Component composition of organic compounds of the assimilative apparatus of different species of the genus Aesculus affected by Cameraria ohridella (Lepidoptera: Gracillariidae)

Abstract

The most important disease for plants of the Aesculus genus is leaf spot caused by the leaf miner Cameraria ohridella (Lepidoptera , Gracillariidae) , which limits the use of Aesculus in landscaping in urban areas. The leaf miner C. ohridella is an insect widely spread in most European countries. The study was carried out in an urban area with six species of the genus Aesculus L. ( А e . hippocastanum L., A e . pavia L., A e . parviflora Walt., A e . flava Sol., A e . glabra Willd. and hybrid Aesculus × carnea ). The article reflects the results of research on the influence of the leaf miner C. ohridella on the peculiarities of changes in the chemical composition of chestnut leaf extracts. The component composition of the leaves of different ches t nut species was determined using chromatographic analysis. The study shows the results of the phytochemical screening of the leaves of different species from genus Aesculus , uninfested and infested with C. ohridella . A t otal of 186 chemical co m ponents were identified from the leaf extract s of Aesculus plants with six main groups of chemical components – carboh y drates, polyphenols, steroids, hydrocarbons, fatty acids and miscellaneous. The carbohydrates group is represented in the leaves of all studied Aesculus species in the maximum degree. The obtained data demonstrate significant change in the number of all chemical components under the influence of C. ohridella . The studied species showed an increase in carboh y drates content with the influence of leaf miner C. ohridella , except for such species as A e . flava and A e . parviflora . The qualitative composition of polyphenolic compounds was species-specific. The analysis of the composition of extracts of uninfested leaves established that four components were contained in extracts of Ae. hippocastanum and Ae. pavia , but they were different in their composition. In comparison with the composition of polyphenols in leaves without damage and leaves infected with C. ordidella , the absence of (2R-trans)-catechine in extracts from infected leaves of Ae. hippocastanum and Ae. glabra was found. U sing principal component analys i s , it was established that Ae. glabra shows a clear separation between chemical composition of the infested and uninfested samples. We identified two components of a phenolic nature only in extracts of infested leaves of Ae. flava , (trimethylsilyl catechollactate tris(trimethylsilyl) ether and epigallocatechin (6TMS)) , and quercetin was identified only in infected leaf extracts of Ae. glabra . Th ese results can indicate a greater pote n tial resistance of these Aesculus species to damage by the studied herbivory. Найважливішою хворобою рослин роду Aesculus є плямистість листя, спричинена листовим мінером Cameraria ohridella (Lepidoptera, Gracillariidae), що обмежує використання Aesculus в озелененні міських районів. Листовий мінер C. ohridella – комаха, широко поширена в більшості європейських країн. Дослідження проводилося в міській місцевості з шістьма видами роду Aesculus L. (А e. hippocastanum L., A e. pavia L., A e. parviflora Walt., A e. flava Sol., A e. glabra Willd. та гібрид Aesculus × carnea). У статті відображено результати дослідження впливу листового мінера C. ohridella на особливості зміни хімічного складу екстрактів листя каштана. Компонентний склад листя різних видів каштана визначався за допомогою хроматографічного аналізу. У дослідженні представлено результати фітохімічного скринінгу листя різних видів роду Aesculus, незаражених та заражених C. ohridella. Загалом з екстракту листя рослин Aesculus було ідентифіковано 186 хімічних компонентів з шістьма основними групами хімічних компонентів – вуглеводи, поліфеноли, стероїди, вуглеводні, жирні кислоти та інші. Група вуглеводів представлена в листі всіх досліджуваних видів Aesculus у максимальному ступені. Отримані дані демонструють значну зміну кількості всіх хімічних компонентів під впливом C. ohridella. Досліджувані види показали збільшення вмісту вуглеводів під впливом листового мінера C. ohridella, за винятком таких видів, як A. e. flava та A. e. parviflora. Якісний склад поліфенольних сполук був видоспецифічним. Аналіз складу екстрактів незараженого листя встановив, що чотири компоненти містилися в екстрактах Ae. hippocastanum та Ae. pavia, але вони відрізнялися за складом. Порівняно зі складом поліфенолів у листках без пошкоджень та листках, заражених C. ordindella, було виявлено відсутність (2R-транс)-катехіну в екстрактах із зараженого листя Ae. hippocastanum та Ae. glabra. За допомогою аналізу головних компонентів було встановлено, що Ae. glabra демонструє чітке розмежування між хімічним складом заражених та незаражених зразків. Ми ідентифікували два компоненти фенольної природи лише в екстрактах зараженого листя Ae. flava (триметилсиліл катехолактат три(триметилсиліл) ефір та епігалокатехін (6TMS)), а кверцетин був ідентифікований лише в екстрактах зараженого листя Ae. glabra. Ці результати можуть свідчити про більшу потенційну стійкість цих видів Aesculus до пошкоджень досліджуваною травоїдною рослиною.