Täname teid Nature.com-i külastamise eest. Teie kasutataval brauseri versioonil on piiratud CSS-i tugi. Parima tulemuse saavutamiseks soovitame kasutada brauseri uuemat versiooni (või lülitada Internet Exploreris ühilduvusrežiimi välja). Seni aga kuvame saiti ilma stiili ja JavaScriptita, et tagada jätkuv tugi.
Kaadmiumi (Cd) saastumine kujutab endast potentsiaalset ohtu ravimtaime Panax notoginsengi kasvatamise ohutusele Yunnanis. Eksogeense kaadmiumi stressi tingimustes viidi läbi välikatseid, et mõista lubja kasutamise (0, 750, 2250 ja 3750 kg/h/m2) ja oksaalhappega lehtedele pritsimise (0, 0,1 ja 0,2 mol/l) mõju kaadmiumi ja antioksüdandi akumuleerumisele. Panax notoginsengi süsteemsed ja meditsiinilised komponendid. Tulemused näitasid, et kaadmiumi stressi tingimustes võis lubi ja oksaalhappega lehtedele pritsimine suurendada Panax notoginsengi Ca2+ sisaldust ja vähendada Cd2+ toksilisust. Lubja ja oksaalhappe lisamine suurendas antioksüdantsete ensüümide aktiivsust ja muutis osmootsete regulaatorite metabolismi. Kõige olulisem on CAT aktiivsuse suurenemine 2,77 korda. Oksaalhappe mõjul suurenes SOD aktiivsus 1,78 korda. MDA sisaldus vähenes 58,38%. Lahustuva suhkru, vabade aminohapete, proliini ja lahustuva valgu vahel on väga oluline korrelatsioon. Lubi ja oblikhape võivad suurendada Panax notoginsengi kaltsiumiioonide (Ca2+) sisaldust, vähendada kaadmiumi sisaldust, parandada Panax notoginsengi stressikindlust ning suurendada saponiinide ja flavonoidide koguhulka. Cd sisaldus on madalaim, 68,57% madalam kontrollrühmast ja vastab standardväärtusele (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). SPN osakaal oli 7,73%, saavutades kõigi töötluste seas kõrgeima taseme, ja flavonoidide sisaldus suurenes oluliselt 21,74%, saavutades standardsed meditsiinilised väärtused ja optimaalse saagikuse.
Kaadmium (Cd) on haritavates muldades levinud saasteaine, mis migreerub kergesti ja millel on märkimisväärne bioloogiline toksilisus. El-Shafei jt2 teatasid, et kaadmiumitoksilisus mõjutab kasutatavate taimede kvaliteeti ja produktiivsust. Liigne kaadmiumisisaldus haritavas pinnases Edela-Hiinas on viimastel aastatel muutunud tõsiseks. Yunnani provints on Hiina bioloogilise mitmekesisuse kuningriik, kus ravimtaimede liigid on riigis esikohal. Yunnani provints on aga rikas maavarade poolest ning kaevandamisprotsess viib paratamatult pinnase raskmetallide reostuseni, mis mõjutab kohalike ravimtaimede tootmist.
Harilik ženšenn (Burkill) Chen3) on väga väärtuslik mitmeaastane rohttaim, mis kuulub araliveiste (Araliaceae) sugukonda Panax. Harilik ženšenn parandab vereringet, kõrvaldab vere stagnatsiooni ja leevendab valu. Peamine tootmispiirkond on Wenshani prefektuur, Yunnani provints5. Üle 75% kohalike hariliku ženšenni kasvualade pinnasest on saastunud kaadmiumiga, mille tase varieerub eri piirkondades 81%-st kuni üle 100%-ni6. Kaadmiumi toksiline toime vähendab oluliselt ka hariliku ženšenni meditsiiniliste komponentide, eriti saponiinide ja flavonoidide tootmist. Saponiinid on teatud tüüpi glükosiidühendid, mille aglükoonid on triterpenoidid või spirostanid. Need on paljude traditsiooniliste Hiina ravimite peamised toimeained ja sisaldavad saponiine. Mõnedel saponiinidel on ka antibakteriaalne toime või väärtuslik bioloogiline toime, näiteks palavikualandaja, rahustav ja vähivastane toime7. Flavonoidid viitavad üldiselt ühendite seeriale, milles kaks fenoolsete hüdroksüülrühmadega benseenitsüklit on ühendatud kolme keskse süsinikuaatomi kaudu. Peamine tuum on 2-fenüülkromanoon 8. See on tugev antioksüdant, mis suudab tõhusalt püüda taimedes hapnikuvabu radikaale. See võib pärssida ka põletikuliste bioloogiliste ensüümide tungimist, soodustada haavade paranemist ja valu leevendamist ning alandada kolesteroolitaset. See on üks Panax notoginsengi peamisi toimeaineid. Panax notoginsengi tootmispiirkondade muldade kaadmiumireostuse probleemiga on kiiresti vaja tegeleda ja tagada selle oluliste raviainete tootmine.
