MECSEKI GYÓGYNÖVÉNYEK TEREPI VIZSGÁLATA I. 2. Előadás Növénytársulások élőhelyeinek talajtani jellemzői Gyógynövény-populációk és környezetük kapcsolata Papp Nóra
A TALAJ biogén képződmény: földkéreg külső, mállott rétege termőképes: biztosítja az élet alapvető ökológiai feltételeit (tápanyag, víz, levegő) befolyásolják: klíma, domborzat, alapkőzet, élőlények kialakulás mállással: - fizikai: hőre, fagyra, gravitációra - kémiai: pl. ásványok oldódása, oxidáció, hidratáció, kilúgozódás, agyagosodás - biológiai: gyökerek mechanikai hatása, légköri N 2 fixációja, biológiai körforgás (aerob és anaerob bomlás, humuszképződés) kémhatás: H + tartalom, humuszsavak, talajlégzés, kilúgozódás, szezonális változás a csapadék és hőmérséklet miatt, mállás, tápanyagok oldékonysága stb. zonális (klíma) és intrazonális (helyi tényezők) ökológiai mutatók: 1. talajreakció 9-es skálája: RB-értékek (savanyúságjelzők mészkedvelők) 2. nitrogénigény 9-es skálája: NB-értékek (tápanyagszegény hipertróf talaj) 3. sóigény 9-es skálája: SB-értékek (sókerülők sókedvelők)
tápanyagok: felvételük diffúzióval (gyökérbe), aktív transzporttal (sejt belsejébe) - N 2, Ca, Cr, Na, Al, Cu, Co, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Cl, Si, Zn, Se, B, S, P, As, Cd, Pb Urtica dioica Castanea sativa Viola arvensis - pl. NaCl, Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, NO 3, NO 2, NH 4+, H 2 PO 4, CaCO 3, SO 4 2, SiO 3 2, Al(OH) 3, Fe(OH) 2 stb. - a tápanyagok mennyiségét befolyásolja: klíma, mállás, kőzetképződés, talajképződés levegőgazdálkodás: kis O 2 - és nagy CO 2 -tartalom vízgazdálkodás: párolgás és párologtatás; kötött víz, kapilláris víz, talajvíz hőgazdálkodás: évszakos és napi ingadozások, hővezetés
Magyarország fő talajtípusai (talajtípus: azonos körülmények között keletkeztek, hasonló fizikai-kémiai-biológiai jellemzőkkel) 1. Váztalaj - köves, sziklás - kevés humusz - hegyvidék, sziklagyep - pl. Villányi-hg. mészkő-sziklagyep Euphorbia cyparissias 2. Barna erdőtalaj - felül sok humusz - savanyúak ( kilúgozódás) - zárt lomboserdők - pl. Dunántúl, Északi-khg. gyertyános-tölgyes 3. Csernozjom - fekete - sok humusz - kevés kilúgozódás - jó tápanyag-, levegő- és vízgazdálkodás - löszgyep, sztyepprét. - Alföld, Mezőföld löszgyep Carpinus betulus Inula germanica
4. Szikesek - homokon (felszíni talajvíz) vagy löszön (mélyebb talajvíz) - felső rétegben sok Na +, sófelhalmozódás - lúgos - kis termőképesség - pl. Alföld 5. Réti talaj - időszakos vízborítottság - pl. mocsárrét 6. Láptalaj - lefolyástalan terület, pangó vizes - tőzegképződés, sok szerves anyag - enyhén savanyú - láprétek - pl. Szőcei-láp Asparagus officinalis Drosera rotundifolia Matricaria chamomilla 7. Ártéri erdők talaja - sok víz - elsavanyodik - pl. folyómenti ligeterdők Salix alba
8. Vízi üledék, hordalék - réteges Salvinia natans Nymphaea alba Iris pseudacorus Phragmites australis
GYÓGYNÖVÉNYEK KÖRNYEZETI ADAPTÁCIÓI 1. Életformaváltás - liánok mennyisége a trópusoktól É felé csökken ( vízmennyiség), nálunk csak néhány faj: Humulus lupulus Tamus communis Clematis vitalba Hedera helix - ricinus: trópusoktól É felé termete csökken + lágyszárúvá válik + évelőből 1 éves lesz Ricinus communis
