PLANTA M E D I C A ZEITSCHRIFT FOR ARZNEIPFLANZENFORSCHUNG Schriftleitung: Prof. Dr. E. Schratz, Miinster/Westfalen, Martin-Luther-StraBe 7 Verlag: Hippokrates Verlag GmbH., 7 Stuttgart, Neckarstr. 121 Februar 1975
Heft 1
Aus dem lnstitut fur Pharmakognosie an der Universitat in Graz
OBER DAS VORKOMMEN VON CUMARINEN UND STEROLEN IN GEWEBEKULTUREN AUS WURZELN VON ANETHUM GRAVEOLENS UND PIMPINELLA ANISUM
T h e Occurrence of Cumarins and Sterols in Tissue - Cultures of Roots of Anethum graveolens and Pimpinella anisum Von Th. KARTNIG,H. MOECKEL und B. MAUNZ
Abstract In the tissue-cultures of the roots of Anethum graveolens and Pimpinella anisum the cournarins Scopoletin, Umbelliferon and Bergapten and the phytosterols ~ t i ~ m a s t e rand o l @-Sitosterolcould be proved.
Gewebekulturen von Radix Anethi und Radix Anisi, die zum Teil i m Dauerlicht, zum Teil i m Dauerdtinkel gehalten worden waren, wurden nach sechsmonatiger Kultivierung (3-5 Passagen) auf Cumarine und Sterole untersucht. In den Kulturen von Radix Anethi konnte Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol und B-Sitosterol nachgewiesen werden. In den Kulturen von Radix Anisi wurde Scopoletin, Umbelliferon und Bergapten sowie Stigmasterol gefunden. In vorangegangenen Arbeiten [1-4] berichteten wir iiber das Vorkommen von Lipoid-Inhaltsstoffen, insbesondere von Cumarinen und Sterolen, in den Friichten und Wurzeln einiger Umbelliferen. Unter anderem konnten in den Wurzeln von Anethum graveolens die Cumarine Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol und p-Sitosterol nachgewiesen werden. Aus Radix Anisi konnten wir @ Hippokrates Verlng GmbH., Stuttgart 1975
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Kartnig, Moeckel und Maunz
Planta rnedica Vol. 27 1975
Gewebekulttrr von Radix Anethi Die Lichtkulturen von Anethum stellten nach sechs Wochen (2. Passage) das Wachstum praktisch ein, blieben jedoch am Leben und konnten im Dunkeln wieder zum Wachsen gebracht werden. Die Dunkelkulturen hingegen zeigten ein gutes Wachstum. In beiden Fallen konnte keinerlei Bildung von Blatt- oder Wurzelregenerat beobachtet werden. In der Lichtkultur trat nur geringe Chlorophyllbildung ein. Gewebekultnr von Radix Anisi Die Lichtkulturen zeigten sehr starkes Wachstum, starke Bildung von Wurzelund Blattregeneraten sowie starke Chlorophyllbildung. Die Dunkelkulturen zeigten ein etwas geringeres Wachstum, die Bildung von Wurzelregeneraten (kein Blattregenerat!) und naturgemaR keine Chlorophyllbildung.
Die Ubertragung auf frische Nahrboden erfolgte mit Ausnahme der Lichtkulturen von Radix Anethi durchschnittlich alle vier Wochen. Die Ernte zur ersten chemischen Untersuchung erfolgte nach sechs Monaten, wobei zwischen 40 und 200 g Gewebekulturen (Feuchtgewicht) nach Entfernung der Regenerate der chemischen Untersuchung zugefiihrt wurden. Der Trockenriickstand der Zellkulturen betrug in allen Fallen ca. 6,5%. Die chemischen Untersuchungen der Gewebekulturen auf Cumarine und Sterole nach sechsmonatiger Kultivierungszeit brachten folgende Ergebnisse: Gewebekzrlturen von Radix Anethi Sowohl in den Dauerlicht- wie in den Dunkelkulturen konnten Scopoletin (ca. 10 mg%) und Umbelliferon (ca. 1 0 mg%) sowie Stigmasterol und 0-Sitosterol (jeweils ca. 20 mg%) nachgewiesen werden. Gewebekultttren von Radix Anisi Sowohl in den Dauerlicht- wie in den Dunkelkulturen konnten Scopoletin (25 mg%), Umbelliferon (5 ma%) und Bergapten (ca. 1 mg% in der Dauerlicht-