Lubi on üks laialdaselt kasutatavaid passiive statsionaarses pinnase puhastamises kaadmiumi saastumisest10. See mõjutab kaadmiumi adsorptsiooni ja sadestumist pinnases, vähendades kaadmiumi biosaadavust pinnases, tõstes pH väärtust ja muutes mulla katioonivahetusvõimet (CEC), mulla soolasisaldust (BS) ja mulla redokspotentsiaali (Eh)3, 11. Lisaks annab lubi suures koguses Ca2+, moodustab ioonse antagonismi Cd2+-ga, konkureerib juurtes adsorptsioonikohtade pärast, takistab kaadmiumi transporti pinnasesse ja on madala bioloogilise toksilisusega. Kui kaadmiumi stressi all lisati 50 mmol L-1 Ca, inhibeeriti kaadmiumi transport seesamilehtedes ja kaadmiumi akumuleerumine vähenes 80%. Sarnaseid uuringuid on teatatud riisi (Oryza sativa L.) ja teiste põllukultuuride kohta12,13.
Põllukultuuride lehtedele pritsimine raskmetallide kogunemise kontrollimiseks on viimastel aastatel uus meetod raskmetallide tõrjeks. Selle põhimõte on peamiselt seotud taimerakkude kelaatimisreaktsiooniga, mille tulemuseks on raskmetallide ladestumine rakuseinale ja pärsib raskmetallide omastamist taimede poolt14,15. Stabiilse dihappe kelaativa ainena suudab oksaalhape taimedes raskmetallide ioone otse kelaatida, vähendades seeläbi toksilisust. Uuringud on näidanud, et sojaubades sisalduv oksaalhape suudab kelaatida Cd2+ ja vabastada Cd-sisaldavaid kristalle läbi ülemiste trikoomide rakkude, vähendades Cd2+ taset organismis16. Oksaalhape suudab reguleerida mulla pH-d, suurendada superoksiiddismutaasi (SOD), peroksidaasi (POD) ja katalaasi (CAT) aktiivsust ning reguleerida lahustuva suhkru, lahustuva valgu, vabade aminohapete ja proliini tungimist. Ainevahetusregulaatorid17,18. Hape ja liigne Ca2+ taimes moodustavad kaltsiumoksalaadi saendi tuumastavate valkude toimel. Taimede Ca2+ kontsentratsiooni reguleerimine aitab tõhusalt reguleerida lahustunud oksaalhappe ja Ca2+ hulka taimedes ning vältida oksaalhappe ja Ca2+ liigset kogunemist19,20.
Kasutatud lubja kogus on üks peamisi tegureid, mis mõjutab parandavat efekti. Leiti, et lubja annus oli vahemikus 750 kuni 6000 kg/m2. Happelise pinnase puhul, mille pH on 5,0–5,5, on lubja kasutamise mõju annuses 3000–6000 kg/h/m2 oluliselt suurem kui annusel 750 kg/h/m221. Lubja liigne kasutamine põhjustab aga mullale mõningaid negatiivseid mõjusid, näiteks olulisi muutusi mulla pH-s ja mulla tihenemist22. Seetõttu defineerisime CaO töötlustasemeteks 0, 750, 2250 ja 3750 kg hm-2. Kui oblikhapet lisati Arabidopsis thaliana'le, leiti, et Ca2+ vähenes oluliselt kontsentratsioonil 10 mmol L-1 ja CRT geeniperekond, mis mõjutab Ca2+ signaaliülekannet, reageeris tugevalt20. Mõnede varasemate uuringute kogunemine võimaldas meil määrata selle testi kontsentratsiooni ja uurida edasi eksogeensete toidulisandite interaktsiooni mõju Ca2+ ja Cd2+23,24,25-le. Seetõttu on selle uuringu eesmärk uurida eksogeense lubja ja oblikhappe lehtede pihustamise regulatiivset mehhanismi Panax notoginsengi kaadmiumisisaldusele ja stressitaluvusele kaadmiumiga saastunud pinnases ning uurida edasisi viise ravimite kvaliteedi ja efektiivsuse paremaks tagamiseks. Panax notoginsengi tootmine. Ta annab väärtuslikke juhiseid rohttaimede kasvatamise ulatuse suurendamiseks kaadmiumiga saastunud muldades ja ravimituru nõutava kvaliteetse ja jätkusuutliku tootmise saavutamiseks.
Kohalikku ženšennisorti Wenshan Panax notoginseng kasutades viidi läbi välikatse Lannizhais, Qiubei maakonnas, Wenshani prefektuuris, Yunnani provintsis (24°11′N, 104°3′E, kõrgus merepinnast 1446 m). Aasta keskmine temperatuur on 17 °C ja keskmine sademete hulk on 1250 mm. Uuritud pinnase foonväärtused olid TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, OM 31,86 g kg-1, leelisega hüdrolüüsitud N 88,82 mg kg-1, fosforivaba 18,55 mg kg-1, vaba kaalium 100,37 mg kg-1, kaadmiumi kogusisaldus 0,3 mg kg-1, pH 5,4.
