In vitro Regeneration of Japanese Burdock (Arctium lappa L.) from Cotyledon and Leaf Derived Explants

Considering the vegetable and medicinal values, a micropropagation protocol has been established for Japanese Burdock (Arctium lappa L.) by culturing the explants of cotyledon and leaf obtained from in vitro grown seedlings. Direct shoot regeneration was achieved from cotyledon and leaf explants on MS fortified with 4.0 μM BAP and 2.0 μM IBA or NAA after 5 weeks of culture. In addition, both the explants also formed callus from their cut margins within 6 weeks of cultivation on medium complemented with 6.0 μM BAP and 4.0 μM IBA or NAA. Adventitious shoots were also redeveloped through indirect organogenesis from the cotyledon and leaf-derived callus within 10 weeks of culture on MS containing 4.0 μM BAP and 2.0 μM IBA or NAA. The highest rate of shoot reproduction was attained at the third subculture, and more than 12.6 shoots were formed per callus clump. Within 4 weeks of transfer to the rooting medium on MS containing 6.0 μM IBA, the cultured micro-shoots produced highest 5.3 roots per cultured shoot. Rooted plantlets were successfully established on a soil-composed-sand mixture under natural condition with 93.3% survival rate Plant Tissue Cult. & Biotech. 31(2): 123-134, 2021 (December)

APLICAÇÃO DE MODELOS MATEMÁTICOS NA CINÉTICA DE SECAGEM DA BARDANA (Arctium lappa)

A bardana (Arctium lappa) é uma planta medicinal não convencional, fonte de inulina e compostos bioativos. O alto conteúdo de água das raízes de bardana pode promover a oxidação e degradação dos compostos bioativos presentes, sendo necessário a aplicação de processos de preservação de produtos agroindustriais para prolongar o shelf life deste produto alimentício. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a cinética de secagem convectiva da raiz de bardana nas temperaturas de 60 e 70ºC, aplicador modelos matemáticos aos dados experimentais e determinar o coeficiente de difusividade do material. Avaliando os efeitos da temperatura de 60 e 70 ºC na cinética de secagem da raiz de bardana foi possível observar que o aumento da temperatura aumenta a difusividade efetiva do processo, reduzindo o tempo de desidratação do produto de 210 para 180 minutos. Dentre os modelos avaliados, Cavalcanti-Mata apresentou os melhores ajustes aos dados experimentais deste estudo, obtendo coeficiente de determinação igual a 0,999 e raiz quadrada do erro médio inferior a 0,0080, sendo capaz de representar de forma fidedigna o processo de desidratação da raiz de bardana nas temperaturas avaliadas.

Determination of the quantitative content of some groups of phenolic compounds in tinctures from the raw material of plant families Polygonaceae, Rosaceae, Asteraceae

Aim. To determine the quantitative content of total polyphenols and the amount of hydroxycinnamic acids in the series of tinctures from rhizomes with roots of Rumex confertus Willd., Sanguisorba officinalis L., roots of Rosa majalis Herrm., Rosa canina L., Arctium lappa L., Arctium minus (Hill) Bernh., Arctium tomentosum Mill., and the herb of Bidens tripartita L.Materials and methods. As study objects the tinctures from rhizomes with roots of Rumex confertus, Sanguisorba officinalis, roots of Rosa majalis, Rosa canina, Arctium lappa, Arctium minus, Arctium tomentosum and the herb of Bidens tripartita were used. These tinctures were obtained by the method of maceration at room temperature and the ratio of 1 : 5 of the plant raw material/finished products; the extractant was 50 % ethyl alcohol. The quantitative content of total polyphenols and the amount of hydroxycinnamic acids was determined by spectrophotometry according to the methods of the State Pharmacopoeia of Ukraine.Results and discussion. The limits of the quantitative content of total polyphenols and the amount of hydroxycinnamic acids in the tinctures were determined. They were not less than 0.070 mg mL-1 and 0.002 mg mL-1 for the tincture of rhizomes with roots of Rumex confertus, 0.100 mg mL-1 and 0.005 mg mL-1 for the tincture of rhizomes with roots of Sanguisorba officinalis, 0.070 mg mL-1 and 0.002 mg mL-1 for the tincture of Rosa majalis roots, 0.080 mg mL-1 and 0.001 mg mL-1 for the tincture of Rosa canina roots, 0.01 mg mL-1 and 0.001 mg mL-1 for the tincture of Arctium lappa roots, 0.010 mg mL-1 and 0.002 mg mL-1 for the tincture of Arctium minus roots, 0.001 mg mL-1 and 0.002 mg mL-1 for the tincture of Arctium tomentosum roots, 0.070 mg mL-1 and 0.001 mg mL-1 for the tincture of Bidens tripartita herb, respectively.Conclusions. The quantitative content of total polyphenols and the amount of hydroxycinnamic acids in tinctures from rhizomes with roots of Rumex confertus, Sanguisorba officinalis, roots of Rosa majalis, Rosa canina, Arctium lappa, Arctium minus, Arctium tomentosum and the herb of Bidens tripartita have been determined. The data obtained will be used in further work on the study of tinctures of these types of the plant raw material.

