kort beskrywing:
Die Chinese Farmakopee (2020-uitgawe) vereis dat die metanol-ekstrak van YCH nie minder as 20.0% moet wees nie [2], sonder enige ander kwaliteitsevalueringsaanwysers gespesifiseer. Die resultate van hierdie studie toon dat die inhoud van die metanolekstrakte van die wilde en gekweekte monsters albei aan die farmakopee-standaard voldoen het, en daar was geen beduidende verskil tussen hulle nie. Daarom was daar geen duidelike kwaliteitsverskil tussen wilde en gekweekte monsters volgens daardie indeks nie. Die inhoud van totale sterole en totale flavonoïede in die wilde monsters was egter beduidend hoër as dié in die gekweekte monsters. Verdere metabolomiese analise het 'n oorvloedige metabolietdiversiteit tussen die wilde en gekweekte monsters aan die lig gebring. Daarbenewens is 97 beduidend verskillende metaboliete uitgeskakel, wat in die gelys word.Aanvullende Tabel S2Onder hierdie beduidend verskillende metaboliete is β-sitosterol (ID is M397T42) en kwersetienderivate (M447T204_2), wat as aktiewe bestanddele aangemeld is. Voorheen ongerapporteerde bestanddele, soos trigonellien (M138T291_2), betaïne (M118T277_2), fustien (M269T36), rotenoon (M241T189), arktien (M557T165) en logaansuur (M399T284_2), is ook onder die differensiële metaboliete ingesluit. Hierdie komponente speel verskeie rolle in anti-oksidasie, anti-inflammatoriese werking, die verwydering van vrye radikale, anti-kanker en die behandeling van aterosklerose en kan dus moontlik nuwe aktiewe komponente in YCH vorm. Die inhoud van aktiewe bestanddele bepaal die doeltreffendheid en kwaliteit van die medisinale materiale [7]. Opsommend, metanol-ekstrak as die enigste YCH-kwaliteitsevalueringsindeks het sekere beperkings, en meer spesifieke kwaliteitsmerkers moet verder ondersoek word. Daar was beduidende verskille in totale sterole, totale flavonoïede en die inhoud van baie ander differensiële metaboliete tussen die wilde en gekweekte YCH; dus was daar moontlik sekere kwaliteitsverskille tussen hulle. Terselfdertyd kan die nuut ontdekte potensiële aktiewe bestanddele in YCH 'n belangrike verwysingswaarde hê vir die studie van die funksionele basis van YCH en die verdere ontwikkeling van YCH-hulpbronne.
Die belangrikheid van egte medisinale materiale word al lank erken in die spesifieke streek van oorsprong vir die vervaardiging van Chinese kruiemedisyne van uitstekende gehalte [
8]. Hoë gehalte is 'n noodsaaklike kenmerk van egte medisinale materiale, en habitat is 'n belangrike faktor wat die gehalte van sulke materiale beïnvloed. Sedert YCH as medisyne begin gebruik is, is dit lank oorheers deur wilde YCH. Na die suksesvolle bekendstelling en domestisering van YCH in Ningxia in die 1980's, het die bron van Yinchaihu medisinale materiale geleidelik verskuif van wilde na gekweekte YCH. Volgens 'n vorige ondersoek na YCH-bronne [
9] en die veldondersoek van ons navorsingsgroep, is daar beduidende verskille in die verspreidingsgebiede van die gekweekte en wilde medisinale materiale. Die wilde YCH is hoofsaaklik versprei in die Ningxia Hui Outonome Streek van die Shaanxi Provinsie, aangrensend aan die droë sone van Binne-Mongolië en sentraal-Ningxia. In die besonder is die woestynsteppe in hierdie gebiede die geskikste habitat vir YCH-groei. In teenstelling hiermee is die gekweekte YCH hoofsaaklik versprei suid van die wilde verspreidingsgebied, soos Tongxin County (Gekweek I) en sy omliggende gebiede, wat die grootste kweek- en produksiebasis in China geword het, en Pengyang County (Gekweek II), wat in 'n meer suidelike gebied geleë is en nog 'n produserende gebied vir gekweekte YCH is. Boonop is die habitatte van die bogenoemde twee gekweekte gebiede nie woestynsteppe nie. Daarom is daar, benewens die produksiewyse, ook beduidende verskille in die habitat van die wilde en gekweekte YCH. Habitat is 'n belangrike faktor wat die kwaliteit van kruiemedisinale materiale beïnvloed. Verskillende habitatte sal die vorming en ophoping van sekondêre metaboliete in die plante beïnvloed, wat sodoende die kwaliteit van medisinale produkte beïnvloed [
10,
11Daarom kan die beduidende verskille in die inhoud van totale flavonoïede en totale sterole en die uitdrukking van die 53 metaboliete wat ons in hierdie studie gevind het, die gevolg wees van veldbestuur en habitatverskille.