10. detsembril 2017 segati 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2·2,5H2O) ja lubjatöötlus (0, 750, 2250 ja 3750 kg/h/m2) ning kanti mullapinnale 0–10 cm paksuse kihina igal katselapil. Iga töötlust korrati 3 korda. Katselapid paigutati juhuslikult, iga katselapi pindala oli 3 m2. Üheaastased Panax notoginsengi seemikud istutati ümber pärast 15-päevast harimist. Päikesevarjuvõrgu kasutamisel on Panax notoginsengi valgustugevus päikesevarjuvõrgu sees umbes 18% normaalsest looduslikust valgustugevusest. Kasvatamine toimub vastavalt kohalikele traditsioonilistele kasvatusmeetoditele. Enne Panax notoginsengi valmimisfaasi 2019. aastal pritsiti oksaalhapet naatriumoksalaadi kujul. Oksaalhappe kontsentratsioonid olid vastavalt 0, 0,1 ja 0,2 mol L-1 ning pH reguleerimiseks väärtusele 5,16 kasutati NaOH-d, et simuleerida allapanu leostuslahuse keskmist pH-d. Lehtede ülemist ja alumist pinda pritsiti üks kord nädalas kell 8.00. Pärast 4 korda pritsimist 5. nädalal koristati 3-aastased Panax notoginsengi taimed.
2019. aasta novembris koguti põllult kolmeaastased hariliku ženšenni taimed ja pritsiti oblikhappega. Mõned kolmeaastaste hariliku ženšenni taimede proovid, mille füsioloogilist metabolismi ja ensüümiaktiivsust oli vaja mõõta, pandi külmutamiseks katseklaasidesse, külmutati kiiresti vedela lämmastikuga ja seejärel viidi külmkappi temperatuurile -80 °C. Mõned küpsusjärgus kaadmiumi ja toimeaine sisalduse määramiseks mõeldud juureproovid pesti kraaniveega, kuivatati 30 minutit temperatuuril 105 °C, konstantse kaalu juures temperatuuril 75 °C ja jahvatati uhmris säilitamiseks.
Kaaluge 0,2 g kuiva taimeproovi, asetage see Erlenmeyeri kolbi, lisage 8 ml HNO3 ja 2 ml HClO4 ning katke kinni üleöö. Järgmisel päeval kasutage Erlenmeyeri kolbi asetatud kõverat lehtrit elektrotermiliseks lagundamiseks, kuni ilmub valge suits ja seedemahlad on selged. Pärast toatemperatuurini jahutamist viidi segu 10 ml mõõtkolbi. Cd-sisaldus määrati aatomabsorptsioonspektromeetriga (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Kaaluge 0,2 g kuiva taimeproovi, asetage see 50 ml plastpudelisse, lisage 10 ml-s 1 mol L-1 HCl-i, sulgege kork, loksutage korralikult 15 tundi ja filtreerige. Pipeti abil pipeteerige vajalik kogus filtraati, lahjendage see vastavalt ja lisage SrCl2 lahust, et viia Sr2+ kontsentratsioon 1 g L-1-ni. Ca sisaldust mõõdeti aatomabsorptsioonspektromeetriga (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Malondialdehüüdi (MDA), superoksiiddismutaasi (SOD), peroksidaasi (POD) ja katalaasi (CAT) võrdluskomplekti meetod (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., toote registreering), kasutage vastavat mõõtekomplekti. Nr: Pekingi farmakopöa (täpne) 2013 nr 2400147).
Kaalu umbes 0,05 g hariliku ženšenni proovi ja lisa antroon-väävelhappe reagenti mööda katseklaasi külgi. Raputa katseklaasi 2-3 sekundit, et vedelik korralikult seguneks. Aseta katseklaas 15 minutiks värvi ilmutamiseks katseklaasi alusele. Lahustuva suhkru sisaldus määrati ultraviolett-visuaalse spektrofotomeetria abil (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Hiina) lainepikkusel 620 nm.
Kaaluge 0,5 g värsket Panax notoginsengi proovi, jahvatage see 5 ml destilleeritud veega homogenaadiks ja tsentrifuugige seejärel 10 minutit kiirusel 10 000 g. Supernatant lahjendati fikseeritud mahuni. Kasutati Coomassie Brilliant Blue meetodit. Lahustuva valgu sisaldust mõõdeti ultraviolett-visuaalse spektrofotomeetria abil (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Hiina) lainepikkusel 595 nm ja arvutati veise seerumi albumiini standardkõvera põhjal.
Kaaluge 0,5 g värsket proovi, lisage 5 ml 10% äädikhapet, jahvatage homogenisaadiks, filtreerige ja lahjendage konstantse mahuni. Värvuse ilmutamise meetodit kasutati ninhüdriini lahusega. Vabade aminohapete sisaldus määrati UV-visuaalse spektrofotomeetria abil (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Hiina) lainepikkusel 570 nm ja arvutati leutsiini standardkõvera28 põhjal.
Kaaluge 0,5 g värsket proovi, lisage 5 ml 3% sulfosalitsüülhappe lahust, kuumutage veevannis ja loksutage 10 minutit. Pärast jahutamist lahus filtriti ja viidi konstantse mahuni. Kasutati kolorimeetrilist meetodit happelise ninhüdriiniga. Proliini sisaldus määrati ultraviolett-nähtava spektrofotomeetria abil (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Hiina) lainepikkusel 520 nm ja arvutati proliini standardkõvera29 põhjal.