2. Szaporodási formák - gyorsan szaporodók: kis méret és magok (efemerek, pl. sivatagiak) - lassan szaporodók (pl. tölgyek) - 1 éves növényeknél: a. csírázás ősszel, virágzás tavasszal pl. Veronica chamaedrys b. csírázás tavasszal, ősszel elpusztul pl. Capsella bursa-pastoris c. csírázás tavasszal, nyár eleji fajok pl. Brassica napus d. csírázás tavasszal, nyár végi fajok pl. Amaranthus retroflexus
- évelőknél (geofitonok) pl.: a. szaporodásra képes karógyökér pl. Symphytum officinale b. rizómával pl. Primula veris c. gumóval pl. Corydalis cava d. hagymával pl. Colchicum autumnale - trópusi mangrove fajok: csírázás az anyanövényen
3. Gyógynövény - populációk morfológiai változatossága (irodalmi példák) 3.1. orvosi kamilla (Matricaria recutita) - Sztefanov A., Bernáth J. (2002) - 3 populáció: É-Alföld, Duna-Tisza köze, Dunántúl - szaporítás ugyanazon termőhelyen (öröklődő bélyegek?) - 1 év után eltérő termetű növények: Dtúl > É-Alföld, D-T köze - Matricariae flos 3.2. körömvirág (Calendula officinalis) - Máthé et al. (2002) - 38 populáció fenológiai vizsgálata különböző klimatikus viszonyok között (pl. Alsónyék, Jászberény) - eltérések: levélhossz, levélszélesség, magasság, elágazások száma, virágátmérő - Calendulae flos 3.3. közönséges aranyvessző (Solidago virga-aurea) - Petheő et al. (2002) - eltérések populációk között és populáción belül is (pl. magasság, levélhossz) - Virgaureae herba
3.4. magas aranyvessző (Solidago gigantea) - Molnár E., Botta-Dukát Z. (2002) - 2 élőhely populációinak vizsgálata - nedves élőhelyen: sűrű, zárt állomány, magas termet, hosszú tarackok (kevés versenytárs), sok virágzat - száraz élőhelyen: ritkás állomány, alacsony termet, sok rövid tarack, kevés virágzat - Solidaginis herba 3.5. soktérdű salamonpecsét (Polygonatum odoratum) - Fekete G. (1975) - 3 ökotípus: 1. sztyepprét, 2. nyílt és 3. zárt tölgyes - átültetések: adaptáció a helyi fényviszonyokhoz (növekedés, fotoszintézis) - Polygonati rhizoma 3.6. sárkutyatej (Euphorbia esula) - Mahlberg et al. (1987) - 39 populáció (pl. Ausztria, USA) - 19 morfológiai bélyeg (pl. levélszélesség, levélszélesség és hosszúság aránya) 3.7. leánykökörcsin (Pulsatilla vulgaris / grandis) - Hensen et al. (2005) - 11 populáció (Ny- és É-Európa) - genetikai polimorfizmus (84 %) - populáció mérete / dinamika - Pulsatillae herba
3.8. kankalin fajok (Primula veris ssp. inflata és P. vulgaris) - Cservenka, Sztefanov (2002) - Bakony / hibridek: anyanövények morfológiai bélyegeinek együttese a 2 faj hibridjében - Primulae flos, P. radix P. veris ssp. i. P. vulgaris 3.9. rooibos tea (Aspalathus linearis) - Heerden et al. (2003) - polimorf faj - 18 populáció beosztása csoportokba (Dél-Afrika) - pl. termet, a főhajtás felálló vagy elfekvő, elágazások száma, levélméret, levélszín (pl. világoszöld, szürkés), virágméret, virágszín (pl. sárga, részben pirosas, bíbor, barnásvörös) - Aspalathi folium 3.10. Platycapnos saxicola - Suau et al. (2004) - Spanyolország / mészkő sziklagyepek 1900 m felett - 6 populáció - eltérő virág- és termésméretek Platycapnos sp.
