Accumulation of secondary metabolites in Satureja montana plants under conditions of the foothill zone of Crimea | Особенности накопления вторичных метаболитов Satureja montana в условиях Предгорной зоны Крыма

Английский. The aim of the research was to study the peculiarities of accumulation of secondary metabolites in Satureja montana plants, with a view to determining the optimal time for harvesting raw materials with a high content of biologically active substances (BAS) in the foothill zone of Crimea. The present study focused on the three varieties of S. montana ('Melkhior', 'Argentum' and 'Electrum') bred by the scientists of the Research Institute of Agriculture of Crimea. The objects of research were freshly cut and air-dried plants grown on the experimental site of the Institute (Krymskaya Roza village, Belogorsk district) in 2020–2022. Generally accepted research methods were applied. The peculiarities of secondary metabolite accumulation in plants by organs and growth stage were determined. The character of essential accumulation oil in three studied varieties by vegetation phases was found to be identical. The maximum content was observed in the phase of mass flowering (2.14–2.32% on absolutely dry weight), which can be considered the optimal time for harvesting technical raw materials for obtaining essential oil. As demonstrated by the chemical composition of the essential oils, all the varieties under study belong to the phenolic type, with carvacrol being the predominant compound, representing a minimum of 63% of the total composition, across all phases of vegetation. The component composition of the essential oil from various organs of S. montana plants found to be almost identical. However, fluctuations in the percentage ratio of components were observed during the vegetation period. For each variety, peculiarities of the accumulation of extractive substances and phenolic compounds were determined. The optimal time for harvesting raw materials of 'Melkhior' and 'Electrum' for medicinal purposes was determined to be during phases of vegetative and generative organs formation (i.e. regrowth and beginning of flowering) and mass flowering, while for the 'Argentum' variety it is phase of regrowth-beginning of flowering, when the maximum amount of biologically active substances accumulated. Complex use of raw materials of the studied S. montana varieties in production will allow to expand the range of essential oils and pharmaceutical products.

Русский. Цель исследований ‒ изучить особенности накопления вторичных метаболитов в растениях Satureja montana сортов селекции ФГБУН "НИИСХ Крыма" (Мельхиор, Аргентум и Электрум) для определения оптимального срока уборки сырья с высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ) в предгорной зоне Крыма. Объекты исследований – свежесрезанные и воздушно-сухие растения трех сортов S. montana, выращенных на экспериментальном участке института ФГБУН "НИИСХ Крыма" (с. Крымская Роза, Белогорский район) в 2020–2022 гг. Методы исследований – общепринятые. Определены особенности накопления вторичных метаболитов в растениях по органам и фазам вегетации. Установлено, что характер накопления эфирного масла у трех изучаемых сортов S. montana по фазам вегетации идентичен, максимум содержания наблюдается в фазе массового цветения (2,14–2,32% на абсолютно сухую массу), которую можно считать оптимальным сроком уборки технического сырья для получения эфирного масла. По химическому составу эфирного масла изучаемые сорта S. montana относятся к фенольному типу с преобладанием карвакрола (не менее 63%) во все фазы вегетации. Компонентный состав эфирного масла различных органов растений S. montana практически одинаков, однако, меняется процентное соотношение компонентов в процессе вегетации. Для каждого сорта определены характерные особенности накопления экстрактивных веществ и фенольных соединений. Оптимальным сроком уборки сырья S. montana в качестве лекарственного для сортов Мельхиор и Электрум являются фазы формирования вегетативных и генеративных органов (отрастание и начало цветения) и массовое цветение, для сорта Аргентум – фаза отрастание–начало цветения, в которую накапливается максимальное количество БАВ. Комплексное применение сырья изучаемых сортов S. montana в производстве позволит расширить ассортимент эфиромасличной и фармацевтической продукции.