Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Útgáfan af vafranum sem þú notar hefur takmarkaðan CSS-stuðning. Til að ná sem bestum árangri mælum við með að nota nýrri útgáfu af vafranum þínum (eða slökkva á samhæfingarstillingu í Internet Explorer). Á meðan, til að tryggja áframhaldandi stuðning, sýnum við síðuna án stíl eða JavaScript.
Mengun af völdum kadmíums (Cd) gæti ógnað öryggi ræktunar lækningajurtarinnar Panax notoginseng í Yunnan. Við utanaðkomandi kadmíumála voru gerðar vettvangstilraunir til að skilja áhrif kalknotkunar (0, 750, 2250 og 3750 kg/klst/m2) og blaðúðunar með oxalsýru (0, 0,1 og 0,2 mól/L) á uppsöfnun kadmíums og andoxunarefna. Kerfisbundnir og lyfjafræðilegir þættir Panax notoginseng. Niðurstöðurnar sýndu að við kadmíumálag gætu kalk og blaðúðun með oxalsýru aukið Ca2+ innihald Panax notoginseng og dregið úr eituráhrifum Cd2+. Viðbót kalks og oxalsýru jók virkni andoxunarensíma og breytti efnaskiptum osmósueftirlitsefna. Mikilvægast er aukningin á CAT virkni um 2,77 falda. Undir áhrifum oxalsýru jókst virkni SOD um 1,78 falda. MDA-innihaldið lækkaði um 58,38%. Það er mjög marktæk fylgni við leysanlegan sykur, fríar amínósýrur, prólín og leysanlegt prótein. Kalk og oxalsýra geta aukið kalsíumjónainnihald (Ca2+) í Panax notoginseng, dregið úr kadmíninnihaldi, bætt streituþol Panax notoginseng og aukið framleiðslu á heildarsaponínum og flavonoíðum. Kadmíninnihaldið er lægst, 68,57% lægra en í samanburðarhópnum, og samsvarar staðalgildi (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). Hlutfall SPN var 7,73%, sem er hæsta gildi allra meðferða, og flavonoíðinnihaldið jókst verulega um 21,74%, sem nær staðlaðri læknisfræðilegri gildum og bestu mögulegu uppskeru.
Kadmíum (Cd) er algengt mengunarefni í ræktuðum jarðvegi, flyst auðveldlega og hefur umtalsverð líffræðileg eituráhrif. El-Shafei o.fl.2 greindu frá því að kadmíumeitrun hafi áhrif á gæði og framleiðni plantnanna sem notaðar eru. Of mikið magn kadmíums í ræktuðum jarðvegi í suðvesturhluta Kína hefur orðið alvarlegt á undanförnum árum. Yunnan-héraðið er líffræðilegt fjölbreytileikaríki Kína, þar sem lækningajurtir eru í fyrsta sæti í landinu. Hins vegar er Yunnan-héraðið ríkt af steinefnum og námuvinnslan leiðir óhjákvæmilega til þungmálmamengunar í jarðveginum, sem hefur áhrif á framleiðslu á staðbundnum lækningajurtum.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) er mjög verðmæt fjölær lækningajurt sem tilheyrir ættkvíslinni Panax af Araliaceae fjölskyldunni. Panax notoginseng bætir blóðrásina, útrýma blóðstöðnun og léttir verki. Helsta framleiðslusvæðið er Wenshan hérað, Yunnan hérað5. Meira en 75% af jarðvegi á ræktunarsvæðum Panax notoginseng ginseng er mengaður af kadmíum, þar sem magn er á bilinu 81% til yfir 100% á mismunandi svæðum6. Eituráhrif kadmíums draga einnig verulega úr framleiðslu lyfjaþátta Panax notoginseng, sérstaklega saponína og flavonoíða. Saponín eru tegund glýkósíðsambanda þar sem aglýkon eru tríterpenóíð eða spíróstan. Þau eru aðalvirku innihaldsefnin í mörgum hefðbundnum kínverskum lyfjum og innihalda saponín. Sum saponín hafa einnig bakteríudrepandi virkni eða verðmæta líffræðilega virkni eins og hitalækkandi, róandi og krabbameinshemjandi áhrif7. Flavonoidar vísa almennt til efnasambanda þar sem tveir bensenhringir með fenólhýdroxýlhópum eru tengdir saman í gegnum þrjú kolefnisatóm í miðjunni. Aðalkjarninn er 2-fenýlkrómanón 8. Það er öflugt andoxunarefni sem getur á áhrifaríkan hátt fjarlægt sindurefna úr súrefni í plöntum. Það getur einnig hamlað gegndræpi bólguvaldandi líffræðilegra ensíma, stuðlað að sárgræðslu og verkjastillingu og lækkað kólesterólmagn. Það er eitt af aðalvirku innihaldsefnunum í Panax notoginseng. Brýn þörf er á að taka á vandamálinu með kadmíummengun í jarðvegi á ræktunarsvæðum Panax ginseng og tryggja framleiðslu nauðsynlegra lyfjaefna þess.