Saponiini sisaldus määrati kõrgefektiivse vedelikkromatograafia abil, viidates Hiina Rahvavabariigi farmakopöale (2015. aasta väljaanne). Kõrgefektiivse vedelikkromatograafia põhiprintsiip on kasutada liikuva faasina kõrgsurvevedelikku ja statsionaarse faasi suhtes rakendada kõrgefektiivse kolonnkromatograafia ülipeente osakeste eraldamise tehnoloogiat. Töötehnika on järgmine:
HPLC tingimused ja süsteemi sobivuse test (tabel 1): Kasutage täiteainena oktadetsüülsilaaniga seotud silikageeli, liikuva faasina A atsetonitriili ja liikuva faasina B vett. Tehke gradientelueerimine vastavalt allolevale tabelile. Detektsiooni lainepikkus on 203 nm. Panax notoginsengi saponiinide koguhulga R1 piigi kohaselt peaks teoreetiliste taldrikute arv olema vähemalt 4000.
Standardlahuse valmistamine: Kaaluge täpselt ginsenosiid Rg1, ginsenosiid Rb1 ja notoginsenosiid R1 ning lisage metanool, et valmistada segu, mis sisaldab 0,4 mg ginsenosiid Rg1, 0,4 mg ginsenosiid Rb1 ja 0,1 mg notoginsenosiid R1 1 ml lahuse kohta.
Testlahuse valmistamine: Kaaluge 0,6 g hariliku ženšenni pulbrit ja lisage 50 ml metanooli. Segatud lahus kaaluti (W1) ja jäeti üleöö seisma. Seejärel keedeti segatud lahust õrnalt veevannis temperatuuril 80 °C 2 tundi. Pärast jahutamist kaaluge segatud lahus ja lisage ettevalmistatud metanool esimesele massile W1. Seejärel loksutage hoolikalt ja filtreerige. Filtraat jäetakse analüüsiks.
Saponiin 24 sisalduse määramiseks koguge täpselt 10 μL standardlahust ja 10 μL filtraati ning süstige need kõrgefektiivsesse vedelikkromatograafi (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.).
Standardkõver: Rg1, Rb1 ja R1 segatud standardlahuse mõõtmine. Kromatograafia tingimused on samad, mis eespool. Standardkõvera arvutamiseks joonesta mõõdetud piigi pindala y-teljele ja saponiini kontsentratsioon standardlahuses x-teljele. Saponiini kontsentratsiooni saab arvutada, asendades proovi mõõdetud piigi pindala standardkõverale.
Kaalutakse 0,1 g P. notogensings proovi ja lisatakse 50 ml 70% CH3OH lahust. Ultraheli ekstraheeritakse 2 tundi, millele järgneb tsentrifuugimine kiirusel 4000 p/min 10 minutit. Võetakse 1 ml supernatanti ja lahjendatakse seda 12 korda. Flavonoidide sisaldus määrati ultraviolett-nähtava spektrofotomeetria abil (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Hiina) lainepikkusel 249 nm. Kvertsetiin on üks standardsetest levinud ainetest8.
Andmed korrastati Excel 2010 tarkvara abil. Andmete dispersioonanalüüsi tegemiseks kasutati SPSS 20 statistikatarkvara. Pildid joonistati Origin Pro 9.1 abil. Arvutatud statistilised väärtused sisaldavad keskmist ± standardhälvet. Statistilise olulisuse väited põhinevad P < 0,05 eeldusel.
Sama oksaalhappe kontsentratsiooni korral lehtedele pihustatud kaltsiumisisaldus hariliku ženšenni juurtes suurenes oluliselt lubja koguse suurenemisega (tabel 2). Võrreldes lubja puudumisega suurenes kaltsiumisisaldus 212%, kui lisati 3750 kg/h/m2 lupja ilma oksaalhappega pritsimata. Sama lubjakoguse korral suurenes kaltsiumisisaldus veidi oksaalhappe kontsentratsiooni suurenemisega.
Juurte kaadmiumisisaldus jääb vahemikku 0,22–0,70 mg kg-1. Sama oblikhappe kontsentratsiooni korral väheneb lisatud lubja koguse suurenedes kaadmiumisisaldus 2250 kg/h oluliselt. Võrreldes kontrollgrupiga vähenes juurte kaadmiumisisaldus 68,57% pärast pritsimist 2250 kg hm-2 lubja ja 0,1 mol l-1 oblikhappega. Lubjata ja 750 kg/h lubja kasutamisel vähenes hariliku ženšenni juurte kaadmiumisisaldus oluliselt oblikhappe pihustamise kontsentratsiooni suurenemisega. 2250 kg/m2 ja 3750 kg/m2 lupja kasutamisel vähenes juurte kaadmiumisisaldus esmalt ja seejärel suurenes oblikhappe kontsentratsiooni suurenemisega. Lisaks näitas kahemõõtmeline analüüs, et lubjal oli oluline mõju hariliku ženšenni juurte kaltsiumisisaldusele (F = 82,84**), lubjal oli oluline mõju hariliku ženšenni juurte kaadmiumisisaldusele (F = 74,99**) ja oblikhappele (F = 7,72*).
