Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com. Używasz przeglądarki z ograniczoną obsługą CSS. Aby zapewnić najlepsze wrażenia, zalecamy korzystanie z zaktualizowanej przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w przeglądarce Internet Explorer). Ponadto, aby zapewnić ciągłą obsługę, wyświetlamy witrynę bez stylów i JavaScriptu.
Slidery wyświetlające trzy artykuły na slajdzie. Użyj przycisków „Wstecz” i „Dalej”, aby poruszać się między slajdami, lub przycisków sterujących slajdami na końcu, aby poruszać się po każdym slajdzie.
Zanieczyszczenie kadmem (Cd) stanowi zagrożenie dla uprawy rośliny leczniczej Panax notoginseng w prowincji Junnan. W warunkach stresu egzogennego Cd przeprowadzono eksperyment polowy, aby zrozumieć wpływ stosowania wapna (0,750, 2250 i 3750 kg bm-2) i oprysku kwasem szczawiowym (0, 0,1 i 0,2 mol l-1) na akumulację Cd. i działanie przeciwutleniające Składniki systemowe i lecznicze wpływające na Panax notoginseng. Wyniki wykazały, że wapno palone i opryskiwanie dolistne kwasem szczawiowym może zwiększyć poziomy Ca2+ w Panax notoginseng w warunkach stresu Cd i zmniejszyć toksyczność Cd2+. Dodatek wapna i kwasu szczawiowego zwiększył aktywność enzymów antyoksydacyjnych i zmienił metabolizm osmoregulatorów. Aktywność CAT wzrosła najbardziej znacząco, zwiększając się 2,77 razy. Najwyższa aktywność SOD wzrosła 1,78 razy po traktowaniu kwasem szczawiowym. Zawartość MDA zmniejszyła się o 58,38%. Istnieje bardzo istotna korelacja z cukrami rozpuszczalnymi, wolnymi aminokwasami, proliną i białkiem rozpuszczalnym. Wapno i kwas szczawiowy mogą zwiększać stężenie jonów wapnia (Ca2+), zmniejszać stężenie Cd, poprawiać tolerancję na stres u Panax notoginseng oraz zwiększać całkowitą produkcję saponin i flawonoidów. Zawartość Cd była najniższa, o 68,57% niższa niż w próbie kontrolnej, co odpowiadało wartości standardowej (Cd ≤ 0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Udział SPN wyniósł 7,73%, co osiągnęło najwyższy poziom w każdym zabiegu, a zawartość flawonoidów wzrosła istotnie o 21,74%, osiągając wartość standardową leku i najlepszą wydajność.
Kadm (Cd), jako powszechny zanieczyszczenie gleby uprawnej, łatwo migruje i wykazuje znaczną toksyczność biologiczną1. El Shafei i in. 2 donieśli, że toksyczność Cd wpływa na jakość i wydajność wykorzystywanych roślin. W ostatnich latach zjawisko nadmiaru kadmu w glebie gruntów uprawnych w południowo-zachodnich Chinach stało się bardzo poważne. Prowincja Junnan to chińskie Królestwo Różnorodności Biologicznej, w którym gatunki roślin leczniczych zajmują czołowe miejsce w kraju. Jednak bogate zasoby mineralne prowincji Junnan nieuchronnie prowadzą do zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi podczas procesu wydobywczego, co wpływa na produkcję lokalnych roślin leczniczych.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 to bardzo cenna, wieloletnia roślina lecznicza zielna należąca do rodzaju Araliaceae Panax ginseng. Korzeń Panax notoginseng wspomaga krążenie krwi, eliminuje zastoje krwi i łagodzi ból. Głównym miejscem produkcji jest prefektura Wenshan w prowincji Junnan5. Zanieczyszczenie Cd występowało na ponad 75% powierzchni gleby w obszarze uprawy Panax notoginseng i przekraczało 81–100% w różnych lokalizacjach6. Toksyczne działanie Cd znacznie zmniejsza również produkcję składników leczniczych Panax notoginseng, zwłaszcza saponin i flawonoidów. Saponiny należą do klasy aglikonów, wśród których aglikony to triterpenoidy lub spirosterany, które są głównymi składnikami aktywnymi wielu chińskich leków ziołowych i zawierają saponiny. Niektóre saponiny wykazują również cenne właściwości biologiczne, takie jak działanie przeciwbakteryjne, przeciwgorączkowe, uspokajające i przeciwnowotworowe7. Flawanoidy to ogólnie grupa związków, w których dwa pierścienie benzenowe z fenolowymi grupami hydroksylowymi są połączone trzema centralnymi atomami węgla, a głównym rdzeniem jest 2-fenylochromanon 8. Jest to silny przeciwutleniacz, który skutecznie usuwa wolne rodniki tlenowe z roślin, hamuje wydzielanie enzymów biologicznych o działaniu zapalnym, wspomaga gojenie się ran i uśmierzanie bólu oraz obniża poziom cholesterolu. Jest jednym z głównych składników aktywnych żeń-szenia właściwego (Panax ginseng). Rozwiązanie problemu zanieczyszczenia gleby kadmem na obszarach produkcji żeń-szenia właściwego (Panax notoginseng) jest warunkiem koniecznym dla zapewnienia produkcji jego głównych składników leczniczych.