Kalk er eitt af þeim efnum sem mikið eru notuð til að óvirkja jarðveginn eftir kadmíummengun10. Það hefur áhrif á aðsog og útfellingu kadmíums í jarðvegi með því að draga úr aðgengi kadmíums í jarðvegi með því að hækka pH gildi og breyta katjónaskiptagetu jarðvegsins (CEC), saltmettun jarðvegsins (BS) og oxunar-afoxunargetu jarðvegsins (Eh)3, 11. Að auki veitir kalk mikið magn af Ca2+, myndar jónísk mótvirkni við Cd2+, keppir um aðsogsstaði í rótum, kemur í veg fyrir flutning kadmíums í jarðveginn og hefur lága líffræðilega eituráhrif. Þegar 50 mmól L-1 af Ca var bætt við undir kadmíumálaálagi, hamlaði kadmíumflutningi í sesamlaufum og kadmíumuppsöfnun minnkaði um 80%. Fjölmargar svipaðar rannsóknir hafa verið gerðar á hrísgrjónum (Oryza sativa L.) og öðrum nytjajurtum12,13.
Laufúðun á ræktun til að stjórna uppsöfnun þungmálma er ný aðferð til að stjórna þungmálmum á undanförnum árum. Meginregla hennar tengist aðallega keleringarviðbrögðum í plöntufrumum, sem leiða til útfellingar þungmálma á frumuvegg og hindrar upptöku þungmálma af völdum plantna14,15. Sem stöðugt tvísýru keleringarefni getur oxalsýra kelað þungmálmjónir beint í plöntum og þar með dregið úr eituráhrifum. Rannsóknir hafa sýnt að oxalsýra í sojabaunum getur kelað Cd2+ og losað Cd-innihaldandi kristalla í gegnum efri trichome frumurnar, sem dregur úr Cd2+ magni í líkamanum16. Oxalsýra getur stjórnað pH jarðvegs, aukið virkni superoxíð dismutasa (SOD), peroxidasa (POD) og katalasa (CAT) og stjórnað íferð leysanlegs sykurs, leysanlegs próteins, frírra amínósýra og prólíns. Efnaskiptastýringar17,18. Sýra og umfram Ca2+ í plöntunni mynda kalsíumoxalat botnfall undir áhrifum kjarnamyndandi próteina. Með því að stjórna Ca2+ styrk í plöntum er hægt að ná árangri í að stjórna uppleystri oxalsýru og Ca2+ í plöntum og koma í veg fyrir óhóflega uppsöfnun oxalsýru og Ca2+19,20.
Magn kalks sem notað er er einn af lykilþáttunum sem hefur áhrif á viðgerðaráhrifin. Kom í ljós að kalkskammturinn var á bilinu 750 til 6000 kg/m2. Fyrir súran jarðveg með pH 5,0~5,5 eru áhrifin af því að bera á kalk í skammti upp á 3000~6000 kg/klst/m2 marktækt hærri en við skammt upp á 750 kg/klst/m221. Hins vegar mun ofnotkun kalks hafa neikvæð áhrif á jarðveginn, svo sem verulegar breytingar á pH jarðvegs og þjöppun jarðvegs22. Þess vegna skilgreindum við CaO meðferðarstig sem 0, 750, 2250 og 3750 kg hm-2. Þegar oxalsýra var borin á Arabidopsis thaliana kom í ljós að Ca2+ minnkaði marktækt við styrk 10 mmól L-1 og CRT genafjölskyldan, sem hefur áhrif á Ca2+ boðleiðir, brást sterklega við20. Safn fyrri rannsókna gerði okkur kleift að ákvarða styrk þessa prófs og rannsaka frekar áhrif víxlverkunar utanaðkomandi fæðubótarefna á Ca2+ og Cd2+23,24,25. Þess vegna miðar þessi rannsókn að því að kanna stjórnunarferli utanaðkomandi kalks og oxalsýru laufúða á Cd innihald og streituþol Panax notoginseng í Cd-menguðum jarðvegi og kanna frekar leiðir til að tryggja betur gæði og virkni lyfja. Framleiðsla Panax notoginseng. Hann veitir verðmætar leiðbeiningar um að auka umfang ræktunar jurtaplönta í kadmíummenguðum jarðvegi og ná fram þeirri hágæða, sjálfbæru framleiðslu sem lyfjamarkaðurinn krefst.
Með því að nota staðbundna ginseng-afbrigðið Wenshan Panax notoginseng sem efnivið var gerð tilraun í Lannizhai, Qiubei-sýslu, Wenshan-héraði, Yunnan-héraði (24°11′N, 104°3′A, hæð yfir sjávarmáli 1446 m). Meðalárshitastig er 17°C og meðalársúrkoma er 1250 mm. Bakgrunnsgildi jarðvegsins sem rannsakaður var voru TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, OM 31,86 g kg-1, basískt vatnsrofið N 88,82 mg kg-1, fosfórlaust 18,55 mg kg-1, frítt kalíum 100,37 mg kg-1, heildarkadmíum 0,3 mg kg-1, pH 5,4.
