Production of transgenic root cultures of Artemisia annua L. and Artemisia vulgaris L., determination of biologically active compounds (artemisinin, flavonoids and sugars), and evaluation of biological activity (antioxidant and antiviral) in the obtained | Отримання культури трансгенних коренів рослин Artemisia annua L., Artemisia vulgaris L., визначення вмісту біологічно активних сполук (артемізину, флавоноїдів та цукрів) і біологічної активності (антиоксидантної та противірусної) в отриманих коренях

英语. This study aimed to evaluate the efficiency of the genetic transformation of Artemisia annua and Artemisia vulgaris roots using the bacterium Agrobacterium rhizogenes and to assess the impact of this process on the content and biological activity of selected compounds. The experiment, conducted under in vitro conditions, involved infection of young explants with A. rhizogenes strains ATCC 15834 and A4, followed by cultivation of transgenic roots in Murashige and Skoog liquid medium. Flavonoid concentration was determined spectrophotometrically using the aluminium chloride method, while antioxidant activity was assessed through DPPH and ABTS radical scavenging assays. Transformation efficiency reached 78.3% ± 4.2% for Artemisia annua and 65.0% ± 5.1% for Artemisia vulgaris, likely due to differences in the cell wall structure and the expression of receptors such as FLS2 and EFR. The artemisinin content in transgenic Artemisia annua roots reached 1.45 ± 0.15 mg per gram of dry weight, 3.2 times higher than that of the control group (0.45 ± 0.05 mg/g), whereas, in Artemisia vulgaris, the content was only 0.28 ± 0.03 mg/g. The flavonoid concentration amounted to 25.6 ± 2.1 mg quercetin equivalents per gram for Artemisia annua and 18.9 ± 1.7 mg quercetin equivalents per gram for Artemisia vulgaris. Antioxidant activity analysis showed that the half-maximal inhibitory concentration for Artemisia annua was 32.5 ± 2.8 μg/mL in the DPPH assay, which was 45% lower than the control. Extracts of Artemisia annua exhibited antiviral activity, inhibiting the replication of the influenza A/H1N1 virus by 68% ± 5%, whereas Artemisia vulgaris showed an inhibition rate of 55% ± 4%. Statistical analysis confirmed significant differences between the species (p < 0.05). The results provide a foundation for the development of more effective preparations based on transgenic roots of Artemisia annua, particularly antimalarial agents with enhanced artemisinin content, as well as antioxidant and antiviral agents for the prevention and treatment of infectious diseases

乌克兰. Метою дослідження було оцінити ефективність генетичної трансформації коренів Artemisia annua та Artemisia vulgaris за допомогою бактерії Agrobacterium rhizogenes та визначити вплив цього процесу на вміст біологічно активних сполук і їхню біологічну активність. Експеримент, проведений в умовах in vitro, включав інфікування молодих експлантів штаммами A. rhizogenes ATCC 15834 та A4 з подальшим культивуванням трансгенних коренів у рідкому середовищі Мурасіге-Скуга. Концентрація флавоноїдів визначалась спектрофотометрично за реакцією з хлоридом алюмінію, антиоксидантну властивість визначали за допомогою тестів зі стабільними радікалами DPPH та ABTS. Ефективність трансформації склала 78,3 ± 4,2 % для Artemisia annua та 65,0 ± 5,1 % для Artemisia vulgaris, що пов’язано з відмінностями у структурі клітинної стінки та експресії рецепторів, таких як FLS2 і EFR. Вміст артемізину в трансгенних коренях Artemisia annua досяг 1,45 ± 0,15 мг на грам сухої маси, що в 3,2 рази перевищує контрольні значення (0,45 ± 0,05 мг/г), тоді як у Artemisia vulgaris цей показник становив лише 0,28 ± 0,03 мг/г. Концентрація флавоноїдів склала 25,6 ± 2,1 мг еквівалентів кверцетину на грам для Artemisia annua та 18,9 ± 1,7 мг еквівалентів кверцетину на грам для Artemisia vulgaris. Антиоксидантна активність показала, що половина максимальної інгібуючої концентрації для Artemisia annua становила 32,5 ± 2,8 мкг/мл у DPPH-тесті, що на 45% нижче за контроль. Екстракти Artemisia annua демонстрували противірусну активність, інгібуючи реплікацію вірусу грипу A/H1N1 на 68 ± 5%, тоді як для Artemisia vulgaris цей показник склав 55 ± 4%. Статистичний аналіз підтвердив значущість відмінностей між видами (р < 0,05). Отримані дані створюють основу для розробки більш ефективних препаратів на основі трансгенних коренів Artemisia annua, зокрема протималярійних засобів із підвищеним вмістом артемізину, а також антиоксидантних та противірусних агентів для профілактики та лікування інфекційних захворювань