Wapno jest jednym z powszechnych pasywatorów do wiązania zanieczyszczeń glebowych kadmem in situ. Wpływa na adsorpcję i depozycję Cd w glebie oraz zmniejsza aktywność biologiczną Cd w glebie poprzez zwiększenie pH i zmianę pojemności wymiany kationów glebowych (CEC), nasycenia gleby solą (BS), potencjału redoks gleby (Eh)3,11 wydajności. Ponadto wapno dostarcza dużą ilość Ca2+, który tworzy jonowy antagonizm z Cd2+, konkuruje o miejsca adsorpcji korzeni, zapobiega transportowi Cd do pędu i ma niską toksyczność biologiczną. Po dodaniu 50 mmol l-1 Ca w warunkach stresu Cd, transport Cd w liściach sezamu został zahamowany, a akumulacja Cd została zmniejszona o 80%. Opisano liczne powiązane badania dotyczące ryżu (Oryza sativa L.) i innych upraw12,13.
Opryskiwanie liści upraw w celu kontrolowania akumulacji metali ciężkich to nowa metoda radzenia sobie z nimi w ostatnich latach. Zasada działania jest związana głównie z reakcją chelatowania w komórkach roślin, która powoduje odkładanie się metali ciężkich na ścianie komórkowej i hamuje ich pobieranie przez rośliny14,15. Jako stabilny kwas dikarboksylowy, kwas szczawiowy może bezpośrednio chelatować jony metali ciężkich w roślinach, zmniejszając w ten sposób toksyczność. Badania wykazały, że kwas szczawiowy w soi może chelatować Cd2+ i uwalniać kryształy zawierające Cd przez komórki wierzchołkowe włosków, zmniejszając poziom Cd2+ w organizmie16. Kwas szczawiowy może regulować pH gleby, zwiększać aktywność dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy (POD) i katalazy (CAT) oraz regulować infiltrację cukrów rozpuszczalnych, białek rozpuszczalnych, wolnych aminokwasów i proliny. Modulatory metaboliczne17,18. Substancje kwaśne i nadmiar Ca2+ w roślinach szczawianowych tworzą osady szczawianu wapnia pod wpływem białek kiełkowych. Regulacja stężenia Ca2+ w roślinach może skutecznie regulować poziom rozpuszczonego kwasu szczawiowego i Ca2+ w roślinach, zapobiegając nadmiernemu gromadzeniu się kwasu szczawiowego i Ca2+19,20.
Ilość zastosowanego wapna jest jednym z kluczowych czynników wpływających na efekt rekultywacji. Ustalono, że zużycie wapna waha się od 750 do 6000 kg·h·m−2. W przypadku gleb kwaśnych o pH 5,0–5,5 efekt zastosowania wapna w dawce 3000–6000 kg·h·m−2 był znacznie wyższy niż przy dawce 750 kg·h·m−221. Jednak nadmierne zastosowanie wapna może spowodować pewne negatywne skutki dla gleby, takie jak duże zmiany pH gleby i jej zagęszczenie22. Dlatego też ustaliliśmy poziomy zabiegu CaO na 0, 750, 2250 i 3750 kg·h·m−2. Po zastosowaniu kwasu szczawiowego w Arabidopsis stwierdzono, że Ca2+ uległo znacznemu obniżeniu przy stężeniu 10 mM L-1, a rodzina genów CRT wpływająca na sygnalizację Ca2+ była silnie wrażliwa20. Zebrane dotychczas wyniki pozwoliły nam określić stężenie w tym eksperymencie i kontynuować badania nad interakcją dodatków egzogennych na Ca2+ i Cd2+23,24,25. Celem niniejszego badania jest zatem zbadanie mechanizmu regulacji wpływu miejscowego wapnowania i dolistnego opryskiwania kwasem szczawiowym na zawartość Cd i tolerancję na stres u Panax notoginseng w glebach zanieczyszczonych Cd, a także dalsze poszukiwanie najlepszych sposobów i metod zapewnienia jakości leczniczej. Wyjście z Panax notoginseng. Dostarcza ono cennych informacji, które pomogą w ekspansji upraw roślin zielnych na glebach zanieczyszczonych kadmem oraz zapewnieniu wysokiej jakości, zrównoważonej produkcji, aby sprostać zapotrzebowaniu rynku na leki.