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die Cumarine Bergapten, Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol nachweisen (unveroffentlicht). In der Folge haben wir aus den Wurzeln sechs Wochen alter Pflanzen von Anethum graveolens und Pimpinella anisum, die steril angezogen worden waren, Gewebekulturen angelegt. Die entstandenen Wurzel-Kallus-Kulturen wurden als Oberflachenkulturen auf dem Nahrboden nach MURASHICE und S ~ o o [5] c zum Teil im Dauerlicht, zum Teil im Dauerdunkel gehalten. In allen Fallen begann nach ca. 14 Tagen eine kraftige Kallusbildung. In der Folge zeigten die Gewebekulturen der beiden Drogen unterschiedliches Verhalten:
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und 5 mg% in der Dunkelkultur) sowie Stigmasterol (ca. 20 mg%) nachgewiesen werden. Die mg%-Angaben beziehen sich auf das Trockengewicht der Gewebekulturen. Die Tatsache, dai3 sich bei Anethurn kein Unterschied im Cumarin- und Sterolmuster bei Dauerlicht- und Dunkelkultur findet, mu6 vorerst noch kritisch betrachtet werden, da die Dauerlichtkultur nach 2 Passagen (6 Wochen) das Wachstum einstellte. Bei Anisurn bildete die chlorophyllhaltige Dauerlichtkultur rnehr Bergapten als die Dunkelkultur. Die Scopoletin- und Umbelliferongehalte waren in beiden Kulturen gleich hoch. Das in der Lichtkultur von Anisurn stark gebildetc Chlorophyll, die Ausbildung von Wurzel- und Blattreg&neraten, sowie das Fehlen letzterer bei den Dunkelkulturen scheinen sich in Cumarin- und Sterolmuster nach sechsrnonatiger Kultivierung demnach nicht zu auBern. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daB sowohl bei den Dauerlichtund Dunkelkulturen von Anethurn graveolens und Anisurn vulgare nach sechsmonatiger Kultivierung iiber 5 Passagen dieselben Cumarin- und Sterolmuster vorhanden waren, wie in den Wurzeln des Ausgangsmaterials bzw. der im Freiland gezogenen Pflanzen. Dariiberhinaus zeigten die Chromatogramme der Gewebekulturen mit drei verschiedenen Flief3mittelgemischen irn UV-Licht dasselbe Fluoreszenzmuster (bei Anisurn z. B. 10 fluoreszierende Flecken, die nur zum Teil angesprochen werden konnten), w ~ die e der Ausgangsdroge. Uber die Cumarin- und Sterolbildung nach langerer Zeit der in-vitro-Kultivierung wird zum gegebenen Zeitpunkt berichtet werden.
Experinzenteller Teil 1 . In-Vitro-Kultiviertrlrg von Kalluskulturen atrs Rndix Anethi und Radix Anisi Ausgangsrnaterial: ca. 2 mrn dicke Wurzeln von 6 Wochen alten, steril angezogenen Pflanzchen Nahrrnedium: M U R A ~ H und ~ G ES ~ o o c[ 5 ] , Oberflachenkulturen Temperatur: Dauerlichrkulturen 21-24' C Dutrkelkulturen 1.9-22' C Beleuchtung: Osrarn "F1uora"-Larnpen 2. Chernische Untersuchung der Gewebekultitren auf Cumarine und Sterole Aufbereitung des UntersuchungsmateriaIs: Hornogenisieren rnit Ultraturrax unter Zusatz von Wasser (2 : 1) Extraktion: Zellsuspension 4 Ma1 mit der doppelten Menge Chloroform ausgeschiittelt. Einengen im Rotavapor bei 45' C auf ca. 1/20 des Feuchtgewichtes des Ausgangsmaterials. DC-Untersuchung auf Curnarine: Unter Verwendung der FlieBmitteIgemische 3, 4 und 5 nach KARTNIGund MOECKEL(41 und authentischer Vergleichssubstanzen. DC-Untersuchung auf Sterole: [6] unter Verwendung authentischer Vergleichssubstanzen. Nach KARTNIGund MIKULA
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Cumarine und Sterole in Gewebekulturen
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Kartnig, Moedcel und Maunz
Planta medica Vol. 27 1975
Messung der UV-Spektren der Cumarine: Trennung der Curnarine auf MgO-Schichten, Messung der UV-Spektren nach Auflosen der abgeschabten Flecke in 3%iger HCI (nach KARTN~G und MOECKEL [7]; im Druck).
