стрессовый период относительно устойчивые сорта ('Draps Wonder', 'Admiration', 'Altona') характеризовались наибольшим содержанием данных идентифицированных органических веществ – 2,4'-Дигидрокси-стильбен (18,4, 21,5, 21,6%,) и гамма/бета-ситостерол (5,7, 7,5, 6,0%). Наименьший синтез отмечен в эти периоды у неустойчивых сортов H. macrophylla: 'Madame Faustin' (6,9 и 1,1%) и 'Harlequin' (7,6 и 1,4%).

English. Subtropical ornamental crops have been cultivated and studied in the humid subtropics of Russia for over a century. Nevertheless, a comprehensive evidence on their adaptation and stress is rather scarce for the region. The climatic conditions in Russian humid subtropics may occur extreme to introduced plants, which warrants research into their adaptive reactions to soil aridity and summer temperatures over +30 deg C. Given the situation, understanding the mechanisms of main stressor-adaptive responses is relevant in ornamental crops, including Hydrangea macrophylla Ser. Gas chromatography-mass spectrometry was employed to study ethanol leaf extracts in various-hardiness Hydrangea macrophylla Ser. cultivars, relatively hardy (Draps Wonder, Admiration, Altona), medium-hardy (Souer Theresa) and susceptible (Harlequin, Madame Faustin) forms. Eleven endogenous organic compounds have been identified, of most interest being antioxidants and stress-protectants, including diarylethylene aromatic hydrocarbons (2,4'-dihydroxystilbene), squalene and phytosterines (gamma/beta-sitosterol). The organic leaf content changed in response to hydrothermal stress in H. macrophylla, with a maximal concentration (2,4'-dihydroxystilbene 14.0, sitosterol 5.7%) observed in favourable hydrothermal conditions of April, and minimal - in the first August decade (8.5 and 1.7%, respectively). Meanwhile, the relatively hardy Draps Wonder, Admiration and Altona varieties possessed the highest organic content of 2,4'-dihydroxystilbene (18.4, 21.5, 21.6%) and gamma/beta-sitosterol (5.7, 7.5, 6.0%) both in optimal and stressing times. The lowest synthesis in the periods was observed in the unstable H. macrophylla varieties, Madame Faustin (6.9 and 1.1%) and Harlequin (7.6 and 1.4%).