4. Hatóanyagok változatossága - élőhelyenként és populációnként eltérések lehetnek kemotaxonómia - a kémiai heterogenitás (polimorfizmus) befolyásolhatja a drog minőségét, fizológiás hatását - populációk összehasonlításakor gyűjtés: azonos fenofázisok!!! Illóolajok / terpenoidok 1. szurokfű (Origanum vulgare) - Veres et al. (2002) - illóolaj-összetétel vizsgálata populációknál - kemotípusok - különböző hatás, gasztronómiai érték - Origani herba 2. orvosi kamilla (Matricaria recutita) - Sztefanov A., Bernáth J. (2002) - 3 populáció: É-Alföld, Duna-Tisza köze, Dunántúl - szaporítás ugyanazon termőhelyen (öröklődő bélyegek?) - 1 év után: a virágzat (Matricarie flos) illóolaj-összetétele genetikailag meghatározott, csak mennyiségi eltérések (pl. fő- és mellékkomponensek aránya) - Szőke et al. (2002): néhány tájkörzet vadon élő populációi - magas α-bizabolol - tartalmú populációk keresése - gyökérben eudezmol (szeszkviterpén-alkohol)
3. édeskömény (Foeniculum vulgare) - Székely et al. (2002) - rendkívül alakgazdag, számos alfaj és változat - 22 populáció - termések illóolaj-tartalmában mennyiségi eltérések - főkomponensek aránya változó - a mérgező esztragol komponens értéke mindenhol megfelelő ( < 5%) - Foeniculi fructus 4. sárkutyatej (Euphorbia esula) - Mahlberg et al. (1987) - 39 populáció (pl. Ausztria, USA) - triterpének szerint 3 csoport 1 2 3
Fenoloidok 1. kankalin fajok (Primula veris ssp. inflata 1, P. vulgaris 2 ) - Cservenka, Sztefanov (2002) - a természetes hibridek előfordulása miatt a populációk stabilitása változó lehet, így gyógyászati értékük is - hibridek (Bakony): morfológiai és fitokémiai változatosság - virágból (Primulae flos) flavon-glikozidok és fenolsavak vizsgálata - pl. rutin és hiperozid legnagyobb mennyiségben a hibridben 1 2 2. közönséges aranyvessző (Solidago virga-aurea) - Petheő et al. (2002) - eltérések populációk között és populáción belül is - magas flavonoid-tartalmú populációk keresése - populációkon belül is nagy egyedi változékonyság - fajtanemesítés 3. rooibos tea (Aspalathus linearis) - Heerden et al. (2003) - 20 populáció Dél-Afrikában - 10 komponens vizsgálata HPLC-vel (pl. rutin, aspalathin, notofagin, orientin, izoorientin) - unikális és elkülönítő flavonoidok egyes populációknál - Aspalathi folium
4. szurokfű (Origanum vulgare) - Veres et al. (2002) - populációnként + évjárati hatásra pl. eltérő rozmaringsav-tartalom - cél a magas rozmaringsav-tartalmúak szaporítása - animikrobiális hatás 5. izsóp (Hyssopus officinalis) - Varga et al. (2002) - populációnként és egyedek között is eltérő rozmaringsav-tartalom (magas tartalom!) - Hyssopi herba 6. Eucalyptus camaldulensis - Banks, Hillis - Ausztrália északi és déli része / 103 populáció - 47 polifenol vizsgálata (levél, mag, sziklevél) - 6 csoportra osztás - szoros kapcsolat a morfológia és polifenol-tartalom között 7. duglászfenyő (Pseudotsuga menziesii) - Kaundun et al. (1998) - Kanada / 6 populáció - 2 proantocianidin és 6 flavonoid (HPLC) - délről északra csökken a prodelfinidin - földrajzilag 3 csoportra osztás
