EFFECTS OF LED LIGHT ON THE GROWTH AND SECONDARY METABOLITE PRODUCTION IN CATHARANTHUS ROSEUS MEDICINAL PLANTS UNDER ARTIFICIAL CULTIVATION | ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ КАТАРАНТУСА РОЗОВОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ЗАКРЫТОГО ГРУНТА

Английский. Сatharanthus roseus G. Don is an important medicinal plant which accumulates pharmacologically important terpenoid indole alkaloids (TIA) and phenolic compounds. TIA of C. roseus includes more than 130 substances. Ajmalicine and serpentine are used for arterial hypertension treatment. Vinblastine and vincristine are well known as antineoplastic drugs used in chemotherapy of cancer diseases.Light-Emitting Diodes (LEDs) are modern sources of energy allowing production of the light wavelengths corresponding to the absorption peaks of plants photosynthesis and photomorphogenesis.Influence of different LED light regimes on the growth and biosynthesis processes in C. roseus was studied. Our results have demonstrated that some LEDs light regimes strongly stimulated C. roseus growth, flowering and biomass production. fullerene-arginine were shown to regulate seeds germination, seedlings growth, and water transport. We found different effects of LEDs light regimes fullerene derivatives on TIA and phenolic compounds accumulations in plant tissues. The LEDs light regimes stimulating of TIA production were determinated. It was observed that phenolic and antiradical scavenging compounds content in barley seedlings could be reduced in presence of fullerenol or fullerene-arginine. Physiological and biochemical effects of fullerene derivatives were depended on their concentration as well as temperature and light conditions of plant growth.The results of this work can be used in the creation of techniques for optimization of ornamental and medicinal plants cultivation.

Русский. Установлены режимы светодиодного освещения, эффективные для получения сырья растений катарантуса розового (лат. Catharanthus roseus (L.) G. Don, сем. Apocynaceae) в условиях закрытого грунта. Показано, что максимальное накопление сухой массы всех органов растения обеспечивается светодиодным освещением с соотношением синего и красного света (С : К), равным 1:4, и плотностью потока фотонов (ППФ) 500 мкмоль∙м-2∙с-1. При освещении с соотношением С : К, равным 1 : 1,3 и ППФ 200 мкмоль∙м-2 ∙с-1, наблюдалось замедление ростовых процессов, снижение интенсивности цветения и накопления сухой массы C. roseus. Однако данный режим оказался эффективным для стимуляции процессов биосинтеза и накопления терпеновых индольных алкалоидов в листьях и корнях, а также фенольных соединений в надземной части растений. Для образования корневой системы C. roseus и накопления в ней фенольных соединений оптимальными были варианты освещения с самым высоким из протестированных уровнем ППФ – 500 мкмоль∙м-2∙с-1. Таким образом, наибольший выход фармакологически ценных терпеновых индольных алкалоидов листьев C. roseus обеспечивается при освещении с соотношением С : К, равном 1 : 1,3 (200 мкмоль∙м-2 ∙с-1) и 1 : 4 (500 мкмоль∙м-2∙с-1) – 123,54±1,42 и 127,21±2,54 мг/растение, соответственно. Максимальный выход алкалоидов, накапливающихся в корневой системе, отмечен при освещении с ППФ 500 мкмоль∙м-2∙с-1с и соотношением С : К, равным 1 : 2,5 и 1 : 4 – 99,14±5,93 и 89,29±7,13 мг/растение, соответственно.