New perspectives of purple starthistle (Centaurea calcitrapa) leaf extracts: phytochemical analysis, cytotoxicity and antimicrobial activity

Ethnobotanical and ethnopharmacological studies of many Centaurea species indicated their potential in folk medicine so far. However, investigations of different Centaurea calcitrapa L. extracts in terms of cytotoxicity and antimicrobial activity against phytopathogens are generally scarce. The phenolic profile and broad antimicrobial activity (especially towards bacterial phytopathogens) of methanol (MeOH), 70% ethanol (EtOH), ethyl-acetate (EtOAc), 50% acetone (Me2CO) and dichloromethane: methanol (DCM: MeOH, 1: 1) extracts of C. calcitrapa leaves and their potential toxicity on MRC-5 cell line were investigated for the first time. A total of 55 phenolic compounds were identified: 30 phenolic acids and their derivatives, 25 flavonoid glycosides and aglycones. This is also the first report of the presence of centaureidin, jaceidin, kaempferide, nepetin, flavonoid glycosides, phenolic acids and their esters in C. calcitrapa extracts. The best results were obtained with EtOAc extract with lowest MIC values expressed in µg/mL ranging from 13 to 25, while methicillin resistant Staphylococcus aureus was the most susceptible strain. The most susceptible phytopathogens were Pseudomonas syringae pv. syringae, Xanthomonas campestris pv. campestris and Agrobacterium tumefaciens. The highest cytotoxicity was recorded for EtOAc and Me2CO extracts with the lowest relative and absolute IC50 values between 88 and 102 µg/mL, while EtOH extract was the least toxic with predicted relative IC50 value of 1578 µg/mL. Our results indicate that all tested extracts at concentration considered as non-toxic can be one of great importance in combat towards phytopathogenic and human pathogenic strains, as well as natural sources of antimicrobials.

The In vivo and in vitro antioxidant and anti-hemolytic effect of Algerian Centaurea calcitrapa L. extracts

In the present study, aerial part of Centaurea calcitrapa L. were extracted with solvent of varying polarity allowed their separation into three main subfractions, the analysis of methanol crud (CrE), chloroform (ChE) and ethyl acetate (EaE) extracts, showed that the EaE contains the highest amount of flavonoids (50,71 ± 0,65 mg Eq / Quercetin g dry extract and 31,96 ± 0,39 mg Eq Rutin / g dry extract). Using DPPH assay, the highest activity was observed with EaE (IC50 = 0,037 ± 0,0006 mg / ml). The β-carotene / linoleic acid bleaching assay revealed that the extracts have a very important antioxidant activity. The results showed that CrE has the highest antioxidant activity. The antioxidant activity of the CrE is confirmed by an in vivo assay in mice, using two doses: CrD1 (50 mg/kg/day) and CrD2 (100 mg/kg/day) during 21 days. Total antioxidant capacity of plasma and red blood cells was measured. The half-life (HT50), which corresponds to 50% of cell lysis was calculated, the results showed that both groups treated with plant extract had a protective effect against erythrocytes hemolysis (CrD2: HT50= 167,3 ± 3,72 min). The CrD2 group showed a strong scavenging activity using DPPH assay (51,64 ± 5,24 %), higher than that of Vit C group (38,92 ± 1,72 %). All results confirmed that the extracts have a dose dependent effect on the growth of overall antioxidant defenses. These results support the use of this plant against anti-inflammatory diseases in traditional medicine. Keywords: Centaurea calcitrapa L., in vivo-antioxidant activity, DPPH, hemolysis, flavonoids.

The wild plants of Scotia Illustrata (1684)

Scotia Illustrata was published in 1684 and contains a section (II:1) describing 662 ‘naturally occurring plants of Scotland’. This paper sets out to identify and discuss the species in the text. It was possible to identify 652 species from the text and 396 could be securely identified. Most of these are species which are widespread today, but there are some important exceptions. Three arable weeds are mentioned which now seem to be extinct in Scotland: Lolium temulentum, Scandix pecten-veneris and Euphorbia exigua. There are also references to one possibly-extinct river species (Sium latifolium), and one coastal species (Centaurea calcitrapa). Two species, now rare in Scotland, are described in the text as species widespread on roads: Cynoglossum officinale and Hyoscyamus niger.