Lisatud lubja koguse ja pritsitud oksaalhappe kontsentratsiooni suurenedes vähenes MDA sisaldus märkimisväärselt. Hariliku ženšenni (Panax notoginseng) juurte MDA sisalduse vahel ei olnud olulist erinevust ilma lubja lisamiseta ja 3750 kg/m2 lubja lisamisel. Kasutuskoguste 750 kg/h/m2 ja 2250 kg/h/m2 korral vähenes 0,2 mol/l oksaalhappega pritsimise lubja sisaldus vastavalt 58,38% ja 40,21% võrreldes oksaalhappega pritsimata jätmisega. Madalaim MDA sisaldus (7,57 nmol g-1) täheldati 750 kg hm-2 lubja ja 0,2 mol l-1 oksaalhappe pritsimisel (joonis 1).
Oblikhappega lehtedele pritsimise mõju malondialdehüüdi sisaldusele hariliku ženšenni juurtes kaadmiumi stressi tingimustes. Märkus: Joonisel olev legend näitab oblikhappe kontsentratsiooni pritsimisel (mol L-1), erinevad väiketähed näitavad olulisi erinevusi sama lubjakasutuse korral. Arv (P < 0,05). Sama allpool.
Välja arvatud 3750 kg/h lubja lisamine, ei täheldatud SOD aktiivsuses hariliku ženšenni juurtes olulist erinevust. 0, 750 ja 2250 kg/h/m2 lubja lisamisel oli SOD aktiivsus 0,2 mol/l kontsentratsiooniga oblikhappega pritsimisel oluliselt kõrgem kui ilma oblikhappeta, suurenedes vastavalt 177,89%, 61,62% ja 45,08%. SOD aktiivsus juurtes (598,18 U g-1) oli kõrgeim lubjata ja 0,2 mol/l kontsentratsiooniga oblikhappega pritsimisel. Kui oblikhapet pihustati sama kontsentratsiooniga ehk 0,1 mol L-1, suurenes SOD aktiivsus lisatud lubja koguse suurenemisega. Pärast 0,2 mol/l oblikhappega pritsimist vähenes SOD aktiivsus oluliselt (joonis 2).
Lehtede oksaalhappega pritsimise mõju superoksiiddismutaasi, peroksidaasi ja katalaasi aktiivsusele ženšenni (Panax notoginseng) juurtes kaadmiumstressi tingimustes
Sarnaselt SOD aktiivsusele juurtes oli POD aktiivsus kõrgeim lubjata töödeldud ja 0,2 mol L-1 oksaalhappega pritsitud juurtes (63,33 µmol g-1), mis on 148,35% kõrgem kui kontrollrühmas (25,50 µmol g-1). Oblikhappe pritsimiskontsentratsiooni suurenemise ja 3750 kg/m2 lubjaga töötlemise korral POD aktiivsus esmalt suurenes ja seejärel vähenes. Võrreldes 0,1 mol L-1 oksaalhappega töötlemisega vähenes POD aktiivsus 0,2 mol L-1 oksaalhappega töötlemisel 36,31% (joonis 2).
Välja arvatud 0,2 mol/l oksaalhappe pritsimine ja 2250 kg/h/m2 või 3750 kg/h/m2 lubja lisamine, oli CAT aktiivsus oluliselt kõrgem kui kontrollrühmas. 0,1 mol/l oksaalhappe pritsimisel ja 0,2250 kg/m2 või 3750 kg/h/m2 lubja lisamisel suurenes CAT aktiivsus vastavalt 276,08%, 276,69% ​​ja 33,05% võrreldes oksaalhappe pritsimata töötlemisega. CAT aktiivsus juurtes oli kõrgeim (803,52 μmol/g) lubjata töötlemisel ja 0,2 mol/l oksaalhappe töötlemisel. CAT aktiivsus oli madalaim (172,88 μmol/g) 3750 kg/h/m lubja ja 0,2 mol/l oksaalhappega töötlemisel (joonis 2).
Kahemõõtmeline analüüs näitas, et hariliku ženšenni juurte CAT- ja MDA-aktiivsus olid oluliselt seotud pritsitud oblikhappe või lubja koguse ja kahe töötlusviisiga (tabel 3). SOD-aktiivsus juurtes oli oluliselt seotud lubja ja oblikhappe töötlemise või oblikhappe pihustamise kontsentratsiooniga. Juurte POD-aktiivsus sõltus oluliselt kasutatud lubja kogusest või lubja ja oblikhappe töötlemisest.
Lahustuvate suhkrute sisaldus juurtes vähenes lubja kasutamise ja oksaalhappe pihustamise kontsentratsiooni suurenemisega. Hariliku ženšenni (Panax notoginseng) juurte lahustuvate suhkrute sisalduses ei täheldatud olulist erinevust ilma lubja kasutamiseta ja 750 kg/h/m² lubja kasutamise korral. 2250 kg/m² lupja kasutamisel oli lahustuvate suhkrute sisaldus 0,2 mol/l oksaalhappega töötlemisel oluliselt kõrgem kui oksaalhappega pritsimata töötlemisel, suurenedes 22,81%. 3750 kg h/m² lupja kasutamisel vähenes lahustuvate suhkrute sisaldus oluliselt pritsitud oksaalhappe kontsentratsiooni suurenemisega. 0,2 mol L-1 oksaalhappega töötlemisel vähenes lahustuvate suhkrute sisaldus 38,77% võrreldes oksaalhappega pritsimata töötlemisega. Lisaks oli 0,2 mol·L-1 oksaalhappe pritsimisel madalaim lahustuvate suhkrute sisaldus, mis oli 205,80 mg·g-1 (joonis 3).