Wykorzystując lokalną odmianę Wenshan notoginseng jako materiał, przeprowadzono eksperyment polowy w Lannizhai (24°11′N, 104°3′E, wysokość 1446 m), powiat Qiubei, prefektura Wenshan, prowincja Junnan. Średnia roczna temperatura wynosi 17°C, a średnie roczne opady wynoszą 1250 mm. Wartości tła badanej gleby: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, alkalicznie zhydrolizowany N 88,82 mg kg-1, efektywny P 18,55 mg kg-1, przyswajalny K 100,37 mg kg-1, całkowity Cd 0,3 mg kg-1 i pH 5,4.
W dniu 10 grudnia 2017 r. zastosowano 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2,5H2O) i wapno (0,750, 2250 i 3750 kg h·m-2) i wymieszano z wierzchnią warstwą gleby na głębokości 0–10 cm na każdej działce. Każdy zabieg powtórzono 3 razy. Działki doświadczalne rozmieszczono losowo, powierzchnia każdej działki wynosiła 3 m2. Jednoroczne sadzonki Panax notoginseng przesadzono po 15 dniach uprawy w glebie. Przy zastosowaniu siatek cieniujących natężenie światła Panax notoginseng w zacieniającej koronie wynosi około 18% normalnego naturalnego natężenia światła. Uprawiać zgodnie z lokalnymi tradycyjnymi metodami uprawy. W 2019 r., w fazie dojrzałości Panax notoginseng, opryskiwany będzie kwasem szczawiowym w postaci szczawianu sodu. Stężenie kwasu szczawiowego wynosiło odpowiednio 0, 0,1 i 0,2 mol l-1, a pH doprowadzono do 5,16 za pomocą NaOH, aby naśladować średnie pH filtratu resztkowego. Opryskiwać górną i dolną powierzchnię liści raz w tygodniu o godzinie 8:00. Po czterokrotnym oprysku, 3-letnie rośliny Panax notoginseng zebrano w 5. tygodniu.
W listopadzie 2019 roku zebrano z pola trzyletnie rośliny Panax notoginseng, poddane działaniu kwasu szczawiowego. Niektóre próbki trzyletnich roślin Panax notoginseng, przeznaczone do badań metabolizmu fizjologicznego i aktywności enzymatycznej, umieszczono w probówkach zamrażarki, szybko zamrożono w ciekłym azocie, a następnie przeniesiono do lodówki w temperaturze -80°C. W próbkach korzeni należy oznaczyć część fazy dojrzałej na zawartość Cd oraz substancji czynnej. Po umyciu wodą z kranu, suszono w temperaturze 105°C przez 30 minut, masę utrzymywano w temperaturze 75°C i rozdrobniono próbki w moździerzu. Przechowywać.
Odważyć 0,2 g suszonych próbek roślin do kolby Erlenmeyera, dodać 8 ml HNO3 i 2 ml HClO4 i zakorkować na noc. Następnego dnia lejek z zakrzywioną szyjką umieścić w trójkątnej kolbie w celu przeprowadzenia rozkładu elektrotermicznego, aż do pojawienia się białego dymu i klarowności roztworu po rozpadzie. Po ostygnięciu do temperatury pokojowej mieszaninę przeniesiono do kolby miarowej o pojemności 10 ml. Zawartość Cd oznaczono za pomocą spektrometru absorpcji atomowej (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Odważyć 0,2 g suszonych próbek roślin do 50 ml plastikowej butelki, dodać 10 ml 1 mol l-1 HCl, zamknąć i wstrząsać przez 15 godzin, a następnie przefiltrować. Za pomocą pipety pobrać wymaganą ilość filtratu dla odpowiedniego rozcieńczenia i dodać roztwór SrCl2, aby stężenie Sr2+ wynosiło 1 g l-1. Zawartość wapnia oznaczono za pomocą spektrometru absorpcji atomowej (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Metoda zestawu referencyjnego do oznaczania malondialdehydu (MDA), dysmutazy ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy (POD) i katalazy (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., numer rejestracyjny produktu), należy stosować odpowiedni numer zestawu pomiarowego: Jingyaodianji (quasi) word 2013 nr 2400147).