Antitumor Potential and Phytochemical Profile of Plants from Sardinia (Italy), a Hotspot for Biodiversity in the Mediterranean Basin

Sardinia (Italy), with its wide range of habitats and high degree of endemism, is an important area for plant-based drug discovery studies. In this work, the antitumor activity of 35 samples from Sardinian plants was evaluated on human osteosarcoma cells U2OS. The results showed that five plants were strongly antiproliferative: Arbutus unedo (AuL), Cynara cardunculus (CyaA), Centaurea calcitrapa (CcA), Smilax aspera (SaA), and Tanacetum audibertii (TaA), the latter endemic to Sardinia and Corsica. Thus, their ability to induce cell cycle arrest and apoptosis was tested. All extracts determined cell cycle block in G2/M phase. Nevertheless, the p53 expression levels were increased only by TaA. The effector caspases were activated mainly by CycA, TaA, and CcA, while AuL and SaA did not induce apoptosis. The antiproliferative effects were also tested on human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). Except for AuL, all the extracts were able to reduce significantly cell population, suggesting a potential antiangiogenic activity. The phytochemical composition was first explored by 1H NMR profiling, followed by further purifications to confirm the structure of the most abundant metabolites, such as phenolic compounds and sesquiterpene lactones, which might play a role in the measured bioactivity.

The impact of the protein content of pollen on the development, reproduction and productivity of honey bee (Apis mellifera L.)