Oblikhappega lehtedele pritsimise mõju lahustuva suhkru ja lahustuva valgu sisaldusele hariliku ženšenni juurtes kaadmiumi stressi tingimustes
Lahustuva valgu sisaldus juurtes vähenes lubja ja oksaalhappe pritsimise suurenedes. Ilma lubja lisamiseta vähenes lahustuva valgu sisaldus oksaalhappe pritsimisel kontsentratsioonil 0,2 mol L-1 oluliselt 16,20% võrreldes kontrollgrupiga. Hariliku ženšenni juurte lahustuva valgu sisalduses ei täheldatud olulisi erinevusi 750 kg/h lubja kasutamisel. 2250 kg/h/m lubja kasutamisel oli 0,2 mol/l oksaalhappe pritsimise lahustuva valgu sisaldus oluliselt kõrgem kui oksaalhappeta pritsimise korral (35,11%). 3750 kg·h/m2 lubja kasutamisel vähenes lahustuva valgu sisaldus oluliselt oksaalhappe pritsimise kontsentratsiooni suurenedes, kusjuures madalaim lahustuva valgu sisaldus (269,84 μg·g-1) oli 0,2 mol·L-1 oksaalhappe pritsimise korral (joonis 3).
Hariliku ženšenni (Panax notoginseng) juure vabade aminohapete sisalduses lubja lisamiseta olulisi erinevusi ei täheldatud. Oblikhappe kontsentratsiooni suurenedes ja lubja lisamisel 750 kg/h/m2 vabade aminohapete sisaldus esmalt vähenes ja seejärel suurenes. Võrreldes oblikhappe pritsimiseta töötlemisega suurenes vabade aminohapete sisaldus oluliselt 33,58%, kui pritsiti 2250 kg hm-2 lupja ja 0,2 mol l-1 oblikhapet. Vabade aminohapete sisaldus vähenes oluliselt oblikhappe kontsentratsiooni suurenedes ja lubja lisamisel 3750 kg/m2. 0,2 mol L-1 oblikhappega pritsimise järel vähenes vabade aminohapete sisaldus 49,76% võrreldes oblikhappeta pritsimisega. Vabade aminohapete sisaldus oli kõrgeim ilma oblikhappeta pritsimiseta ja oli 2,09 mg g-1. 0,2 mol/l oblikhappega pihustustöötlusel oli madalaim vabade aminohapete sisaldus (1,05 mg/g) (joonis 4).
Lehtede oksaalhappega pritsimise mõju vabade aminohapete ja proliini sisaldusele hariliku ženšenni juurtes kaadmiumstressi tingimustes
Juurte proliinisisaldus vähenes koos kasutatava lubja koguse ja oksaalhappega pritsimise koguse suurenemisega. Hariliku ženšenni juure proliinisisalduses ei täheldatud olulisi erinevusi, kui lupja ei kasutatud. Oksaalhappe pritsimise kontsentratsiooni suurenedes ja lubja 750 või 2250 kg/m2 kasutamisel proliinisisaldus esmalt vähenes ja seejärel suurenes. 0,2 mol L-1 oksaalhappe pritsimise proliinisisaldus oli oluliselt suurem kui 0,1 mol L-1 oksaalhappe pritsimise korral, suurenedes vastavalt 19,52% ja 44,33%. 3750 kg/m2 lupja lisamisel vähenes proliinisisaldus oluliselt koos pritsitud oksaalhappe kontsentratsiooni suurenemisega. Pärast 0,2 mol L-1 oksaalhappe pritsimist vähenes proliinisisaldus 54,68% võrreldes oksaalhappega pritsimata kontsentratsiooniga. Madalaim proliini sisaldus oli 0,2 mol/l oblikhappega töötlemisel ja ulatus 11,37 μg/g-ni (joonis 4).
Hariliku ženšenni saponiinide kogusisaldus on Rg1>Rb1>R1. Kolme saponiini sisalduses ei täheldatud olulist erinevust oblikhappe pihustamise kontsentratsiooni suurenemise ja lubjata kontsentratsiooni suurenemise vahel (tabel 4).
Pärast 0,2 mol L-1 oksaalhappe pihustamist oli R1 sisaldus oluliselt madalam kui ilma oksaalhappe pihustamiseta ja lubja annuse 750 või 3750 kg/m2 lisamisega. 0 või 0,1 mol/l pihustatud oksaalhappe kontsentratsiooni korral ei täheldatud R1 sisalduse osas lubja lisatud koguse suurenemisega olulist erinevust. 0,2 mol/l oksaalhappe kontsentratsiooni korral oli 3750 kg/h/m2 lubja R1 sisaldus oluliselt madalam kui 43,84% ilma lubja lisamiseta (tabel 4).