Þann 10. desember 2017 var 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2·2,5H2O) og kalkmeðferð (0, 750, 2250 og 3750 kg/klst/m2) blandað saman og borið á jarðvegsyfirborðið í 0~10 cm þykku lagi á hverjum reit. Hver meðferð var endurtekin þrisvar sinnum. Tilraunareitir eru staðsettir af handahófi, hver reitur þekur 3 m2 svæði. Eins árs gamlar Panax notoginseng plöntur voru gróðursettar eftir 15 daga jarðvinnslu. Þegar sólhlífarnet er notað er ljósstyrkur Panax notoginseng innan sólhlífarnetsins um 18% af venjulegum náttúrulegum ljósstyrk. Ræktunin er framkvæmd samkvæmt hefðbundnum ræktunaraðferðum á staðnum. Áður en Panax notoginseng þroskast árið 2019 er úðað með oxalsýru í formi natríumoxalats. Oxalsýruþéttni var 0, 0,1 og 0,2 mól L-1, talið í sömu röð, og NaOH var notað til að stilla pH-gildið í 5,16 til að líkja eftir meðalpH útskolunarlausnarinnar. Úðaðu efri og neðri hluta laufanna einu sinni í viku klukkan 8:00. Eftir að hafa úðað fjórum sinnum í 5. viku voru 3 ára gamlar Panax notoginseng plöntur uppskornar.
Í nóvember 2019 voru þriggja ára gamlar Panax notoginseng plöntur safnaðar af akri og úðaðar með oxalsýru. Nokkur sýni af þriggja ára gömlum Panax notoginseng plöntum, sem þurfti að mæla fyrir lífeðlisfræðileg efnaskipti og ensímvirkni, voru sett í rör til frystingar, fljótt fryst með fljótandi köfnunarefni og síðan flutt í kæli við -80°C. Nokkur rótarsýni sem mæla þurfti fyrir Cd og virka innihaldsefni á þroskastigi voru þvegin með kranavatni, þurrkuð við 105°C í 30 mínútur, við fasta þyngd við 75°C og mulin í mortéli til geymslu.
Vigtið 0,2 g af þurru plöntusýni, setjið það í Erlenmeyer-flösku, bætið við 8 ml af HNO3 og 2 ml af HClO4 og lokið yfir nótt. Daginn eftir skal nota sveigðan trekt í Erlenmeyer-flösku til rafhitameltingar þar til hvítur reykur myndast og meltingarvökvinn er tær. Eftir kælingu niður í stofuhita var blandan flutt í 10 ml mæliflösku. Cd-innihald var ákvarðað með atómgleypnirófsmæli (Thermo ICE™ 3300 AAS, Bandaríkin). (GB/T 23739-2009).
Vigtið 0,2 g af þurru plöntusýni, setjið það í 50 ml plastflösku, bætið 1 móli af L-1 HCL út í 10 ml, lokið flöskunni og hristið vel í 15 klukkustundir og síið. Notið pípettu til að pípetta nauðsynlegt magn af síuvökva, þynnið það í samræmi við það og bætið SrCl2 lausn út í til að ná Sr2+ styrknum í 1 g L-1. Kalsíuminnihald var mælt með atómgleypnimæli (Thermo ICE™ 3300 AAS, Bandaríkin).
Tilvísunarsett fyrir malondialdehýð (MDA), superoxíð dismútasi (SOD), peroxídasi (POD) og katalasi (CAT) (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., vöruskráning), notið samsvarandi mælisett. Númer: Lyfjaskrá Beijing (nákvæmt) 2013 nr. 2400147).
Vigtið um 0,05 g af Panax notoginseng sýni og bætið antrón-brennisteinssýru hvarfefni út í meðfram hliðum rörsins. Hristið rörið í 2-3 sekúndur til að blanda vökvanum vel saman. Setjið rörið á rörgrind til að láta litinn þróast í 15 mínútur. Leysanlegt sykurinnihald var ákvarðað með útfjólubláum-sýnilegum litrófsmælingum (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kína) við bylgjulengd 620 nm.
Vigtið 0,5 g af fersku sýni af Panax notoginseng, malið það í jafnblöndu með 5 ml af eimuðu vatni og skilvindið síðan við 10.000 g í 10 mínútur. Ofanvökvinn var þynntur í fast rúmmál. Coomassie Brilliant Blue aðferðin var notuð. Leysanlegt próteininnihald var mælt með útfjólubláum-sýnilegum litrófsmælingum (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kína) við bylgjulengd 595 nm og reiknað út frá staðalkúrfu nautgripasermisalbúmíns.
Vigtið 0,5 g af fersku sýni, bætið við 5 ml af 10% ediksýru, malið þar til jafnt efni myndast, síið og þynnið þar til það er orðið fast rúmmál. Litaþróunaraðferðin var notuð með nínhýdrínlausn. Magn frírra amínósýra var ákvarðað með UV-sýnilegri litrófsmælingu (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kína) við 570 nm og reiknað út frá leucín staðalferlinum28.
