Phenolic compounds in taxonomy of the genus Spiraea L.

  • E. A. Karpova Central Siberian botanical garden of Siberian Branch of RAS, Novosibirsk, Russia Email: karyevg@mail.ru
  • N. P. Lapteva Central Siberian botanical garden of Siberian Branch of RAS, Novosibirsk, Russia Email: karyevg@mail.ru

Abstract

The composition and contents of phenolic acids and flavonoids aglycones in the hydrolyzed extracts of leaves of S. salicifolia L., S. humilis Pojark., S. humilis × S. sp., S. douglasii Hook., S. × billardii Herincq. (S. duglasii × S. salicifolia L.), S. betulifolia Pall., S. japonica L. f., S. japonica ‘Macrophylla’, S. albiflora (Miq.) Zab., S. media Fr. Schmidt, S. sericea Turcz., S. flexuosa Fisch. ex Cambess., S. ussuriensis Pojark., S. elegans Pojark., S. chamaedryfolia L., S. × schinabeckii Zab. (S. chamaedryfolia × S. trilobata L.), S. crenata L., S. nipponica Maxim., S. hypericifolia L., S. trilobata, S. × vanhouttei (Briot) Zab. (S. cantoniensis Lour. × S. trilobata) from natural and introduced populations were studied by HPLC. The total phenolic content of samples ranged from 3 to 7% of dry weight, flavonoids content was 1–2%. The representatives of the subgenus Protospiraea are characterized a relatively uniform phenolic composition combining phenolic acids and flavonoids, from 50% to 90% of the latter is quercetin. The rest of the flavonoids is kaempferol, in some species there are kaempferol and isorhamnetin. The baseline and the most primitive species of the subgenus Metaspiraea on phenolic composition are S. media and S. flexuosa as the most similar to the species of the subgenus Protospiraea. Spiraea ussuriensis, S. elegans, S. trilobata, S. crenata seem as the most highly evolved species, these contain aglycone AII or cinnamic acid. The ratio of quercetin, kaempferol and cinnamic acid is considered as the main marker of natural groups within the subgenus Metaspiraea. Four types of phenolic composition in the samples of S. chamaedryfolia, S. ussuriensis, S. flexuosa and S. elegans are revealed: the composition with the dominance of quercetin (S. ussuriensis), kaempferol (S. elegans), cinnamic acid (S. chamaedryfolia) and without obvious dominance (S. flexuosa). This is the reason to consider all four taxa as independent species. Significant differences in the phenolic composition of S. humilis and S. salicifolia were found to give consideration to S. humilis as separate species. Any characters of unique for S. sericea is not found. Any characters of the section Glomerati separating the S. hypericifolia from other studied species of the subgenus Metaspiraea is not revealed. In S. nipponica, the characters of the section Chamaedryon are found.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

References

Ahn B.T., Oh K.J., Park S.K., Chung S.G., Cho E.H., Kim J.G., Ro J.S., Lee K.S. Phenolic compounds from leaves of Spiraea salicifolia // Saengyak Hakhoechi, 1996. – Vol. 27, № 3. – Р. 178–183.

Businský R., Businská L. The genus Spiraea in cultivation in Bohemia, Moravia and Slovakia // Acta

Průhoniciana, 2002. – Vol. 72. – P. 1–165.

Ovczinnikova S.V. Rosaceae // Conspectus florae Rossiae Asiaticae: plantae vasculares / K.S. Baikov (ed.). – Novosibirsk: Nauka, 2005. – P. 199–206, 218–226 [in Russian]. (Овчинникова С.В. Rosaceae // Конспект флоры Азиатской России: сосудистые растения / Под ред. К.С. Байкова. – Новосибирск: Наука, 2005. – С. 199–206, 218–226).

Huber H. Spiraea L. // Hegi G. Illustrierte Flora von Mitteleuropa. Dycotiledones. – Bd. 4. – T. 2A. – Berlin, Hamburg, 1975. – S. 249–262.

Karpova E.A., Polyakova T.A. Сontent of phenolic compounds and potential of biological activity of Siberian and Russian Far Eastern species of the genus Spiraea L. (Rosaceae Juss.) // Rastitel’nyj Mir Aziatskoj Rossii [Plant World of Asian Russia], 2009. – № 2 (4). – P. 79–88 [in Russian]. (Карпова Е.А. Полякова Т.А. Содержание фенольных соединений и потенциал биологической активности сибирских и дальневосточных видов рода Spiraea (Rosaceae Juss.) // Растительный мир Азиатской России, 2009. – № 2 (4). – С. 79–88.