Oksaalhappe pihustuskontsentratsiooni suurenedes ja 750 kg/m2 lupja lisamisel Rg1 sisaldus esmalt suurenes ja seejärel vähenes. Lubja lisamiskoguste 2250 ja 3750 kg/h korral Rg1 sisaldus oksaalhappe pihustuskontsentratsiooni suurenedes vähenes. Sama pihustatud oksaalhappe kontsentratsiooni korral Rg1 sisaldus lubja koguse suurenedes esmalt suureneb ja seejärel väheneb. Võrreldes kontrollgrupiga, välja arvatud Rg1 sisaldus kolmes oksaalhappe kontsentratsioonis ja 750 kg/m2 lubjatöötluses, mis oli kontrollgrupist kõrgem, oli Rg1 sisaldus hariliku ženšenni juurtes teistes töötlustes kontrollgrupist madalam. Rg1 maksimaalne sisaldus oli 750 kg/h/m2 lubja ja 0,1 mol/l oksaalhappe lisamisel, mis oli 11,54% kõrgem kontrollgrupist (tabel 4).
Kui oblikhappe pihustuskontsentratsioon ja pealekantud lubja kogus voolukiirusel 2250 kg/h suurenesid, siis Rb1 sisaldus esmalt suurenes ja seejärel vähenes. Pärast 0,1 mol L-1 oblikhappe pihustamist saavutas Rb1 sisaldus maksimaalse väärtuse 3,46%, mis oli 74,75% kõrgem kui ilma oblikhappe pritsimiseta. Teiste lubjatöötluste puhul ei täheldatud oblikhappe pihustamise erinevate kontsentratsioonide vahel olulisi erinevusi. Pärast 0,1 ja 0,2 mol L-1 oblikhappega pritsimist vähenes lubja koguse suurenedes Rb1 sisaldus esmalt ja seejärel vähenes (tabel 4).
Sama oksaalhappe kontsentratsiooni korral suurenes flavonoidide sisaldus lisatud lubja koguse suurenedes ja seejärel vähenes. Erineva oksaalhappe kontsentratsiooni korral ilma lubjata ja 3750 kg/m2 lubja pihustamisel flavonoidide sisalduses olulist erinevust ei tuvastatud. 750 ja 2250 kg/m2 lubja lisamisel suurenes flavonoidide sisaldus pihustatud oksaalhappe kontsentratsiooni suurenedes ja seejärel vähenes. 750 kg/m2 lisamisel ja 0,1 mol/l kontsentratsiooniga oksaalhappe pihustamisel oli flavonoidide sisaldus maksimaalne – 4,38 mg/g, mis on 18,38% kõrgem kui sama koguse lubja lisamisel ning oksaalhappe pritsimise vajadust ei olnud. 0,1 mol L-1 oksaalhappega töötlemisel suurenes flavonoidide sisaldus 21,74% võrreldes oksaalhappeta töötlemisega ja lubjaga töötlemisega annuses 2250 kg/m2 (joonis 5).
Lehtede oksalaadiga pritsimise mõju Panax notoginsengi juure flavonoidide sisaldusele kaadmiumi stressi tingimustes
Kahemõõtmeline analüüs näitas, et hariliku ženšenni juurte lahustuva suhkru sisaldus sõltus oluliselt kasutatud lubja kogusest ja pritsitud oksaalhappe kontsentratsioonist. Lahustuva valgu sisaldus juurtes oli oluliselt korrelatsioonis lubja ja oksaalhappe annusega. Vabade aminohapete ja proliini sisaldus juurtes oli oluliselt korrelatsioonis kasutatud lubja koguse, pritsitud oksaalhappe kontsentratsiooni, lubja ja oksaalhappega (tabel 5).
Hariliku ženšenni juurte R1 sisaldus sõltus oluliselt pritsitud oblikhappe kontsentratsioonist, kasutatud lubja, lubja ja oblikhappe hulgast. Flavonoidide sisaldus sõltus oluliselt pritsitud oblikhappe kontsentratsioonist ja lisatud lubja kogusest.