Vigtið 0,5 g af fersku sýni, bætið við 5 ml af 3% lausn af súlfósalisýlsýru, hitið í vatnsbaði og hristið í 10 mínútur. Eftir kælingu var lausnin síuð og látin ná stöðugu rúmmáli. Notuð var litrófsmæling með sýru nínhýdríni. Prólíninnihald var ákvarðað með útfjólubláum-sýnilegum litrófsmælingum (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kína) við bylgjulengd 520 nm og reiknað út frá prólín staðalferlinum29.
Sapóníninnihald var ákvarðað með háþrýstivökvaskiljun með hliðsjón af Lyfjaskrá Alþýðulýðveldisins Kína (útgáfa 2015). Grunnreglan í háþrýstivökvaskiljun er að nota háþrýstivökva sem hreyfanlegan fasa og beita tækni til að aðskilja fínar agnir með háþrýstivökvasúlukiljun á kyrrstæða fasann. Aðferðin er sem hér segir:
HPLC skilyrði og kerfishæfnipróf (Tafla 1): Notið oktadecýlsílanbundið kísilgel sem fylliefni, asetónítríl sem ferðafasa A og vatn sem ferðafasa B. Framkvæmið stigulsútskiljun eins og sýnt er í töflunni hér að neðan. Greiningarbylgjulengdin er 203 nm. Samkvæmt R1 tindinum fyrir heildar saponín í Panax notoginseng ætti fjöldi fræðilegra platna að vera að minnsta kosti 4000.
Undirbúningur staðallausnar: Vigtið ginsenosíð Rg1, ginsenosíð Rb1 og nótoginsenoside R1 nákvæmlega og bætið metanóli út í til að útbúa blöndu sem inniheldur 0,4 mg af ginsenosíði Rg1, 0,4 mg af ginsenosíði Rb1 og 0,1 mg af nótoginsenoside R1 í hverjum 1 ml af lausn.
Undirbúningur próflausnar: Vigtið 0,6 g af Panax ginseng dufti og bætið 50 ml af metanóli út í. Blandaða lausnin var vigtuð (W1) og látin standa yfir nótt. Blandaða lausnin var síðan soðin varlega í vatnsbaði við 80°C í 2 klukkustundir. Eftir kælingu er blandaða lausnin vigtuð og tilbúna metanólinu bætt út í fyrsta massa W1. Hristið síðan vel og síið. Síuvökvinn er látinn standa til greiningar.
Safnið nákvæmlega 10 μL af staðallausninni og 10 μL af síuvökvanum og sprautið þeim í háafköstavökvaskiljara (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) til að ákvarða saponín 24 innihald.
Staðalkúrfa: Mæling á blönduðum staðallausnum Rg1, Rb1 og R1. Skilyrði fyrir litskiljun eru þau sömu og að ofan. Reiknið staðalkúrfuna með því að teikna mældan toppflatarmál á y-ásinn og styrk saponíns í staðallausninni á x-ásinn. Hægt er að reikna út saponínstyrk með því að setja mældan toppflatarmál sýnisins inn í staðalkúrfuna.
Vigtið 0,1 g af P. notogensings sýni og bætið við 50 ml af 70% CH3OH lausn. Ómskoðunarútdráttur var framkvæmdur í 2 klukkustundir og síðan skilvindu við 4000 snúninga á mínútu í 10 mínútur. Takið 1 ml af ofanvökva og þynnið hann 12 sinnum. Flavonoidmagnið var ákvarðað með útfjólubláum litrófsmælingum (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kína) við bylgjulengd 249 nm. Quersetín er eitt af algengustu stöðluðu efnunum8.
Gögnum var raðað með Excel 2010 hugbúnaði. Tölfræðihugbúnaðurinn SPSS 20 var notaður til að framkvæma dreifingargreiningu gagnanna. Myndir voru teiknaðar með Origin Pro 9.1. Reiknuð tölfræðileg gildi innihalda meðaltal ± staðalfrávik. Marktækniyfirlýsingar eru byggðar á P < 0,05.
Við sama styrk oxalsýru sem úðað var á blöðin jókst kalsíuminnihaldið í rótum Panax notoginseng marktækt eftir því sem magn kalks sem var borið á jókst (Tafla 2). Í samanburði við fjarveru kalks jókst kalsíuminnihaldið um 212% þegar 3750 kg/klst/m2 af kalki var bætt við án oxalsýruúðunar. Fyrir sama magn af kalki sem var borið á jókst kalsíuminnihaldið lítillega eftir því sem styrkur oxalsýruúðunar jókst.