Odważyć 0,05 g próbki Panax notoginseng i dodać odczynnik antronowo-siarkowy wzdłuż ścianki probówki. Wstrząsać probówką przez 2-3 sekundy, aby dokładnie wymieszać płyn. Umieścić probówkę na statywie na probówki na 15 minut. Zawartość cukrów rozpuszczalnych oznaczono za pomocą spektrofotometrii UV-Vis (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Chiny) przy długości fali 620 nm.
Odważyć 0,5 g świeżej próbki Panax notoginseng, zmielić ją do homogenatu z 5 ml wody destylowanej i wirować z prędkością 10 000 g przez 10 minut. Rozcieńczyć supernatant do ustalonej objętości. Zastosowano metodę z błękitem brylantowym Coomassie. Zawartość białka rozpuszczalnego oznaczono metodą spektrofotometrii w zakresie ultrafioletowym i widzialnym (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Chiny) przy długości fali 595 nm i obliczono z krzywej standardowej albuminy surowicy bydlęcej.
Odważyć 0,5 g świeżej próbki, dodać 5 ml 10% kwasu octowego w celu rozdrobnienia i homogenizacji, przefiltrować i rozcieńczyć do stałej objętości. Metoda chromogeniczna z użyciem roztworu ninhydryny. Zawartość wolnych aminokwasów oznaczono metodą spektrofotometrii ultrafioletowo-widzialnej (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Chiny) przy długości fali 570 nm i obliczono ze standardowej krzywej leucyny.
Odważyć 0,5 g świeżej próbki, dodać 5 ml 3% roztworu kwasu sulfosalicylowego, ogrzewać w łaźni wodnej i wytrząsać przez 10 minut. Po ochłodzeniu roztwór przefiltrowano i rozcieńczono do stałej objętości. Zastosowano metodę chromogeniczną z kwasem ninhydrynowym. Zawartość proliny oznaczono metodą spektrofotometrii UV-widzialnej (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Chiny) przy długości fali 520 nm i obliczono z krzywej standardowej proliny.
Zawartość saponin oznaczono metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) zgodnie z Farmakopeą Chińskiej Republiki Ludowej (wydanie z 2015 r.). Podstawową zasadą HPLC jest użycie cieczy pod wysokim ciśnieniem jako fazy ruchomej oraz zastosowanie wysoce wydajnej technologii separacji na kolumnie fazy stacjonarnej dla cząstek ultradrobnych. Umiejętności operacyjne obejmują:
Warunki HPLC i test przydatności systemu (Tabela 1): Elucję gradientową przeprowadzono zgodnie z poniższą tabelą, używając żelu krzemionkowego związanego oktadecylosilanem jako wypełniacza, acetonitrylu jako fazy ruchomej A i wody jako fazy ruchomej B, a długość fali detekcji wynosiła 203 nm. Liczba kubeczków teoretycznych obliczona na podstawie piku R1 saponin Panax notoginseng powinna wynosić co najmniej 4000.
Przygotowanie roztworu odniesienia: Dokładnie odważyć ginsenozydy Rg1, ginsenozydy Rb1 i notoginsenozydy R1, dodać metanol, aby uzyskać roztwór mieszany zawierający 0,4 mg ginsenozydu Rg1, 0,4 mg ginsenozydu Rb1 i 0,1 mg notoginsenozydu R1 na ml.
Przygotowanie roztworu testowego: Odważyć 0,6 g proszku Sanxin i dodać 50 ml metanolu. Mieszaninę zważono (W1) i pozostawiono na noc. Następnie roztwór lekko gotowano w łaźni wodnej w temperaturze 80°C przez 2 godziny. Po ostygnięciu zważyć roztwór i dodać powstały metanol do pierwszej masy W1. Następnie dobrze wstrząsnąć i przefiltrować. Filtrat pozostawiono do analizy.
Zawartość saponin została dokładnie wchłonięta przez 10 µl roztworu standardowego i 10 µl filtratu, a następnie wstrzyknięta do chromatografu HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Krzywa standardowa: oznaczanie Rg1, Rb1, R1 w roztworze wzorcowym, warunki chromatografii są takie same jak powyżej. Oblicz krzywą standardową, zaznaczając zmierzoną powierzchnię piku na osi Y i stężenie saponiny w roztworze wzorcowym na osi odciętych. Podstaw zmierzoną powierzchnię piku próbki do krzywej standardowej, aby obliczyć stężenie saponiny.
Odważyć próbkę 0,1 g P. notogensings i dodać 50 ml 70% roztworu CH3OH. Poddawać działaniu ultradźwięków przez 2 godziny, a następnie wirować z prędkością 4000 obr./min przez 10 minut. Pobrać 1 ml supernatantu i rozcieńczyć go 12-krotnie. Zawartość flawonoidów oznaczono metodą spektrofotometrii ultrafioletowo-widzialnej (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Chiny) przy długości fali 249 nm. Kwercetyna jest substancją powszechnie występującą w środowisku standardowym.