Taimede kaadmiumisisalduse vähendamiseks on kasutatud mitmeid mullaparandajaid, näiteks lupja ja oksaalhapet30. Lubja kasutatakse laialdaselt mullaparandajana põllukultuuride kaadmiumisisalduse vähendamiseks31. Liang jt32 teatasid, et oksaalhapet saab kasutada ka raskmetallidega saastunud pinnase puhastamiseks. Pärast erineva kontsentratsiooniga oksaalhappe lisamist saastunud pinnasesse suurenes mulla orgaanilise aine sisaldus, vähenes katioonivahetusvõime ja tõusis pH33. Oksaalhape võib reageerida ka mullas olevate metalliioonidega. Cd-stressi tingimustes suurenes Panax notoginsengi kaadmiumisisaldus kontrollrühmaga võrreldes oluliselt. Lubja kasutamisel aga vähenes see oluliselt. Kui selles uuringus lisati 750 kg/h/m² lupja, saavutas juurte kaadmiumisisaldus riikliku standardi (Cd piirnorm on Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834) ja mõju oli hea. Parima efekti saavutatakse 2250 kg/m2 lubja lisamisega. Lubja lisamine loob mullas suure hulga Ca2+ ja Cd2+ ioonide konkurentsikohti ning oblikhappe lisamine vähendab hariliku ženšenni juurte kaadmiumisisaldust. Pärast lubja ja oblikhappe segamist vähenes hariliku ženšenni juure kaadmiumisisaldus märkimisväärselt ja saavutas riikliku standardi. Mullas olev Ca2+ adsorbeerub juurepinnale massivooluprotsessi kaudu ja saab imenduda juurerakkudesse kaltsiumikanalite (Ca2+ kanalid), kaltsiumpumpade (Ca2+-AT-Pase) ja Ca2+/H+ antiporterite kaudu ning seejärel horisontaalselt juurteni transportida. Ksüleem 23. Juurtes oli kaltsiumi ja kaadmiumisisalduse vahel oluline negatiivne korrelatsioon (P < 0,05). Kaadmiumisisaldus vähenes kaltsiumisisalduse suurenemisega, mis on kooskõlas kaltsiumi ja kaadmiumi vahelise antagonismi ideega. ANOVA näitas, et lubja kogusel oli oluline mõju hariliku ženšenni juure kaltsiumisisaldusele. Pongrack jt. 35 teatasid, et Cd seondub kaltsiumoksalaadi kristallides oksalaadiga ja konkureerib kaltsiumiga. Oksaalhappe regulatiivne mõju kaltsiumile oli aga ebaoluline. See näitab, et kaltsiumoksalaadi sadestumine oksaalhappest ja Ca2+ ioonist ei ole lihtne sadestumine ning kaasasadestamise protsessi võivad kontrollida mitmed metaboolsed rajad.
Kaadmiumi stressi korral tekib taimedes suures koguses reaktiivseid hapnikuühendeid (ROS), mis kahjustavad rakumembraanide struktuuri36. Malondialdehüüdi (MDA) sisaldust saab kasutada indikaatorina ROS-i taseme ja taimede plasmamembraani kahjustuse ulatuse hindamiseks37. Antioksüdantne süsteem on oluline kaitsemehhanism reaktiivsete hapnikuühendite püüdmiseks38. Kaadmiumi stress muudab tavaliselt antioksüdantsete ensüümide (sealhulgas POD, SOD ja CAT) aktiivsust. Tulemused näitasid, et MDA sisaldus oli positiivses korrelatsioonis kaadmiumi kontsentratsiooniga, mis näitab, et taimemembraani lipiidide peroksüdatsiooni ulatus süvenes kaadmiumi kontsentratsiooni suurenemisega37. See on kooskõlas Ouyangi jt uuringu tulemustega39. See uuring näitab, et MDA sisaldust mõjutavad oluliselt lubi, oksaalhape ja oksaalhape. Pärast 0,1 mol L-1 oksaalhappe pihustamist vähenes Panax notoginsengi MDA sisaldus, mis näitab, et oksaalhape võib vähendada kaadmiumi biosaadavust ja ROS-i taset Panax notoginsengis. Antioksüdantne ensüümsüsteem on koht, kus toimub taime detoksifitseerimisfunktsioon. SOD eemaldab taimerakkudes sisalduva O2- ja toodab mittetoksilist O2 ja madala toksilisusega H2O2. POD ja CAT eemaldavad taimekudedest H2O2 ja katalüüsivad H2O2 lagunemist H2O-ks. iTRAQ proteoomianalüüsi põhjal leiti, et Cd40 stressi tingimustes lubja kasutamisel vähenesid SOD ja PAL valkude ekspressioonitasemed ning suurenesid POD ekspressioonitasemed. Oblikhappe ja lubja annus mõjutas oluliselt CAT, SOD ja POD aktiivsust hariliku ženšenni juures. 0,1 mol L-1 oblikhappega pihustamine suurendas oluliselt SOD ja CAT aktiivsust, kuid regulatiivne mõju POD aktiivsusele ei olnud ilmne. See näitab, et oksaalhape kiirendab ROS-i lagunemist Cd-stressi korral ja viib H2O2 eemaldamise lõpule peamiselt CAT-i aktiivsuse reguleerimise kaudu, mis on sarnane Guo jt uurimistulemustega41 Pseudospermum sibiricumi antioksüdantsete ensüümide kohta. Kos. ). 750 kg/h/m2 lubja lisamise mõju antioksüdantsüsteemi ensüümide aktiivsusele ja malondialdehüüdi sisaldusele on sarnane oksaalhappega pritsimise mõjuga. Tulemused näitasid, et oksaalhappega pritsimine võis tõhusamalt suurendada SOD-i ja CAT-i aktiivsust Panax notoginsengis ja suurendada Panax notoginsengi stressikindlust. SOD-i ja POD-i aktiivsus vähenes töötlemisel 0,2 mol L-1 oksaalhappe ja 3750 kg hm-2 lubjaga, mis näitab, et oksaalhappe ja Ca2+ kõrge kontsentratsiooniga liigne pritsimine võib põhjustada taimestressi, mis on kooskõlas Luo jt uuringuga. Wait 42.