Kadríuminnihald rótanna er á bilinu 0,22 til 0,70 mg kg-1. Við sama úðunarstyrk oxalsýru, þegar magn kalks sem bætt er við eykst, lækkar kadríuminnihaldið, 2250 kg/klst., verulega. Í samanburði við samanburðarhópinn lækkaði kadríuminnihald rótanna um 68,57% eftir úðun með 2250 kg hm-2 kalki og 0,1 mól l-1 oxalsýru. Þegar kalklaust og 750 kg/klst af kalki voru notuð, lækkaði kadríuminnihald rótanna (Panax notoginseng) verulega með aukinni styrk oxalsýruúðunar. Þegar 2250 kg/m2 kalki og 3750 kg/m2 kalki voru notuð, lækkaði kadríuminnihald rótanna fyrst og síðan með aukinni styrk oxalsýru. Að auki sýndi tvíbreytugreining að kalk hafði marktæk áhrif á kalsíuminnihald róta Panax notoginseng (F = 82,84**), kalk hafði marktæk áhrif á kadmíninnihald í rótum Panax notoginseng (F = 74,99**) og oxalsýru (F = 7,72*).
Þegar magn kalks sem bætt var við og styrkur úðaðrar oxalsýru jókst, minnkaði MDA-innihaldið verulega. Enginn marktækur munur var á MDA-innihaldi í rótum Panax notoginseng án viðbætts kalks og með viðbættum 3750 kg/m2 af kalki. Við úðunarhraða upp á 750 kg/klst/m2 og 2250 kg/klst/m2 minnkaði kalkinnihald 0,2 mól/L af oxalsýruúðameðferð um 58,38% og 40,21%, talið í sömu röð, samanborið við enga oxalsýruúðameðferð. Lægsta MDA-innihaldið (7,57 nmól g-1) sást þegar 750 kg af hm-2 kalki og 0,2 mól l-1 af oxalsýru voru úðað (Mynd 1).
Áhrif blaðúðunar með oxalsýru á malondialdehýðinnihald í rótum Panax notoginseng undir kadmíumálagi. Athugið: Skýringar á myndinni gefa til kynna styrk oxalsýru við úðunina (mól L-1), mismunandi lágstafir gefa til kynna marktækan mun á milli meðferða með sömu kalkgjöf. Fjöldi (P < 0,05). Sama hér að neðan.
Fyrir utan úðun á 3750 kg/klst kalki var enginn marktækur munur á SOD virkni í rótum Panax notoginseng. Þegar 0, 750 og 2250 kg/klst/m2 af kalki var bætt við var SOD virknin marktækt hærri þegar úðað var með oxalsýru í styrk 0,2 mól/l en án oxalsýru, og jókst um 177,89%, 61,62% og 45,08% í sömu röð. SOD virknin í rótunum (598,18 U g-1) var hæst án kalks og þegar úðað var með oxalsýru í styrk 0,2 mól/l. Þegar oxalsýru var úðað í sama styrk eða 0,1 mól/l jókst SOD virknin með auknu magni af kalki sem bætt var við. Eftir úðun með 0,2 mól/l af oxalsýru minnkaði SOD virknin marktækt (Mynd 2).
Áhrif úðunar á laufblöð með oxalsýru á virkni superoxíð dismutasa, peroxídasa og katalasa í rótum Panax notoginseng undir kadmíumálagi.
Líkt og SOD-virkni í rótum, var POD-virknin í rótum sem meðhöndlaðar voru án kalks og úðaðar með 0,2 mólum L-1 oxalsýru hæst (63,33 µmól g-1), sem er 148,35% hærra en í samanburðarhópnum (25,50 µmól g-1). Með aukinni úðaþéttni oxalsýru og 3750 kg/m2 kalkmeðferð jókst POD-virknin fyrst og minnkaði síðan. Í samanburði við meðferð með 0,1 mólum L-1 oxalsýru minnkaði POD-virknin þegar hún var meðhöndluð með 0,2 mólum L-1 oxalsýru um 36,31% (Mynd 2).
Fyrir utan úðun með 0,2 mól/l af oxalsýru og viðbættu 2250 kg/klst/m2 eða 3750 kg/klst/m2 af kalki, var virkni CAT marktækt hærri en í samanburðarhópnum. Þegar 0,1 mól/l af oxalsýru var úðað og 0,2250 kg/m2 eða 3750 kg/klst/m2 af kalki var bætt við, jókst virkni CAT um 276,08%, 276,69% ​​og 33,05%, í sömu röð, samanborið við meðferð án úðunar á oxalsýru. Virkni CAT í rótum var mest (803,52 míkrómól/g) í meðferðinni án kalks og í meðferðinni með 0,2 mól/l af oxalsýru. Virkni CAT var minnst (172,88 míkrómól/g) þegar meðferðin var meðhöndluð með 3750 kg/klst/m2 af kalki og 0,2 mól/l af oxalsýru (Mynd 2).
Tvíbreytugreining sýndi að CAT-virkni og MDA-virkni Panax notoginseng róta tengdust marktækt magni oxalsýru eða kalks sem var úðað og meðferðunum tveimur (Tafla 3). SOD-virkni í rótum tengdist marktækt kalk- og oxalsýrumeðferð eða styrk oxalsýruúðunar. Virkni rótar POD var marktækt háð magni kalks sem var borið á eða kalk- og oxalsýrumeðferðinni.
