Proučevanje izbranih invazivnih rastlinskih vrst iz rodu Fallopia kot zanesljivih virov bioaktivnih spojin

Zaradi hitrega razširjanja in velike biomase predstavljajo invazivne tujerodne rastlinske vrste velik ekološki (vpliv na biodiverziteto) in ekonomski problem (škoda na CY137 poslopjih, itd.). Pet rastlinskih vrst iz rodu Fallopia (japonski (F. japonica), sahalinski (F. sachalinensis) in češki dresnik (F. × bohemica) ter grmasti (F. baldschuanica) in gomoljasti slakovec (F. multiflora)) spada v svetovnem merilu med bolj problematične invazivne tujerodne vrste. Ker teh rastlinskih vrst trenutno nismo sposobni učinkovito izkoreniniti, jih lahko vsaj koristno uporabimo. Dosedanje raziskave kažejo, da so te rastlinske vrste iz rodu Fallopia bogat vir bioaktivnih sekundarnih metabolitov. Potrebno je proučiti možnosti za izkoriščanje teh rastlinskih vrst, saj obstaja velika potreba po enostavnem pridobivanju bioaktivnih spojin za zdravljenje bolezni ljudi in živali ter za zaščito rastlin pred boleznimi in škodljivci. Antioksidanti, estrogeni in zaviralci encimov ter protivnetne učinkovine imajo lahko ugodne učinke pri obvladovanju globalnih problemov javnega zdravja, kot so kardiovaskularne in hormonske motnje, Alzheimerjeva bolezen in diabetes. Obstaja potreba po iskanju novih bioaktivnih spojin, npr. iz bogatih naravnih virov, med katerimi predstavljajo prav rastline velik še neizkoriščen potencial. CILJI PROJEKTA SO: Identifikacija bioaktivnih spojin (npr. antioksidanti, protimikrobne spojine, inhibitorji acetilholinesteraze ter α-/β-glukozidaze, estrogenski motilci endokrinega sistema) v ekstraktih in frakcijah različnih delov petih invazivnih tujerodnih rastlinskih vrst iz rodu Fallopia s pomočjo in vitro bioloških testov; Kemijska karakterizacija bioaktivnih spojin različnih delov petih invazivnih tujerodnih rastlinskih vrst iz rodu Fallopia z različnimi analiznimi metodami; Kapsulacija in stabilizacija izbranih predhodno identificiranih bioaktivnih spojin, frakcij in ekstraktov, ki bodo vodili k pozitivnim rezultatom pri testiranju z biološkimi testi; Ovrednotenje potenciala izkoriščanja velike biomase petih invazivnih rastlin za izolacijo bioaktivnih spojin, ki bi lahko vodilo k zaščiti okolja, novim izdelkom in drugim ekonomskim učinkom. Rastlinski material bomo nabrali na več lokalitetah v Sloveniji. Razvili bomo analizne metode na osnovi tankoplastne kromatografije visoke ločljivosti (HPTLC), tekočinske kromatografije visoke ločljivosti in plinske kromatografije, pri čemer bomo uporabili različne načine detekcije (npr. UV-Vis, masna spektrometrija (MS)). Za odkrivanje bioaktivnih spojin v proučevanih rastlinah bomo kot najhitrejši in najbolj ekonomičen pristop uporabili ne-ciljano analizo usmerjeno z biomonitoringom v kombinaciji s kromatografskimi tehnikami. Bioaktivnost (antioksidativna, protimikrobna, estrogenska, inhibitorna aktivnost encimov acetilholinesteraze in alfa-/beta-glukozidaze) izoliranih spojin / frakcij bomo določili z in vitro testi, ki bodo prednostno izvedeni in situ na HPTLC plošči, t.j. bioavtografija. Na osnovi spektroskopskih metod (npr. MS ali NMR) bomo predlagali in/ali določili kemijske strukture izoliranih bioaktivnih spojin. Izbrane predhodno identificirane bioaktivne spojine, frakcije in ekstrakte bomo kapsulirali in jih s tem stabilizirali s primernimi tehnikami in materiali. Izvedli bomo mikrobno biotehnološko razgradnjo in transformacijo ostankov po ekstrakciji s superkritičnimi fluidi. Z rezultati naših raziskav bomo prispevali v svetovno zakladnico znanj, ki bo služila kot baza za razvoj novih izdelkov (funkcionalna živila, prehranska dopolnila, dodatki za krmo, zdravila, sredstva za zaščito rastlin pred boleznimi in škodljivci, itd.). Nadalje bo primerjava kemijskih profilov proučevanih petih invazivnih vrst rodu Fallopia pripomogla k razumevanju različne stopnje invazivnosti teh vrst ne le v Sloveniji, ampak tudi drugod po svetu, kar je osnova za razvoj tehnik za preprečevanje invazije proučevanih rastlin in možnosti njihovega obvladovanja.