Métodos de extração, composição e atividade biológica dos polissacarídeos de Arctium lappa L. – Short review

Desde o final do século XX a população exibe preocupações relacionadas com a saúde, surgindo então uma tendência pela busca de alimentos mais saudáveis com foco nos alimentos funcionais. Pesquisas tem destacado ingredientes que quando incorporados ao alimento o tornam funcional, aliado aos benefícios dessa aplicação nas características do produto final. Os polissacarídeos são exemplos de ingredientes funcionais e que podem colaborar com a textura dos produtos alimentícios, uma vez que demonstram bons efeitos emulsificantes e espessantes. Os polissacarídeos da bardana (ALPS), uma planta perene que possui um alto valor medicinal, foram avaliados em alguns estudos quanto ao seu potencial como ingrediente benéfico para a saúde, porém poucos estudos avaliam sua funcionalidade para futuras aplicações como espessante. Assim essa revisão teve como objetivo apresentar os diferentes métodos de extração, a composição dos monossacarídeos, as características estruturais e atividades biológicas de ALPS com o intuito de fornecer informações de forma condensada para definição de estudos futuros.

Arctium lappa L. (Asteraceae): uma terapêutica promissora contra a Covid-19

A etiologia da Covid-19 foi identificada pelos cientistas em janeiro de 2020, após ocorrência de casos de pneumonia, na China, em dezembro de 2019. Considerada um enigma para a medicina e um desafio mundial para a saúde pública, a doença apresenta alta velocidade de transmissão. As infecções podem cursar assintomáticas, ou com sintomatologia variável, podendo em casos graves, evoluir para o óbito. Na fase hospitalar, o remdesivir intravenoso e a dexametasona oral ou intravenosa apresentaram resultados positivos, porém não há evidências científicas acerca de um tratamento específico e validado na fase precoce. A bardana (Arctium lappa Linne) apresenta ações relacionadas à inibição da replicação viral, ação antioxidante, modulação de citocinas importantes como o TNF-α, IL-6, IL-1β, e IL-10 e inibição da ativação da via NF- κB; que poderiam favorecer uma resposta inflamatória equilibrada. Realizou-se revisão bibliográfica do tipo integrativa no banco de dados da plataforma PubMed® (Public/Publisher Medline) utilizando-se o descritor Arctium lappa, no período de 2005 a 2021. Resultou-se, em 29 artigos, os efeitos anti-inflamatórios, antivirais, imunomoduladores e/ou antioxidantes da arctigenina e arctiina, presentes nessa planta. Esses achados apontam para a possibilidade de utilização terapêutica desses compostos, na fase sintomatológica inicial da Covid-19, considerando a fisiopatologia da doença.

Diversity of Endophytic Bacteria Associated with Different Cultivars of Medicinal Plant Arctium Lappa L. and Their Potential for Host Plant Growth Promoting

Purpose Arctium lappa L. is one of the medicinal and food homologous plants in China, which is rich in nutrients and medicinal ingredients. The use of plant growth promoting (PGP) endophytic bacteria is a useful alternative in agricultural production to reduce the use of chemical fertilizers. The aim of this study was to analysis the diversity of endophytic bacteria in different cultivars of A. lappa L. collected from two different geographical locations in China and evaluate PGP traits of the isolates and their potential PGP ability in greenhouse condition. Methods Endophytic bacterial community was investigated by culture-dependent and culture-independent methods. Isolates were screened and investigated for multiple PGP traits, and representative strains were inoculated host seedlings to evaluate the growth promoting effect. Results A total of 348 endophytic bacteria were obtained and they distributed into four phyla, 30 genera and 73 different species. In addition, high throughput sequencing revealed more abundant bacterial community, including 17 bacterial phyla, and 207 different known genera. A high proportion of PGP traits were detected, including production of indole acetic acid, siderophore, ammonia and phosphate solubilization. Four representative strains with multiple PGP traits of the most prevalent genera were further selected for host inoculation and growth promoting evaluation, and they significantly increase seedlings length, root length and fresh weight. Conclusion This study demonstrated that A. lappa L. harbors abundant endophytic bacteria, and plant genotype and geographical origin affect their composition. Moreover, some endophytic bacteria showed good potential for the development of microbial fertilizer in the future.