Magn leysanlegs sykurs í rótunum minnkaði með aukinni kalknotkun og styrk oxalsýruúðunar. Enginn marktækur munur var á magni leysanlegs sykurs í Panax notoginseng rótum án kalknotkunar og þegar 750 kg/klst/m² af kalki var borið á. Þegar 2250 kg/m² af kalki var borið á var innihald leysanlegs sykurs þegar það var meðhöndlað með 0,2 mól/L af oxalsýru marktækt hærra en þegar það var meðhöndlað án oxalsýruúðunar, eða um 22,81%. Þegar 3750 kg klst/m² af kalki var borið á minnkaði innihald leysanlegs sykurs marktækt þegar styrkur úðaðrar oxalsýru jókst. Magn leysanlegs sykurs þegar það var meðhöndlað með 0,2 mól/L af oxalsýru minnkaði um 38,77% samanborið við án oxalsýruúðunar. Að auki hafði 0,2 mól·L-1 oxalsýruúðunarmeðferðin lægsta innihald leysanlegs sykurs, sem var 205,80 mg·g-1 (Mynd 3).
Áhrif blaðúðunar með oxalsýru á innihald leysanlegs heildarsykurs og leysanlegs próteins í Panax notoginseng rótum undir kadmíumálagi.
Innihald leysanlegs próteins í rótum minnkaði með aukinni kalknotkun og oxalsýruúðameðferð. Án viðbætingar kalks minnkaði innihald leysanlegs próteins marktækt, um 16,20%, samanborið við samanburðarhópinn, þegar oxalsýruúðinn var meðhöndlaður með 0,2 mól/l styrkleika, samanborið við samanburðarhópinn. Enginn marktækur munur var á innihaldi leysanlegs próteins í Panax notoginseng rótum þegar 750 kg/klst. af kalki var borið á. Við notkunarskilyrði upp á 2250 kg/klst./m² af kalki var innihald leysanlegs próteins í 0,2 mól/l oxalsýruúðameðferð marktækt hærra en í úðameðferð án oxalsýru (35,11%). Þegar 3750 kg·klst./m² af kalki var borið á minnkaði innihald leysanlegs próteins marktækt þegar styrkur oxalsýruúðans jókst, með lægsta innihald leysanlegs próteins (269,84 μg·g-1) þegar oxalsýruúðinn var 0,2 mól·L-1 meðferðin (Mynd 3).
Enginn marktækur munur var á innihaldi frírra amínósýra í rót Panax notoginseng án kalkúðunar. Þegar úðunarþéttni oxalsýru jókst og 750 kg/klst/m2 af kalki var bætt við, minnkaði innihald frírra amínósýra fyrst og jókst síðan. Í samanburði við meðferð án oxalsýruúðunar jókst innihald frírra amínósýra verulega um 33,58% þegar úðað var 2250 kg af hm-2 kalki og 0,2 mól/l oxalsýru. Innihald frírra amínósýra minnkaði verulega með aukinni úðunarþéttni oxalsýru og viðbót 3750 kg/m2 af kalki. Innihald frírra amínósýra í 0,2 mól/l oxalsýruúðunarmeðferð minnkaði um 49,76% samanborið við úðunarmeðferð án oxalsýru. Innihald frírra amínósýra var hæst án oxalsýruúðunar og var 2,09 mg g-1. Meðferðin með 0,2 mól/L oxalsýruúða hafði lægsta innihald frírra amínósýra (1,05 mg/g) (Mynd 4).
Áhrif úðunar á laufblöð með oxalsýru á innihald frírra amínósýra og prólíns í rótum Panax notoginseng við kadmíumálag.
Prólíninnihald rótanna minnkaði með auknu magni kalks sem var borið á og með auknu magni oxalsýruúðunar. Enginn marktækur munur var á prólíninnihaldi Panax ginseng rótar þegar kalk var ekki borið á. Þegar úðaþéttni oxalsýru jókst og notkun 750 eða 2250 kg/m2 af kalki jókst, minnkaði prólíninnihaldið fyrst og jókst síðan. Prólíninnihald 0,2 mól L-1 oxalsýruúðunarmeðferðar var marktækt hærra en 0,1 mól L-1 oxalsýruúðunarmeðferðar, jókst um 19,52% og 44,33%, talið í sömu röð. Þegar 3750 kg/m2 af kalki var bætt við, minnkaði prólíninnihaldið marktækt þegar styrkur úðaðrar oxalsýru jókst. Eftir úðun á 0,2 mól L-1 oxalsýru minnkaði prólíninnihaldið um 54,68% samanborið við án úðunar á oxalsýru. Lægsta prólíninnihaldið var þegar það var meðhöndlað með 0,2 mól/l oxalsýru og nam 11,37 μg/g (Mynd 4).
Heildarinnihald saponína í Panax notoginseng er Rg1>Rb1>R1. Enginn marktækur munur var á innihaldi þessara þriggja saponína með aukinni styrk oxalsýruúða og styrk án kalknotkunar (Tafla 4).