Dane uporządkowano za pomocą oprogramowania Excel 2010. Analizę wariancji danych przeprowadzono za pomocą oprogramowania SPSS Statistics 20. Rysunek narysowano w programie Origin Pro 9.1. Obliczone statystyki obejmują średnią ± odchylenie standardowe. Stwierdzenia istotności statystycznej oparte są na p < 0,05.
W przypadku oprysku dolistnego tym samym stężeniem kwasu szczawiowego, zawartość wapnia w korzeniach Panax notoginseng znacząco wzrosła wraz ze wzrostem dawki wapna (Tabela 2). W porównaniu z brakiem wapnowania, zawartość wapnia wzrosła o 212% przy stężeniu 3750 kg ppm wapna bez oprysku kwasem szczawiowym. Przy tej samej dawce wapnowania, zawartość wapnia nieznacznie wzrosła wraz ze wzrostem stężenia opryskiwanego kwasu szczawiowego.
Zawartość Cd w korzeniach wahała się od 0,22 do 0,70 mg/kg. Przy takim samym stężeniu kwasu szczawiowego, zawartość 2250 kg hm-2 Cd znacząco spadła wraz ze wzrostem dawki wapna. W porównaniu z kontrolą, przy opryskiwaniu korzeni 2250 kg gm-2 wapna i 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego, zawartość Cd spadła o 68,57%. Po zastosowaniu bez wapna i 750 kg hm-2 wapna, zawartość Cd w korzeniach Panax notoginseng znacząco spadła wraz ze wzrostem stężenia kwasu szczawiowego. Po wprowadzeniu 2250 kg wapna gm-2 i 3750 kg wapna gm-2, zawartość Cd w korzeniach najpierw spadła, a następnie wzrosła wraz ze wzrostem stężenia kwasu szczawiowego. Ponadto analiza 2D wykazała, że ​​na zawartość Ca w korzeniu Panax notoginseng istotnie wpływało wapno (F = 82,84**), na zawartość Cd w korzeniu Panax notoginseng istotnie wpływało wapno (F = 74,99**) i kwas szczawiowy. (F = 74,99**). F = 7,72*).
Wraz ze wzrostem dawki wapna i stężenia oprysku kwasem szczawiowym, zawartość MDA znacząco spadła. Nie stwierdzono istotnej różnicy w zawartości MDA między korzeniami Panax notoginseng traktowanymi wapnem i wapnem w dawce 3750 kg g/m2. Przy dawkach 750 kg hm-2 i 2250 kg hm-2 wapna, zawartość MDA w 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego podczas oprysku była odpowiednio o 58,38% i 40,21% niższa niż w nieopryskanym kwasie szczawiowym. Zawartość MDA (7,57 nmol g-1) była najniższa po dodaniu 750 kg wapna hm-2 i 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego (rys. 1).
Wpływ opryskiwania liści kwasem szczawiowym na zawartość malondialdehydu w korzeniach Panax notoginseng poddanych stresowi kadmowemu [J]. P<0,05). To samo poniżej.
Z wyjątkiem zastosowania 3750 kg h m-2 wapna, nie zaobserwowano znaczącej różnicy w aktywności SOD systemu korzeniowego Panax notoginseng. Przy zastosowaniu wapna 0, 750 i 2250 kg h m-2, aktywność SOD po oprysku 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego była istotnie wyższa niż w przypadku braku traktowania kwasem szczawiowym, która wzrosła odpowiednio o 177,89%, 61,62% i 45,08%. Aktywność SOD (598,18 jednostek g-1) w korzeniach była najwyższa, gdy traktowano je bez wapna i opryskano 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego. Przy tym samym stężeniu bez kwasu szczawiowego lub opryskiwaniu 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego, aktywność SOD wzrastała wraz ze wzrostem ilości zastosowanego wapna. Aktywność SOD istotnie spadła po oprysku 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego (rys. 2).
Wpływ opryskiwania liści kwasem szczawiowym na aktywność dysmutazy ponadtlenkowej, peroksydazy i katalazy w korzeniach Panax notoginseng poddanych stresowi kadmowemu [J].
Podobnie jak aktywność SOD w korzeniach, aktywność POD w korzeniach (63,33 µmol g-1) była najwyższa po oprysku bez wapna i 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego, co stanowiło 148,35% więcej niż w przypadku kontroli (25,50 µmol g-1). Aktywność POD najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasu szczawiowego i 3750 kg hm-2 wapna. W porównaniu do oprysku 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego, aktywność POD spadła o 36,31% po oprysku 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego (rys. 2).