Karotinoidok 1. ördögcérna (Lycium barbarum) - Molnár et al. (2002) - kínai (Luoyang) és pécsi ördögcérna populációk terméseinek vizsgálata - karotinoid-összetételük közel azonos - Lycii herba
Alkaloidok 1. mák (Papaver somniferum) - Petheő et al. (2002) -őszi ökotípus magasabb hozamú a tavaszi vetésűnél - Papaveris fructus et caput - fajtavizsgálat, nemesítés 2. jakabnapi aggófű (Senecio jacobaea) - Macel et al. (2004) - Hollandia, Belgium, Svájc, Svédo., Franciao., Dánia - 11 populáció - beültetés növénynevelő kamrába (standard körülmények) - kemotípusok a pirrolizidin alkaloidok szerint - más a főkomponens (pl. senecionin, jacobin, erucifolin) - Jacobaeae herba
3. Platycapnos saxicola - Suau et al. (2004) - Spanyolország / 6 populáció: mészkő sziklagyepekről 1900 m felett - virágzáskor gyűjtés - fitokémiai csoportokra osztás a fő izokinolin alkaloidok szerint - pl. crassifolin, reticulin, glaucin, protopin, sinoacutin Platycapnos sp. 4. angolperje (Lolium perenne) - Reed et al. (2000) - Ausztrália / 2 völgyben 56 és 45 populáció - két fő ökotípus az alkaloidok szerint - pl. ergovalin, lolitrem B, peramin
PTE GYTK Farmakognóziai Intézet Látható fényben, előhívás után Populációk! UV-fényben (366 nm), előhívás után (Euphorbia cyparissias / flavonoidok)
Populációk: növényi részek vizsgálata Virág, virágzat Populációk! Levél Szár farkas kutyatej (Euphorbia cyparissias)
Lavandula angustifolia Lavandula x intermedia 1. Pannonhalmi levendulás (4 francia, 3 angol) 2. Tihanyi levendulás (3 francia) 3. PTE GYTK Farmakognóziai Intézet EGSC-Melius Gyógynövénykert (1 francia) Phalma Tihany PTE f f f f a a a f f f f Csepregi Kristóf (2011) Levendula taxonok antociántartalmának vizsgálata a környezeti tényezők tükrében. PTE TTK Diplomadolgozat
Echium vulgare L. fitokémiai értékelése Kávésav mennyisége az egyes növényi részekben terjőke kígyószisz (Echium vulgare) g/mg 70 60 50 40 30 20 10 0 Tubes Zsebe domb Kertváros Havihegy élőhely levél szár 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Tubes Zsebe domb Kertváros Havihegy Tesztek: 1. kávésav, 2. klorogénsav, 3. hiperozid, 4. rutin Levélminták: 5,7,9,11; szárminták: 6,8,10,12 Gyergyák Kinga (2012) Echium vulgare populációk összehasoníltó kemotaxonómiai jellemzése. PTE TTK Diplomadolgozat
Havihegy - szár Havihegy - levél Kertváros - szár Kertváros - levél Zsebe domb - szár Zsebe domb - levél Tubes - szár Tubes - levél rutin hiperozid klorogénsav kávésav Gyergyák Kinga (2012) Echium vulgare populációk összehasoníltó kemotaxonómiai jellemzése. PTE TTK Diplomadolgozat