R1 innihaldið eftir úðun með 0,2 mól L-1 af oxalsýru var marktækt lægra en án úðunar með oxalsýru og kalkskammti upp á 750 eða 3750 kg/m2. Við úðaðan oxalsýrustyrk upp á 0 eða 0,1 mól/L var enginn marktækur munur á R1 innihaldi með auknu magni af kalki sem bætt var við. Við úðunarstyrk upp á 0,2 mól/L af oxalsýru var R1 innihaldið í 3750 kg/klst/m2 af kalki marktækt lægra en 43,84% án þess að bæta við kalki (Tafla 4).
Þegar úðastyrkur oxalsýru jókst og 750 kg/m2 af kalki var bætt við, jókst Rg1 innihaldið fyrst og minnkaði síðan. Við kalknotkun upp á 2250 og 3750 kg/klst. minnkaði Rg1 innihaldið með aukinni úðastyrk oxalsýru. Við sama styrk úðaðrar oxalsýru, þegar magn kalks eykst, eykst Rg1 innihaldið fyrst og minnkar síðan. Í samanburði við samanburðarhópinn, fyrir utan Rg1 innihaldið í þremur styrkleikum af oxalsýru og 750 kg/m2 kalkmeðferðum, sem var hærra en í samanburðarhópnum, var Rg1 innihaldið í Panax notoginseng rótum í öðrum meðferðum lægra en í samanburðarhópnum. Hámarksinnihald Rg1 var þegar úðað var 750 kg/klst/m2 af kalki og 0,1 mól/l af oxalsýru, sem var 11,54% hærra en í samanburðarhópnum (Tafla 4).
Þegar úðaþéttni oxalsýru og magn kalks sem var borið á jókst við rennslishraða upp á 2250 kg/klst. jókst Rb1 innihaldið fyrst og minnkaði síðan. Eftir úðun með 0,1 móli L-1 af oxalsýru náði Rb1 innihaldið hámarksgildi upp á 3,46%, sem var 74,75% hærra en án úðunar með oxalsýru. Fyrir aðrar kalkmeðhöndlanir var enginn marktækur munur á mismunandi styrk oxalsýruúða. Eftir úðun með 0,1 og 0,2 mólum L-1 af oxalsýru, minnkaði Rb1 innihaldið fyrst og síðan þegar magn kalks jókst (Tafla 4).
Við sama úðunarstyrk með oxalsýru, þegar magn kalks sem bætt var við jókst, jókst innihald flavonoíða fyrst og minnkaði síðan. Enginn marktækur munur á innihaldi flavonoíða kom fram þegar úðað var með mismunandi styrk oxalsýru án kalks og 3750 kg/m2 af kalki. Þegar bætt var við 750 og 2250 kg/m2 af kalki, jókst innihald flavonoíða fyrst og minnkaði síðan þegar styrkur úðaðrar oxalsýru jókst. Þegar 750 kg/m2 var notað og oxalsýru var sprautað í styrknum 0,1 mól/l, var innihald flavonoíða mest – 4,38 mg/g, sem er 18,38% hærra en þegar sama magn af kalki var bætt við, og það var engin þörf á að úða oxalsýru. Innihald flavonoida þegar meðhöndlað var með 0,1 móli L-1 oxalsýruúða jókst um 21,74% samanborið við meðferð án oxalsýru og meðferð með kalki í skammtinum 2250 kg/m2 (Mynd 5).
Áhrif úðunar á laufblöð með oxalati á innihald flavonoida í rót Panax notoginseng undir kadmíumálagi.
Tvíbreytugreining sýndi að leysanlegt sykurinnihald í rótum Panax notoginseng var marktækt háð magni kalks sem var borið á og styrk oxalsýru sem var úðað. Innihald leysanlegs próteins í rótunum var marktækt í fylgni við skammt af kalki og oxalsýru. Innihald frírra amínósýra og prólíns í rótunum var marktækt í fylgni við magn kalks sem var borið á, styrk oxalsýru sem var úðað, kalk og oxalsýru (Tafla 5).
R1 innihaldið í rótum Panax notoginseng var marktækt háð styrk úðaðrar oxalsýru, magni af kalki, lími og oxalsýru sem var borið á. Innihald flavonoida var marktækt háð styrk úðaðrar oxalsýru og magni kalks sem bætt var við.