Z wyjątkiem opryskiwania 0,2 mol l-1 kwasem szczawiowym i zastosowania 2250 kg hm-2 lub 3750 kg hm-2 wapna, aktywność CAT była istotnie wyższa niż w przypadku kontroli. Aktywność CAT w przypadku zabiegu z zastosowaniem 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego i zabiegu z zastosowaniem 0,2250 kg h m-2 lub 3750 kg h m-2 wapna wzrosła odpowiednio o 276,08%, 276,69% ​​i 33,05% w porównaniu z brakiem zabiegu z zastosowaniem kwasu szczawiowego. Aktywność CAT korzeni (803,52 µmol g-1) poddanych zabiegowi z zastosowaniem 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego była najwyższa. Aktywność CAT (172,88 µmol g-1) była najniższa w przypadku zabiegu z zastosowaniem 3750 kg hm-2 wapna i 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego (rys. 2).
Analiza dwuczynnikowa wykazała, że ​​aktywność CAT i MDA w Panax notoginseng istotnie korelowały z ilością kwasu szczawiowego lub opryskiem wapnem oraz z obydwoma metodami (Tabela 3). Aktywność SOD w korzeniach była silnie skorelowana z ilością wapna i kwasu szczawiowego lub stężeniem kwasu szczawiowego w oprysku. Aktywność POD w korzeniach istotnie korelowała z ilością zastosowanego wapna lub z jednoczesnym zastosowaniem wapna i kwasu szczawiowego.
Zawartość cukrów rozpuszczalnych w roślinach okopowych zmniejszała się wraz ze wzrostem dawki wapnowania i stężenia oprysku kwasem szczawiowym. Nie było istotnej różnicy w zawartości cukrów rozpuszczalnych w korzeniach Panax notoginseng bez zastosowania wapna i po zastosowaniu 750 kg·h·m−2 wapna. Po zastosowaniu 2250 kg hm-2 wapna, zawartość cukrów rozpuszczalnych po traktowaniu 0,2 mol l-1 kwasem szczawiowym była istotnie wyższa niż po oprysku kwasem nieszczawiowym, która wzrosła o 22,81%. Po zastosowaniu wapna w ilości 3750 kg·h·m-2, zawartość cukrów rozpuszczalnych istotnie zmniejszała się wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym. Zawartość cukrów rozpuszczalnych po oprysku 0,2 mol l-1 kwasem szczawiowym była o 38,77% niższa niż po zabiegu bez oprysku kwasem szczawiowym. Ponadto, oprysk kwasem szczawiowym o stężeniu 0,2 mol l-1 wykazał najniższą zawartość cukrów rozpuszczalnych, wynoszącą 205,80 mg g-1 (ryc. 3).
Wpływ opryskiwania liści kwasem szczawiowym na zawartość całkowitego cukru rozpuszczalnego i białka rozpuszczalnego w korzeniach Panax notoginseng w warunkach stresu kadmowego [J].
Zawartość rozpuszczalnego białka w korzeniach zmniejszała się wraz ze wzrostem dawki wapna i kwasu szczawiowego. W przypadku braku wapna zawartość rozpuszczalnego białka w oprysku 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego była istotnie niższa niż w kontroli, o 16,20%. Przy zastosowaniu wapna w dawce 750 kg hm-2 nie zaobserwowano istotnej różnicy w zawartości rozpuszczalnego białka w korzeniach Panax notoginseng. Przy dawce wapna 2250 kg h m-2, zawartość rozpuszczalnego białka w oprysku kwasem szczawiowym 0,2 mol l-1 była istotnie wyższa niż w oprysku kwasem nieszczawiowym (35,11%). Gdy wapno zastosowano w dawce 3750 kg h m-2, zawartość rozpuszczalnego białka zmniejszała się istotnie wraz ze wzrostem stężenia kwasu szczawiowego, a zawartość rozpuszczalnego białka (269,84 µg g-1) była najniższa przy oprysku 0,2 mol l-1. 1 oprysk kwasem szczawiowym (rys. 3).