Kim T.W., Lee Y.M. Taxonomic studies on the genus Spiraea in Korea based on flavonoid characteristics // Seoul National University. Bulletin of Kwanak Arboretum. – 1993. – № 13. – P. 17–36.

Krylov P.N. Flora Zapadnoj Sibiri [Flora of West Siberia]. – Vol. 7. – Tomsk, 1933. – P. 1449–1818 [in Russian]. (Крылов П.Н. Флора Западной Сибири. – Вып. 7. – Томск, 1933. – С. 1449–1818).

Nakai T. Flora Sylvatica Koreana (Trib. Spiraeeae Maxim.). – Vol. 4. – Seoul, 1916. – P. 11–24.

Nedoluzhko V.A. Conspect dendroflori rossijskogo Dalnego Vostoka [Conspect of the dendroflora of the Russian Far East]. – Vladivostok: Dalnauka, 1995. – 207 p. [in Russian]. (Недолужко В.А. Конспект дендрофлоры российского Дальнего Востока. – Владивосток: Дальнаука, 1995. – 207 с).

Peshkova G.A. Rosaceae // Flora Central’noj Sibiri [Flora of Central Siberia]. – Vol. 2. / Ed. by L.I. Malyshev, G.A. Peshkova. – Novosibirsk, 1979. – P. 541–585 [in Russian]. (Пешкова Г.А. Семейство Rosaceae // Флора Центральной Сибири. – Т. 2. / Под ред. Л.И. Малышева, Г.А. Пешковой. – Новосибирск, 1979. – С. 541–585).

Pojarkova A.I. Spiraea L. // Flora SSSR [Flora of the USSR] / Ed by V.L. Komarov. – Vol. 9. – Moscow & Leningrad, 1939. – P. 283–305 [in Russian]. (Пояркова А.И. Род Таволга – Spiraea L. // Флора СССР / Под ред. В.Л. Комарова. – Т. 9. – М.-Л., 1939. – С. 283–305).

Polozhij A.V. Rosaceae // Flora of Siberia. – Vol. 8. Ed by A.V. Polozhij, L.I. Malyshev. – Novosibirsk, 1988. – P. 10–20 [in Russian]. (Положий А.В. Семейство Rosaceae // Флора Сибири. – Т. 8. Под ред. А.В. Положий, Л.И. Малышева. – Новосибирск, 1988. – С. 10–20).

Polyakova T.A. O nakhodkakh dvukh redkikh vidov Spiraea (Rosaceae) na Dal’nem Vostoke Rossii [About discovery of two rear species of Spiraea (Rosaceae) in Russian Far East] // Bot. Zhurn., 2004a. – Vol. 89, № 8. – P. 1370–1372 [in Russian]. (Полякова Т.А. О находках двух редких видов Spiraea (Rosaceae) на Дальнем Востоке России // Бот. журн., 2004а. – Т. 89, № 8. – С. 1370–1372).

Polyakova T.A. Vnutrividovaya izmenchivost’ dal’nevostochnykh i sibirskikh vidov roda Spiraea L. [Intraspecies diversity of Far Eastern and Siberian species of genus Spiraea L.]: Avtoref. dis. … cand. biol. science. – Novosibirsk, 2004b [in Russian] (Полякова Т.А. Внутривидовая изменчивость дальневосточных и сибирских видов рода Spiraea L.: Автореф. дисс. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2004б).

Popov M.G. Flora of Middle Siberia. – Vol. 1. – Moscow & Leningrad, 1957. – 554 p. [in Russian]. (Попов М.Г. Флора Средней Сибири. – Т. 1. – М.-Л., 1957. – 554 с).

Potter D., Still S.M., Grebenc T., Ballian D., Božič G., Franjiæ J., Kraigher H. Phylogenetic relationships in Tribe Spiraeeae (Rosaceae) inferred from nucleotide sequence data // Plant Systematics and Evolution, 2007. – Vol. 266. – P. 105–118.

Rastitelnye resursy SSSR: tsvetkovye rasteniya, ikh khimicheskij sostav, ispol’zovaniye. Semejstva Hydraginaceae – Haloragaceae. [Plant resourses of the USSR: Flowering plants, its chemical contents, utilization. Families Hydraginaceae – Haloragaceae]. – Leningrad, 1987. – 328 p. [in Russian]. (Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейства Hydraginaceae – Haloragaceae. – Л., 1987. – 328 с.).