Een van die hoofmaniere waarop die omgewing die kwaliteit van medisinale materiale beïnvloed, is deur stres op die bronplante uit te oefen. Matige omgewingstres is geneig om die ophoping van sekondêre metaboliete te stimuleer [
12,
13Die groei/differensiasie-balanshipotese stel dat plante hoofsaaklik groei wanneer voedingstowwe voldoende is, terwyl plante hoofsaaklik differensieer en meer sekondêre metaboliete produseer wanneer voedingstowwe tekort skiet [
14]. Droogtestres wat veroorsaak word deur watertekort is die hoofomgewingstres waarmee plante in droë gebiede te kampe het. In hierdie studie is die watertoestand van die gekweekte YCH meer volop, met jaarlikse neerslagvlakke aansienlik hoër as dié vir die wilde YCH (watervoorraad vir Gekweekte I was ongeveer 2 keer dié van Wild; Gekweekte II was ongeveer 3,5 keer dié van Wild). Daarbenewens is die grond in die wilde omgewing sanderige grond, maar die grond in die plaasgrond is kleigrond. In vergelyking met klei, het sanderige grond 'n swak waterretensievermoë en is dit meer geneig om droogtestres te vererger. Terselfdertyd het die kweekproses dikwels gepaard gegaan met natmaak, dus was die graad van droogtestres laag. Wilde YCH groei in strawwe natuurlike droë habitats, en daarom kan dit meer ernstige droogtestres ly.
Osmoregulering is 'n belangrike fisiologiese meganisme waardeur plante droogtestres hanteer, en alkaloïede is belangrike osmotiese reguleerders in hoër plante [
15Betaïene is wateroplosbare alkaloïed kwaternêre ammoniumverbindings en kan as osmobeskermers optree. Droogtestres kan die osmotiese potensiaal van selle verminder, terwyl osmobeskermers die struktuur en integriteit van biologiese makromolekules bewaar en handhaaf, en die skade wat deur droogtestres aan plante veroorsaak word, effektief verlig [
16]. Byvoorbeeld, onder droogtestres het die betaïne-inhoud van suikerbeet en Lycium barbarum aansienlik toegeneem [
17,
18]. Trigonellien is 'n reguleerder van selgroei, en onder droogtestres kan dit die lengte van die plantselsiklus verleng, selgroei inhibeer en lei tot krimping van selvolume. Die relatiewe toename in opgeloste stofkonsentrasie in die sel stel die plant in staat om osmotiese regulering te bereik en sy vermoë om droogtestres te weerstaan, te verbeter [
19]. JIA X [
20] het bevind dat, met 'n toename in droogtestres, Astragalus membranaceus (’n bron van tradisionele Chinese medisyne) meer trigonellien geproduseer het, wat die osmotiese potensiaal reguleer en die vermoë om droogtestres te weerstaan, verbeter. Daar is ook getoon dat flavonoïede 'n belangrike rol speel in plantweerstand teen droogtestres [
21,
22]. 'n Groot aantal studies het bevestig dat matige droogtestres bevorderlik was vir die ophoping van flavonoïede. Lang Duo-Yong et al. [
23] het die effekte van droogtestres op YCH vergelyk deur waterhouvermoë in die veld te beheer. Daar is gevind dat droogtestres die groei van wortels tot 'n sekere mate belemmer het, maar in matige en ernstige droogtestres (40% veldwaterhouvermoë) het die totale flavonoïedinhoud in YCH toegeneem. Intussen, onder droogtestres, kan fitosterole optree om selmembraanvloeibaarheid en deurlaatbaarheid te reguleer, waterverlies te inhibeer en stresweerstand te verbeter [
24,
25Daarom kan die verhoogde ophoping van totale flavonoïede, totale sterole, betaïne, trigonellien en ander sekondêre metaboliete in wilde YCH verband hou met hoë-intensiteit droogtestres.