Nie stwierdzono istotnej różnicy w zawartości wolnych aminokwasów w korzeniach Panax notoginseng w przypadku braku wapnowania. Wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i zastosowaniem dawki wapna 750 kg hm-2, zawartość wolnych aminokwasów najpierw spadła, a następnie wzrosła. Zastosowanie zabiegu z 2250 kg hm-2 wapna i 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego istotnie zwiększyło zawartość wolnych aminokwasów o 33,58% w porównaniu z brakiem zabiegu z kwasem szczawiowym. Wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i wprowadzeniem 3750 kg hm-2 wapna, zawartość wolnych aminokwasów istotnie spadła. Zawartość wolnych aminokwasów w zabiegu z 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego była o 49,76% niższa niż w zabiegu bez zabiegu z kwasem szczawiowym. Zawartość wolnych aminokwasów była największa po zastosowaniu kwasu szczawiowego bez jego stosowania i wynosiła 2,09 mg/g. Zawartość wolnych aminokwasów (1,05 mg g-1) była najniższa po opryskaniu kwasem szczawiowym o stężeniu 0,2 mol l-1 (rys. 4).
Wpływ opryskiwania liści kwasem szczawiowym na zawartość wolnych aminokwasów i proliny w korzeniach Panax notoginseng w warunkach stresu kadmowego [J].
Zawartość proliny w korzeniach zmniejszała się wraz ze wzrostem dawki wapna i kwasu szczawiowego. Nie było istotnej różnicy w zawartości proliny w Panax notoginseng w przypadku braku wapna. Wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i dawek wapna 750, 2250 kg hm-2, zawartość proliny najpierw spadała, a następnie wzrastała. Zawartość proliny w oprysku kwasem szczawiowym o stężeniu 0,2 mol l-1 była istotnie wyższa niż zawartość proliny w oprysku kwasem szczawiowym o stężeniu 0,1 mol l-1, która wzrosła odpowiednio o 19,52% i 44,33%. Po zastosowaniu 3750 kg hm-2 wapna, zawartość proliny istotnie spadała wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym. Zawartość proliny po oprysku kwasem szczawiowym o stężeniu 0,2 mol l-1 była o 54,68% niższa niż bez kwasu szczawiowego. Zawartość proliny była najniższa i wynosiła 11,37 μg/g po dodaniu 0,2 mol/l kwasu szczawiowego (rys. 4).
Zawartość saponin ogółem w Panax notoginseng wynosiła Rg1>Rb1>R1. Nie stwierdzono istotnej różnicy w zawartości trzech saponin wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i brakiem wapna (Tabela 4).
Zawartość R1 przy oprysku kwasem szczawiowym o stężeniu 0,2 mol l-1 była istotnie niższa niż przy braku oprysku kwasem szczawiowym i zastosowaniu wapna w stężeniu 750 lub 3750 kg·h·m-2. Przy stężeniu kwasu szczawiowego w oprysku wynoszącym 0 lub 0,1 mol l-1 nie stwierdzono istotnej różnicy w zawartości R1 wraz ze wzrostem dawki wapna. Przy stężeniu kwasu szczawiowego w oprysku wynoszącym 0,2 mol l-1, zawartość R1 w 3750 kg hm-2 wapna była istotnie niższa niż 43,84% bez wapna (tabela 4).
Zawartość Rg1 najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i ilością wapna 750 kg·h·m−2. Przy ilości wapna 2250 lub 3750 kg·h·m-2 zawartość Rg1 spadła wraz ze wzrostem stężenia kwasu szczawiowego. Przy tym samym stężeniu kwasu szczawiowego zawartość Rg1 najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem ilości wapna. W porównaniu z kontrolą, z wyjątkiem trzech stężeń kwasu szczawiowego i 750 kg·h·m-2, zawartość Rg1 była wyższa niż w kontroli, zawartość Rg1 w korzeniach innych zabiegów była niższa niż w kontroli. Zawartość Rg1 była najwyższa po oprysku 750 kg g·m-2 wapna i 0,1 mol·l-1 kwasu szczawiowego, która była o 11,54% wyższa niż w kontroli (Tabela 4).
Zawartość Rb1 najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym i szybkością aplikacji wapna wynoszącą 2250 kg hm-2. Po oprysku 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego, zawartość Rb1 osiągnęła maksimum 3,46%, co stanowi wartość o 74,75% wyższą niż bez oprysku kwasem szczawiowym. W przypadku innych zabiegów wapnowania nie stwierdzono istotnych różnic między różnymi stężeniami oprysku kwasu szczawiowego. Po oprysku 0,1 i 0,2 mol l-1 kwasu szczawiowego, zawartość Rb1 najpierw spadła, a następnie spadła wraz ze wzrostem ilości dodanego wapna (tabela 4).