Shulgina V.V. Spiraea L. // Derevya i kustarniki SSSR [Trees and shrubs of USSR] / Ed. by S.Ya. Sokolov. – Vol. 3. – Moscow & Leningrad, 1954. – P. 286–332 [in Russian]. (Шульгина В.В. Род Таволга – Spiraea L. // Деревья и кустарники СССР / Под ред. С.Я. Соколова. – Т. 3. – М.-Л., 1954. – С. 286–332).

Slavkina T.I. Vidy roda Spiraea, introduzcirovannye Botanicheskim sadom AN UzSSR [Species of the genus Spiraea introduced in the Botanical Garden of UzSSR] // Dendrologiya Usbekistana [Dendrology of Uzbekistan]. – Tashkent, 1972. – P. 196–304 [in Russian]. (Славкина Т.И. Виды рода Spiraea, интродуцированные Ботаническим садом АН УзССР // Дендрология Узбекистана. Розоцветные. – Ташкент, 1972. – С. 196–304).

Storozhenko N.D. Polyfenol’nye soedineniya tavolgi zveroboelistnoj [Polyphenolic compounds of the Spiraea hypericifolia L.]: Avtoref. dis. … cand. chem. science. – Irkutsk, 1977 [in Russian]. (Стороженко Н.Д. Полифенольные соединения таволги зверобоелистной (S. hypericifolia L. Автореф. дис. … канд. хим. наук. – Иркутск, 1977).

Svyazeva O.A. Estestvennye arealy nekotorykh vidov Spiraea L. [Natural areas of some species of genus Spiraea L.] // Bulleten’ GBS [Bulletin of MBG RAS], 1969. – Vol. 72. – P. 3–7 [in Russian]. (Связева О.А. Естественные и культурные ареалы некоторых видов Spiraea L. // Бюллетень ГБС, 1969. – Вып. 72. – С. 3–7).

Tzvelev N.N. O vidah spirei (Spiraea L., Rosaceae) sekzcii Calospira C. Koch na Dal’nem Vostoke Rossii [About species of Spiraea of the section Calospira C. Koch in Russian Far East] // Novosti Sist. Vyssh. Rast. [Novit. Syst. Pl. Vasc.], 2008. – Vol. 40. – P. 76–83 [in Russian]. (Цвелёв Н.Н. О видах спиреи (Spiraea L., Rosaceae) секции Calospira C. Koch на Дальнем Востоке России // Новости сист. высш. раст., 2008. – Т. 40. – С. 76–83).

Vstovskaya T. N., Koropachinsky I. Yu. Woody plants of the Central Siberian Botanical Garden. – Novosibirsk: SB RAS Publishing House, «Geo» affiliation, 2005. – 235 p. [in Russian]. (Встовская Т.Н., Коропачинский И.Ю. Древесные растения Центрального сибирского ботанического сада. – Новосибирск: «Гео», 2005. – 235 с).

Vysochina G.I. Fenol’nye soedineniya v systematike i phylogeniyi semejstva grechishnykh (Polygonaceae Juss.) [Phenolic compounds in systematics and phylogeny of the family Polygonaceae Juss.]: Avtoref. dis. … doct. biol. science. – Novosibirsk, 2002 [in Russian]. (Высочина Г.И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишных (Polygonaceae Juss.): Автореф. дис. … докт. биол. наук. – Новосибирск, 2002).

Vysochina G.I. Fenol’nye soedineniya v systematike i phylogeniyi semejstva grechishnykh. [Phenolic compounds in systematics and phylogeny of the family Polygonaceae Juss.]. – Novosibirsk, 2004. – 240 p. [in Russian]. (Высочина Г.И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишных. – Новосибирск, 2004. – 240 c).

Yakubov V.V. Spiraea L. // Sosudistye rastenija sovetskogo Dal’nego Vostoka [Vascular plants of Soviet Far East] / Ed. by S.S. Harkevitch. – Leningrad: Nauka, 1996. – Vol. 8. – P. 127–134 [in Russian]. (Якубов В.В. Род Таволга – Spiraea L. // Сосудистые растения Советского Дальнего Востока / Под ред. С.С. Харкевича. – Л.: Наука, 1996. – Т. 8. – С. 127–134).

Yü T.T., Kuan K.C. Taxa nova Rosacearum Sinicarum // Acta Phytotax. Sinica, 1963. – Vol. 8, № 3. – P. 202–234.

How to Cite
Karpova E. A., Lapteva N. P. Phenolic compounds in taxonomy of the genus Spiraea L. // Turczaninowia, 1. Vol. 17, № 1. P. 42–56 DOI: 10.14258/turczaninowia.17.1.5. URL: http://turczaninowia.asu.ru/article/view/657.
Section
Science articles