In hierdie studie is KEGG-roete-verrykingsanalise uitgevoer op die metaboliete wat beduidend verskil tussen die wilde en gekweekte YCH. Die verrykte metaboliete het dié ingesluit wat betrokke is by die weë van askorbaat- en aldaraatmetabolisme, aminoasiel-tRNA-biosintese, histidienmetabolisme en beta-alanienmetabolisme. Hierdie metaboliese weë is nou verwant aan plantstresweerstandsmeganismes. Onder hulle speel askorbaatmetabolisme 'n belangrike rol in plantantioksidantproduksie, koolstof- en stikstofmetabolisme, stresweerstand en ander fisiologiese funksies [
26]; aminoasiel-tRNA biosintese is 'n belangrike pad vir proteïenvorming [
27,
28], wat betrokke is by die sintese van stresbestande proteïene. Beide histidien- en β-alanienbane kan planttoleransie vir omgewingsstres verbeter [
29,
30Dit dui verder daarop dat die verskille in metaboliete tussen die wilde en gekweekte YCH nou verwant was aan die prosesse van stresweerstand.
Grond is die materiële basis vir die groei en ontwikkeling van medisinale plante. Stikstof (N), fosfor (P) en kalium (K) in grond is belangrike voedingselemente vir die groei en ontwikkeling van plante. Grondorganiese materiaal bevat ook N, P, K, Zn, Ca, Mg en ander makro-elemente en spoorelemente wat vir medisinale plante benodig word. Oormatige of tekort aan voedingstowwe, of ongebalanseerde voedingsverhoudings, sal die groei en ontwikkeling en die kwaliteit van medisinale materiale beïnvloed, en verskillende plante het verskillende voedingsbehoeftes [
31,
32,
33]. Byvoorbeeld, 'n lae N-stres het die sintese van alkaloïede in Isatis indigotica bevorder, en was voordelig vir die ophoping van flavonoïede in plante soos Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge en Dichondra repens Forst. In teenstelling hiermee het te veel N die ophoping van flavonoïede in spesies soos Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis en Ginkgo biloba geïnhibeer, en die kwaliteit van medisinale materiale beïnvloed [
34Die toediening van fosforbevattende kunsmis was effektief om die inhoud van glisirrisiensuur en dihidroasetoon in Oeral-drop te verhoog [
35]. Toe die toedieningshoeveelheid 0·12 kg·m−2 oorskry het, het die totale flavonoïedinhoud in Tussilago farfara afgeneem [
36Die toediening van 'n fosforbevattende kunsmis het 'n negatiewe uitwerking gehad op die inhoud van polisakkariede in die tradisionele Chinese medisyne rhizoma polygonati [
37], maar 'n K-kunsmis was effektief om die inhoud van saponiene te verhoog [
38Die toediening van 450 kg·hm−2 K-kunsmis was die beste vir die groei en saponien-akkumulasie van twee jaar oue Panax notoginseng [
39]. Onder die verhouding N:P:K = 2:2:1 was die totale hoeveelhede hidrotermiese ekstrak, harpagied en harpagosied die hoogste [
40]. Die hoë verhouding van N, P en K was voordelig om die groei van Pogostemon cablin te bevorder en die inhoud van vlugtige olie te verhoog. 'n Lae verhouding van N, P en K het die inhoud van die belangrikste effektiewe komponente van Pogostemon cablin-stingelblaarolie verhoog [