Przy tym samym stężeniu rozpylonego kwasu szczawiowego zawartość flawonoidów najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem dawki wapna. Brak wapna lub 3750 kg hm-2 wapna opryskanego różnymi stężeniami kwasu szczawiowego miały znaczącą różnicę w zawartości flawonoidów. Gdy wapno zastosowano w dawce 750 i 2250 kg h m-2, zawartość flawonoidów najpierw wzrosła, a następnie spadła wraz ze wzrostem stężenia oprysku kwasem szczawiowym. Po traktowaniu przy dawce aplikacji 750 kg hm-2 i opryskaniu 0,1 mol l-1 kwasu szczawiowego, zawartość flawonoidów była najwyższa i wyniosła 4,38 mg g-1, co jest wartością o 18,38% wyższą niż w przypadku wapna o tej samej dawce aplikacji. bez oprysku kwasem szczawiowym. Zawartość flawonoidów w trakcie opryskiwania kwasem szczawiowym o stężeniu 0,1 mol l-1 wzrosła o 21,74% w porównaniu do zabiegu bez opryskiwania kwasem szczawiowym i wapnowaniem w dawce 2250 kg hm-2 (rys. 5).
Wpływ opryskiwania dolistnego szczawianem na zawartość flawonoidów w korzeniach Panax notoginseng w warunkach stresu kadmowego [J].
Analiza dwuczynnikowa wykazała, że ​​zawartość cukrów rozpuszczalnych w Panax notoginseng istotnie korelowała z ilością zastosowanego wapna i stężeniem opryskanego kwasu szczawiowego. Zawartość białka rozpuszczalnego w roślinach okopowych istotnie korelowała z dawką wapna, zarówno wapna, jak i kwasu szczawiowego. Zawartość wolnych aminokwasów i proliny w korzeniach istotnie korelowała z dawką wapna, stężeniem opryskiwanego kwasu szczawiowego, wapnem i kwasem szczawiowym (Tabela 5).
Zawartość R1 w korzeniach Panax notoginseng istotnie korelowała ze stężeniem oprysku kwasem szczawiowym, ilością zastosowanego wapna, wapnem i kwasem szczawiowym. Zawartość flawonoidów istotnie korelowała ze stężeniem oprysku kwasem szczawiowym i ilością zastosowanego wapna.
W celu redukcji zawartości Cd w roślinach, poprzez immobilizację Cd w glebie, stosowano wiele środków, takich jak wapno i kwas szczawiowy30. Wapno jest powszechnie stosowane jako dodatek do gleby w celu redukcji zawartości kadmu w uprawach31. Liang i in.32 donieśli, że kwas szczawiowy może być również stosowany do rekultywacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Po zastosowaniu kwasu szczawiowego w różnych stężeniach do zanieczyszczonej gleby, nastąpił wzrost zawartości materii organicznej w glebie, zmniejszenie pojemności wymiany kationów i wzrost pH o 33%. Kwas szczawiowy może również reagować z jonami metali w glebie. Pod wpływem stresu związanego z Cd, zawartość Cd w Panax notoginseng znacznie wzrosła w porównaniu z kontrolą. Jednak po zastosowaniu wapna, nastąpił znaczny spadek. W tym badaniu, po zastosowaniu 750 kg hm-2 wapna, zawartość Cd w korzeniach osiągnęła normę krajową (limit Cd: Cd ≤ 0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), a efekt po zastosowaniu 2250 kg hm-2 wapna działa najlepiej z wapnem. Zastosowanie wapna stworzyło dużą liczbę miejsc konkurencji między Ca2+ i Cd2+ w glebie, a dodatek kwasu szczawiowego mógł zmniejszyć zawartość Cd w korzeniach Panax notoginseng. Jednakże zawartość Cd w korzeniach Panax notoginseng została znacznie zmniejszona przez połączenie wapna i kwasu szczawiowego, osiągając normę krajową. Ca2+ w glebie jest adsorbowany na powierzchni korzeni podczas przepływu masy i może być pobierany przez komórki korzeni poprzez kanały wapniowe (kanały Ca2+), pompy wapniowe (Ca2+-AT-Pase) i antyportery Ca2+/H+, a następnie transportowany poziomo do ksylemu korzeni 23. Zawartość Ca w korzeniach była istotnie ujemnie skorelowana z zawartością Cd (P <0,05). Zawartość Cd zmniejszała się wraz ze wzrostem zawartości Ca, co jest zgodne z opinią o antagonizmie Ca i Cd. Analiza wariancji wykazała, że ​​ilość wapna istotnie wpływała na zawartość Ca w korzeniach Panax notoginseng. Pongrac i in. 35 podali, że Cd wiąże się ze szczawianem w kryształach szczawianu wapnia i konkuruje z Ca. Jednakże regulacja Ca przez szczawian nie była istotna. Wykazało to, że wytrącanie szczawianu wapnia utworzonego z kwasu szczawiowego i jonów Ca2+ nie jest prostym wytrącaniem, a proces współstrącania można kontrolować poprzez różne szlaki metaboliczne.