H. und HORHAMMER, L.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 67,lO (1965) [I] KARTNIG, Th., WAGNER, [2] KARTNIG, Th.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 67,131 (1965) [3] KARTNIG, Th. und SCHOLZ,G.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 71,276 (1969) H.: Scientia pharrn. 41,.102 (1973) [4] KARTNIG, Th. und MOECKEL, [5]MURASHICE, T. und SKOOG,F.: Physiol. Plant. 15,473 (1962) [6] KARTNIG, Th. und MIKULA, G.: J. Chromatogr. 53,537 (1970) [7] KARTNIG, Th. und MOECKEL, H.: Zbl. Pharmazie (im Druck) Anschrift des Verfassers: Prof. Dr. Tb. Kartnig, lnstittrt fiir Pharmakognosie, A-8010 Graz, Universitatsplatz 4
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Literatur
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OBER DAS VORKOMMEN VON CUMARINEN UND STEROLEN IN GEWEBEKULTUREN AUS WURZELN VON ANETHUM GRAVEOLENS UND PIMPINELLA ANISUM
T h e Occurrence of Cumarins and Sterols in Tissue - Cultures of Roots of Anethum graveolens and Pimpinella anisum Von Th. KARTNIG,H. MOECKEL und B. MAUNZ
Abstract In the tissue-cultures of the roots of Anethum graveolens and Pimpinella anisum the cournarins Scopoletin, Umbelliferon and Bergapten and the phytosterols ~ t i ~ m a s t e rand o l @-Sitosterolcould be proved.
Gewebekulturen von Radix Anethi und Radix Anisi, die zum Teil i m Dauerlicht, zum Teil i m Dauerdtinkel gehalten worden waren, wurden nach sechsmonatiger Kultivierung (3-5 Passagen) auf Cumarine und Sterole untersucht. In den Kulturen von Radix Anethi konnte Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol und B-Sitosterol nachgewiesen werden. In den Kulturen von Radix Anisi wurde Scopoletin, Umbelliferon und Bergapten sowie Stigmasterol gefunden. In vorangegangenen Arbeiten [1-4] berichteten wir iiber das Vorkommen von Lipoid-Inhaltsstoffen, insbesondere von Cumarinen und Sterolen, in den Friichten und Wurzeln einiger Umbelliferen. Unter anderem konnten in den Wurzeln von Anethum graveolens die Cumarine Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol und p-Sitosterol nachgewiesen werden. Aus Radix Anisi konnten wir @ Hippokrates Verlng GmbH., Stuttgart 1975
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Gewebekulttrr von Radix Anethi Die Lichtkulturen von Anethum stellten nach sechs Wochen (2. Passage) das Wachstum praktisch ein, blieben jedoch am Leben und konnten im Dunkeln wieder zum Wachsen gebracht werden. Die Dunkelkulturen hingegen zeigten ein gutes Wachstum. In beiden Fallen konnte keinerlei Bildung von Blatt- oder Wurzelregenerat beobachtet werden. In der Lichtkultur trat nur geringe Chlorophyllbildung ein. Gewebekultnr von Radix Anisi Die Lichtkulturen zeigten sehr starkes Wachstum, starke Bildung von Wurzelund Blattregeneraten sowie starke Chlorophyllbildung. Die Dunkelkulturen zeigten ein etwas geringeres Wachstum, die Bildung von Wurzelregeneraten (kein Blattregenerat!) und naturgemaR keine Chlorophyllbildung.
Die Ubertragung auf frische Nahrboden erfolgte mit Ausnahme der Lichtkulturen von Radix Anethi durchschnittlich alle vier Wochen. Die Ernte zur ersten chemischen Untersuchung erfolgte nach sechs Monaten, wobei zwischen 40 und 200 g Gewebekulturen (Feuchtgewicht) nach Entfernung der Regenerate der chemischen Untersuchung zugefiihrt wurden. Der Trockenriickstand der Zellkulturen betrug in allen Fallen ca. 6,5%. Die chemischen Untersuchungen der Gewebekulturen auf Cumarine und Sterole nach sechsmonatiger Kultivierungszeit brachten folgende Ergebnisse: Gewebekzrlturen von Radix Anethi Sowohl in den Dauerlicht- wie in den Dunkelkulturen konnten Scopoletin (ca. 10 mg%) und Umbelliferon (ca. 1 0 mg%) sowie Stigmasterol und 0-Sitosterol (jeweils ca. 20 mg%) nachgewiesen werden. Gewebekultttren von Radix Anisi Sowohl in den Dauerlicht- wie in den Dunkelkulturen konnten Scopoletin (25 mg%), Umbelliferon (5 ma%) und Bergapten (ca. 1 mg% in der Dauerlicht-