ΠΕΡΙΛΗΨΗΗ επίδραση της περιεκτικότητα πρωτεϊνών της γύρης στην ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και την παραγωγικότητα των μελισσών (Apis mellifera L.), ήταν το αντικείμενο της παρούσας έρευνας. Η γύρη συλλέχθηκε από πέντε μελίσσια χρησιμοποιώντας εσωτερικές γυρεοπαγίδες πυθμένα κάθε δεύτερη ημέρα, όπου το 10% της συλλεγόμενης γύρης διαχωρίστηκε ανάλογα με το χρώμα, το σχήμα και τη μορφή, ώστε να προσδιοριστούν τα φυτά που επισκέπτονται οι μέλισσες, ενώ το υπόλοιπο της γύρης αναμίχθηκε. Πραγματοποιήθηκε χημική ανάλυση πρωτεϊνών και μέτρηση υγρασίας στην ξεχωρισμένη και στην ανάμικτη γύρη. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες στη γύρη αποτελεί το βασικό συστατικό της χημικής σύνθεσής της, και ο προσδιορισμός της είναι ιδιαίτερα χρήσιμος στη διερεύνηση της επίδρασής της στα μελίσσια. Κάθε μήνα τα μελίσσια επιθεωρούνταν και καταγραφόταν η έκταση του γόνου, ο πληθυσμός, η κατάσταση υγείας των μελισσιών και η αποθηκευμένη ποσότητα μελιού και γύρης. Η γύρη από διάφορα βοτανικά είδη έχει διαφορετική περιεκτικότητα πρωτεϊνών για τις μέλισσες και επηρεάζει την ανάπτυξη και την παραγωγικότητα των μελισσιών. Στη μελέτη αυτή, αναλύθηκε η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες 35 δειγμάτων ανάμικτης και 50 αμιγούς γύρης. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες κυμαινόταν από 11,5% (Chondrilla juncea) έως 27,4% (Cucumis melo), ο μέσος όρος ήταν 19,9%. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες των δειγμάτων ανάμικτης γύρης σε διαφορετικές περιόδους του έτους, κυμάνθηκε από 13,9% έως 27,8% και ο μέσος όρος ήταν 21%. Οι διαφορές στο πρωτεϊνικό περιεχόμενο παρατηρήθηκαν μεταξύ των ανεμόφιλων και εντομόφιλων ειδών, μεταξύ διαφορετικών ειδών φυτών της ίδιας οικογένειας. Οι προτιμήσεις των μελισσών στη γύρη εξαρτώνται επίσης από την κατανομή της μελισσοκομικής χλωρίδας, την έκταση των μελισσοκομικών φυτών και τη διάρκεια ανθοφορίας τους.Η αναπαραγωγή, η ανάπτυξη και η παραγωγικότητα των μελισσιών είναι υψηλές, όταν οι μέλισσες συλλέγουν γύρη με περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη πάνω από 20%. Όσο υψηλή είναι η περιεκτικότητα πρωτεϊνών, τόσο υψηλοί είναι και οι προαναφερθέντες παράγοντες. Κατά τη διάρκεια της άνοιξης, η γύρη με περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη πάνω από 21%, και ιδιαίτερα πάνω από 27%, επιτρέπει στα μελίσσια να διατηρήσουν ένα υψηλό επίπεδο αναπαραγωγής και ανάπτυξης. Εάν υπάρχει γύρη με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου, τα μελίσσια αναπτύσσονται με ταχύτερους ρυθμούς και στις αρχές της άνοιξης του επόμενου έτους. Όταν η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη είναι χαμηλή, η αναπαραγωγή και η ανάπτυξη των μελισσιών είναι επίσης περιορισμένες.Η περιεκτικότητα υγρασίας στα αμιγή δείγματα γύρης που αναλύθηκαν κυμάνθηκε μεταξύ 9,7% (Centaurea calcitrapa) έως 23,1% (Crepis sp.) και ο μέσος όρος ήταν 17,4%. Η υγρασία στα δείγματα ανάμικτης γύρης από διαφοετικές περιόδους κυμάνθηκε μεταξύ 12,3% έως 26,6% και ο μέσος όρος ήταν 18,8%. Η περιεκτικότητα της γύρης σε υγρασία επηρεάζεται κυρίως από την υγρασία του περιβάλλοντος. Ο προσδιορισμός της υγρασίας στα δείγματα γύρης δίνει τη δυνατότητα να εκφραστούν τα αποτελέσματα επί ξηρού.Η καταγραφή των γυρεοδοτικών φυτών και η συλλογή των δειγμάτων γύρης πραγματοποιήθηκε με τη χρήση γυρεοπαγίδων, που τοποθετήθηκαν σε κυψέλες που βρίσκονται στο Belozem (Βουλγαρία). Η ανάλυση των κυριότερων μελισσοκομικών φυτών της περιοχής μελέτης περιλαμβάνει 113 είδη από 101 γένη και 46 οικογένειες. Αυτό δείχνει ένα σχετικά μεγάλο αριθμό και ποικιλίες μελισσοκομικών φυτών που έχουν διαφορετική περιεκτικότητα πρωτεϊνών γύρης και επιδρούν στην ανάπτυξη των μελισσών. Τα σημαντικότερα 50 είδη αναλύθηκαν για την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη και νερό. Η υψηλότερη συγκέντρωση γύρης βρέθηκε την άνοιξη και νωρίς το καλοκαίρι, όταν η εκτροφή του γόνου είναι εντατική.

Factors Affecting Infection of Yellow Starthistle (Centaurea solstitialis) by Synchytrium solstitiale, Causal Agent of False Rust Disease

Yellow starthistle (Centaurea solstitialis) is an annual invasive weed in the United States with Mediterranean origins. The expense of chemical control and the vast area of invasion make this weed an appropriate target for classical biological control. Observations of a field site in southern France revealed small orange galls on the leaves of yellow starthistle seedlings caused by the fungus Synchytrium solstitiale. Inoculation of yellow starthistle seedlings with a suspension of zoospores released from infected tissue resulted in infection. Ten days after inoculation, typical orange galls appeared on the exposed tissue. Preliminary host range testing showed up to 100% infection of C. solstitialis seedlings from both France and the United States and infection of Carthamus tinctorius, Centaurea americana, C. diffusa, C. rothrockii, C. squarrosa, and Helianthus annuus seedlings. No symptoms were observed on seedlings of Centaurea calcitrapa, C. maculosa, C. sulfurea, Cirsium californica, C. occidentale, Cynera cardunculus, and Taraxacum officinale. Zoospores were released in a pH range between 4.45 and 8.25 and optimally at temperatures between 5 and 15°C. Infection of yellow starthistle seedlings occurred after a minimum 1-h exposure to a zoospore suspension at 20°C.