orvosi tüdőfű (Pulmonaria officinalis) - levélnyúzatok - Melius Gyógynövénykert Lámpás-völgy Éger-völgy Dömörkapu Árpádtető PTE Botanikus Kert Németh Kitti (2012) Pulmonaria officinalis populációk összehasoníltó kemotaxonómiai jellemzése. PTE TTK Diplomadolgozat
Standardok: 1: rutin, 2: klorogénsav, 3: hiperozid, 4: kávésav Németh Kitti (2012) Pulmonaria officinalis populációk összehasoníltó kemotaxonómiai jellemzése. PTE TTK Diplomadolgozat
1: rutin, 2: klorogénsav, 3: hiperozid, 4: kávésav Klorogénsav-tartalom 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.827 0.717 0.717 1. élőhely 1.481 2. élőhely 3. élőhely 4. élőhely 0.830 5. élőhely Németh Kitti (2012) Pulmonaria officinalis populációk összehasoníltó kemotaxonómiai jellemzése. PTE TTK Diplomadolgozat µg/mg 1.456 6. élőhely
Lemez teteje mezei árvácska (Viola arvensis) 1.: hiperozid, rutin; 2.: kávésav, klorogénsav; Minták: E: Expo center; T: Tettye; S: Hársfa utca; R: Rotary-sétány (1-2: ápr. máj.) Kávésav: kékeszöld fluoreszkáló zóna + 0,9 Kéken fluoreszkáló zóna - - Hiperozid: narancssárgás fluoreszkáló zóna + 0,67 S.zölden + 0,62 fluoreszkáló zóna Rutin: Intenzív, + 0, 534 narancssárgás fluoreszkáló zóna narancssárgásan fluoreszkáló zóna S.zölden + 0,5 fluoreszkáló zóna S.zölden n.sárgásan 0,414 fluoreszkáló zóna fluoreszkáló zóna S.zölden fluoreszkáló zóna Halvány zóna Halvány zóna Standard Előírás Saját minták R f - érték Hercz Hajnalka (2013) Viola arvensis Murray populációk összehasonlító kemotaxonómiai értékelése. PTE ÁOK Diplomadolgozat
szagos müge (Galium odoratum) tavaszi mintákban származékok nagyobb mennyiségben klorogénsav (R f =0,52), rutin (R f =0,47), kávésav (R f =0,89) klorogénsav > kávésav R Kl Kv T T Ő T Ő T Ő T Ő (T: tavasz, Ő: ősz) Kl Kv Kv Kl R Dobos Judit (2012) Asperula odorata populációk összehasonlító kemotaxonómiai jellemzése a Bakonyban és a Mecsekben. PTE ÁOK Diplomadolgozat
martilapu (Tussilago farfara) Minták: 1. Homoródalmás, útszegély, levél; 2. Csíkszereda, patakpart, levél; 3. Hosszúhetény, száraz útszegély, levél; 4. Pécsvárad: patakpart, levél; 5. Püspökszentlászló, napfénynek kitett árokpart, levél; 6. Püspökszentlászló, vízmű melletti útszegély, levél; 7. Püspökszentlászló, patakpart, levél; 8. Püspökszentlászló, patakpart, virágzat. Wágner Fruzsina (2014) Tussilago farfara L. populációk kemotaxonómiai jellemzése. PTE ÁOK Diplomadolgozat
réti füzény (Lythrum salicaria) 1 Szentlőrinc 2 Kacsóta 3 Szigetvár 4 Szentlászló 5 Almamellék 6 Lake Almamellék 7 Csebény 8 Kaposvár 9 Lake Deseda 10 Cserénfa 11 Lake Sikonda 12 Lake Malomvölgy (levél, virág, szár / populációk) T. Bencsik, Gy. Horváth, N. Papp. (2011): Variability of total flavonoid, polyphenol and tannin contents in some Lythrum salicaria L. populations. Natural Product Communications 6: 1417-1420.
Hatóanyagok vizsgálata: 1. Faj alatti szinten 2. Fajok szintjén 3. Egyes fajok populációi között 4. Fajok között Kemotaxonómia, polimorfizmus!