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die Cumarine Bergapten, Scopoletin und Umbelliferon sowie Stigmasterol nachweisen (unveroffentlicht). In der Folge haben wir aus den Wurzeln sechs Wochen alter Pflanzen von Anethum graveolens und Pimpinella anisum, die steril angezogen worden waren, Gewebekulturen angelegt. Die entstandenen Wurzel-Kallus-Kulturen wurden als Oberflachenkulturen auf dem Nahrboden nach MURASHICE und S ~ o o [5] c zum Teil im Dauerlicht, zum Teil im Dauerdunkel gehalten. In allen Fallen begann nach ca. 14 Tagen eine kraftige Kallusbildung. In der Folge zeigten die Gewebekulturen der beiden Drogen unterschiedliches Verhalten:
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und 5 mg% in der Dunkelkultur) sowie Stigmasterol (ca. 20 mg%) nachgewiesen werden. Die mg%-Angaben beziehen sich auf das Trockengewicht der Gewebekulturen. Die Tatsache, dai3 sich bei Anethurn kein Unterschied im Cumarin- und Sterolmuster bei Dauerlicht- und Dunkelkultur findet, mu6 vorerst noch kritisch betrachtet werden, da die Dauerlichtkultur nach 2 Passagen (6 Wochen) das Wachstum einstellte. Bei Anisurn bildete die chlorophyllhaltige Dauerlichtkultur rnehr Bergapten als die Dunkelkultur. Die Scopoletin- und Umbelliferongehalte waren in beiden Kulturen gleich hoch. Das in der Lichtkultur von Anisurn stark gebildetc Chlorophyll, die Ausbildung von Wurzel- und Blattreg&neraten, sowie das Fehlen letzterer bei den Dunkelkulturen scheinen sich in Cumarin- und Sterolmuster nach sechsrnonatiger Kultivierung demnach nicht zu auBern. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daB sowohl bei den Dauerlichtund Dunkelkulturen von Anethurn graveolens und Anisurn vulgare nach sechsmonatiger Kultivierung iiber 5 Passagen dieselben Cumarin- und Sterolmuster vorhanden waren, wie in den Wurzeln des Ausgangsmaterials bzw. der im Freiland gezogenen Pflanzen. Dariiberhinaus zeigten die Chromatogramme der Gewebekulturen mit drei verschiedenen Flief3mittelgemischen irn UV-Licht dasselbe Fluoreszenzmuster (bei Anisurn z. B. 10 fluoreszierende Flecken, die nur zum Teil angesprochen werden konnten), w ~ die e der Ausgangsdroge. Uber die Cumarin- und Sterolbildung nach langerer Zeit der in-vitro-Kultivierung wird zum gegebenen Zeitpunkt berichtet werden.
Experinzenteller Teil 1 . In-Vitro-Kultiviertrlrg von Kalluskulturen atrs Rndix Anethi und Radix Anisi Ausgangsrnaterial: ca. 2 mrn dicke Wurzeln von 6 Wochen alten, steril angezogenen Pflanzchen Nahrrnedium: M U R A ~ H und ~ G ES ~ o o c[ 5 ] , Oberflachenkulturen Temperatur: Dauerlichrkulturen 21-24' C Dutrkelkulturen 1.9-22' C Beleuchtung: Osrarn "F1uora"-Larnpen 2. Chernische Untersuchung der Gewebekultitren auf Cumarine und Sterole Aufbereitung des UntersuchungsmateriaIs: Hornogenisieren rnit Ultraturrax unter Zusatz von Wasser (2 : 1) Extraktion: Zellsuspension 4 Ma1 mit der doppelten Menge Chloroform ausgeschiittelt. Einengen im Rotavapor bei 45' C auf ca. 1/20 des Feuchtgewichtes des Ausgangsmaterials. DC-Untersuchung auf Curnarine: Unter Verwendung der FlieBmitteIgemische 3, 4 und 5 nach KARTNIGund MOECKEL(41 und authentischer Vergleichssubstanzen. DC-Untersuchung auf Sterole: [6] unter Verwendung authentischer Vergleichssubstanzen. Nach KARTNIGund MIKULA
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Cumarine und Sterole in Gewebekulturen
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Kartnig, Moedcel und Maunz
Planta medica Vol. 27 1975
Messung der UV-Spektren der Cumarine: Trennung der Curnarine auf MgO-Schichten, Messung der UV-Spektren nach Auflosen der abgeschabten Flecke in 3%iger HCI (nach KARTN~G und MOECKEL [7]; im Druck).
H. und HORHAMMER, L.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 67,lO (1965) [I] KARTNIG, Th., WAGNER, [2] KARTNIG, Th.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 67,131 (1965) [3] KARTNIG, Th. und SCHOLZ,G.: Fette, Seifen, Anstrichmittel 71,276 (1969) H.: Scientia pharrn. 41,.102 (1973) [4] KARTNIG, Th. und MOECKEL, [5]MURASHICE, T. und SKOOG,F.: Physiol. Plant. 15,473 (1962) [6] KARTNIG, Th. und MIKULA, G.: J. Chromatogr. 53,537 (1970) [7] KARTNIG, Th. und MOECKEL, H.: Zbl. Pharmazie (im Druck) Anschrift des Verfassers: Prof. Dr. Tb. Kartnig, lnstittrt fiir Pharmakognosie, A-8010 Graz, Universitatsplatz 4
Heruntergeladen von: Chinese University of Hong Kong. Urheberrechtlich geschützt.
Literatur