41]. YCH is 'n dorre grond-verdraagsame plant, en dit mag spesifieke vereistes hê vir voedingstowwe soos N, P en K. In hierdie studie, in vergelyking met die gekweekte YCH, was die grond van die wilde YCH-plante relatief dor: die grondinhoud van organiese materiaal, totale N, totale P en totale K was onderskeidelik ongeveer 1/10, 1/2, 1/3 en 1/3 van dié van die gekweekte plante. Daarom kan die verskille in grondvoedingstowwe nog 'n rede wees vir die verskille tussen die metaboliete wat in die gekweekte en wilde YCH waargeneem is. Weibao Ma et al. [
42] het bevind dat die toediening van 'n sekere hoeveelheid N-kunsmis en P-kunsmis die opbrengs en kwaliteit van sade aansienlik verbeter het. Die effek van voedingselemente op die kwaliteit van YCH is egter nie duidelik nie, en bemestingsmaatreëls om die kwaliteit van medisinale materiale te verbeter, benodig verdere studie.
Chinese kruiemedisyne het die eienskappe van "Gunstige habitatte bevorder opbrengs, en ongunstige habitatte verbeter kwaliteit" [
43]. In die proses van 'n geleidelike verskuiwing van wilde na gekweekte YCH, het die habitat van die plante verander van die dorre en barre woestynsteppe na vrugbare landbougrond met meer oorvloedige water. Die habitat van die gekweekte YCH is superieur en die opbrengs is hoër, wat nuttig is om aan die markvraag te voldoen. Hierdie superieure habitat het egter gelei tot beduidende veranderinge in die metaboliete van YCH; of dit bevorderlik is vir die verbetering van die kwaliteit van YCH en hoe om 'n hoëgehalte-produksie van YCH deur wetenskaplik-gebaseerde verbouingsmaatreëls te bereik, sal verdere navorsing vereis.
Simulatiewe habitatbewerking is 'n metode om die habitat- en omgewingstoestande van wilde medisinale plante te simuleer, gebaseer op kennis van die langtermyn-aanpassing van die plante aan spesifieke omgewingsspanning.
43Deur verskeie omgewingsfaktore te simuleer wat die wilde plante beïnvloed, veral die oorspronklike habitat van plante wat as bronne van outentieke medisinale materiale gebruik word, gebruik die benadering wetenskaplike ontwerp en innoverende menslike ingryping om die groei en sekondêre metabolisme van Chinese medisinale plante te balanseer [
43]. Die metodes is daarop gemik om die optimale reëlings vir die ontwikkeling van hoëgehalte medisinale materiale te bereik. Simulatiewe habitatbewerking behoort 'n effektiewe manier te bied vir die hoëgehalte-produksie van YCH, selfs wanneer die farmakodinamiese basis, kwaliteitsmerkers en reaksiemeganismes op omgewingsfaktore onduidelik is. Gevolglik stel ons voor dat wetenskaplike ontwerp- en veldbestuursmaatreëls in die verbouing en produksie van YCH uitgevoer moet word met verwysing na die omgewingseienskappe van wilde YCH, soos droë, dorre en sanderige grondtoestande. Terselfdertyd word ook gehoop dat navorsers meer diepgaande navorsing oor die funksionele materiaalbasis en kwaliteitsmerkers van YCH sal doen. Hierdie studies kan meer effektiewe evalueringskriteria vir YCH verskaf en die hoëgehalte-produksie en volhoubare ontwikkeling van die bedryf bevorder.
FOB Prys:VS $0.5 - 9,999 / Stuk Min. Bestelhoeveelheid:100 Stuk/Stukke Voorsieningsvermoë:10000 Stuk/stukke per maand