Margar bætiefni hafa verið notaðar til að draga úr kadmíummagni í plöntum með því að binda kadmíum í jarðveginum, svo sem kalk og oxalsýra30. Kalk er mikið notað sem jarðvegsbætiefni til að draga úr kadmíummagni í ræktun31. Liang o.fl.32 greindu frá því að oxalsýra geti einnig verið notuð til að hreinsa jarðveg sem er mengaður af þungmálmum. Eftir að mismunandi styrkur af oxalsýru var bætt við mengaðan jarðveg jókst innihald lífræns efnis í jarðveginum, katjónaskiptageta minnkaði og pH hækkaði33. Oxalsýra getur einnig brugðist við málmjónum í jarðveginum. Við álagsskilyrði fyrir kadmín jókst kadmínmagn í Panax notoginseng verulega samanborið við samanburðarhópinn. Hins vegar, ef kalk er notað, minnkar það verulega. Þegar 750 kg/klst/m² af kalki var borið á í þessari rannsókn náði kadmínmagn rótanna landsstaðli (kadmínmörk eru Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834) og áhrifin voru góð. Besti árangur næst með því að bæta við 2250 kg/m2 af kalki. Viðbót kalks skapar fjölmarga samkeppnisstaði fyrir Ca2+ og Cd2+ í jarðveginum, og viðbót oxalsýru dregur úr Cd-innihaldi í rótum Panax notoginseng. Eftir blöndun kalks og oxalsýru minnkaði Cd-innihald Panax ginseng rótar verulega og náði landsstaðli. Ca2+ í jarðvegi er aðsogað á rótaryfirborðið í gegnum massaflæðisferli og getur frásogast inn í rótarfrumur í gegnum kalsíumgöng (Ca2+ rásir), kalsíumdælur (Ca2+-AT-Pase) og Ca2+/H+ mótefni, og síðan flutt lárétt til rótanna. Xylem23. Marktæk neikvæð fylgni var milli Ca- og Cd-innihalds í rótum (P < 0,05). Cd-innihaldið minnkaði með auknu Ca-innihaldi, sem er í samræmi við hugmyndina um andstæður milli Ca og Cd. ANOVA sýndi að magn kalks hafði marktæk áhrif á Ca-innihald í rót Panax notoginseng. Pongrack o.fl. 35 greindu frá því að Cd binst oxalati í kalsíumoxalatkristöllum og keppir við Ca. Hins vegar voru stjórnunaráhrif oxalsýru á Ca ómarktæk. Þetta sýnir að útfelling kalsíumoxalats úr oxalsýru og Ca2+ er ekki einföld útfelling og að samútfellingarferlið gæti verið stjórnað af nokkrum efnaskiptaferlum.
Undir kadmíumálagi myndast mikið magn af hvarfgjörnum súrefnistegundum (ROS) í plöntum, sem skaðar uppbyggingu frumuhimna36. Innihald malondialdehýðs (MDA) getur verið notað sem vísbending til að meta magn ROS og umfang skemmda á frumuhimnu plantna37. Andoxunarkerfið er mikilvægur verndarbúnaður fyrir að binda hvarfgjörn súrefnistegund38. Virkni andoxunarensíma (þar á meðal POD, SOD og CAT) breytist venjulega við kadmíumálagi. Niðurstöðurnar sýndu að MDA-innihald var jákvætt í tengslum við Cd-þéttni, sem bendir til þess að umfang lípíðperoxunar í plöntuhimnu jókst með aukinni Cd-þéttni37. Þetta er í samræmi við niðurstöður rannsóknar Ouyang o.fl.39. Þessi rannsókn sýnir að MDA-innihald er verulega undir áhrifum kalks, oxalsýru, kalks og oxalsýru. Eftir úðun á 0,1 móli L-1 oxalsýru minnkaði MDA innihald Panax notoginseng, sem bendir til þess að oxalsýra geti dregið úr aðgengi Cd og ROS magns í Panax notoginseng. Afeitrunarstarfsemi plöntunnar fer fram í andoxunarensímkerfinu. SOD fjarlægir O2- sem er í plöntufrumum og framleiðir óeitrað O2 og lítið eitrað H2O2. POD og CAT fjarlægja H2O2 úr plöntuvefjum og hvata niðurbrot H2O2 í H2O. Byggt á iTRAQ próteingreiningu kom í ljós að prótín tjáningarstig SOD og PAL minnkaði og tjáningarstig POD jókst eftir kalknotkun undir Cd40 álagi. Skammtur af oxalsýru og kalki hafði marktæk áhrif á virkni CAT, SOD og POD í rót Panax notoginseng. Úðameðferð með 0,1 móli L-1 oxalsýru jók virkni SOD og CAT verulega, en stjórnunaráhrif á POD virkni voru ekki augljós. Þetta sýnir að oxalsýra flýtir fyrir niðurbroti ROS undir Cd-álagi og lýkur aðallega fjarlægingu H2O2 með því að stjórna virkni CAT, sem er svipað og rannsóknarniðurstöður Guo o.fl.41 á andoxunarensímum Pseudospermum sibiricum. Kos.). Áhrif þess að bæta við 750 kg/klst./m2 af kalki á virkni ensíma andoxunarkerfisins og innihald malondialdehýðs eru svipuð og áhrif úðunar með oxalsýru. Niðurstöðurnar sýndu að oxalsýruúðameðferð gæti aukið virkni SOD og CAT í Panax notoginseng á skilvirkari hátt og aukið streituþol Panax notoginseng. Virkni SOD og POD minnkaði með meðferð með 0,2 mól L-1 af oxalsýru og 3750 kg hm-2 af kalki, sem bendir til þess að óhófleg úðun með miklum styrk af oxalsýru og Ca2+ geti valdið streitu á plöntum, sem er í samræmi við rannsókn Luo o.fl. Wait 42.