краток опис:
Кинеската фармакопеја (издание од 2020 година) бара метанолниот екстракт од YCH да не биде помал од 20,0% [2], без други наведени индикатори за евалуација на квалитетот. Резултатите од оваа студија покажуваат дека содржината на метанолните екстракти од дивите и култивираните примероци ги исполнувала фармакопејските стандарди и немало значајна разлика меѓу нив. Затоа, немало очигледна разлика во квалитетот помеѓу дивите и култивираните примероци, според тој индекс. Сепак, содржината на вкупните стероли и вкупните флавоноиди во дивите примероци била значително поголема од онаа во култивираните примероци. Понатамошната метаболомска анализа открила изобилство на разновидност на метаболити помеѓу дивите и култивираните примероци. Дополнително, биле отстранети 97 значително различни метаболити, кои се наведени воДополнителна табела S2Меѓу овие значително различни метаболити се β-ситостерол (ID е M397T42) и деривати на кверцетин (M447T204_2), за кои е објавено дека се активни состојки. Претходно необјавени состојки, како што се тригонелин (M138T291_2), бетаин (M118T277_2), фустин (M269T36), ротенон (M241T189), арктиин (M557T165) и логанска киселина (M399T284_2), исто така беа вклучени меѓу диференцијалните метаболити. Овие компоненти играат различни улоги во антиоксидативното, антиинфламаторното, отстранувањето на слободните радикали, антиканцерогеното и лекувањето на атеросклерозата и, затоа, може да претставуваат потенцијални нови активни компоненти во YCH. Содржината на активните состојки ја одредува ефикасноста и квалитетот на медицинските материјали [7]. Накратко, метанолниот екстракт како единствен индекс за евалуација на квалитетот на YCH има некои ограничувања, а поспецифични маркери за квалитет треба дополнително да се истражат. Постоеја значителни разлики во вкупните стероли, вкупните флавоноиди и содржината на многу други диференцијални метаболити помеѓу дивиот и култивираниот YCH; па затоа, потенцијално постоеја некои разлики во квалитетот меѓу нив. Во исто време, новооткриените потенцијални активни состојки во YCH би можеле да имаат важна референтна вредност за проучување на функционалната основа на YCH и понатамошниот развој на ресурсите на YCH.
Важноста на вистинските медицински материјали одамна е препознаена во специфичниот регион на потекло за производство на кинески хербални лекови со одличен квалитет [
8] Високиот квалитет е суштински атрибут на вистинските медицински материјали, а живеалиштето е важен фактор што влијае на квалитетот на таквите материјали. Откако YCH почна да се користи како лек, долго време доминираше дивиот YCH. По успешното воведување и припитомување на YCH во Нингсија во 1980-тите, изворот на медицински материјали од Јинчаиху постепено се префрли од див кон култивиран YCH. Според претходно истражување на изворите на YCH [
9] и теренското истражување на нашата истражувачка група, постојат значителни разлики во областите на дистрибуција на култивираните и дивите медицински материјали. Дивиот YCH е главно дистрибуиран во автономниот регион Нингсиа Хуи во покраината Шанкси, во непосредна близина на сушната зона на Внатрешна Монголија и централна Нингсија. Особено, пустинската степа во овие области е најсоодветно живеалиште за раст на YCH. Спротивно на тоа, култивираниот YCH е главно дистрибуиран јужно од областа на дива дистрибуција, како што се округот Тонгсин (Култивиран I) и околните области, кој стана најголема база за одгледување и производство во Кина, и округот Пенгјанг (Култивиран II), кој се наоѓа во појужна област и е друга производствена област за култивиран YCH. Покрај тоа, живеалиштата на горенаведените две култивирани области не се пустинска степа. Затоа, покрај начинот на производство, постојат и значителни разлики во живеалиштето на дивиот и култивираниот YCH. Живеалиштето е важен фактор што влијае на квалитетот на хербалните медицински материјали. Различните живеалишта ќе влијаат на формирањето и акумулацијата на секундарни метаболити во растенијата, со што ќе влијаат на квалитетот на лековитите производи [
10,
11] Затоа, значајните разлики во содржината на вкупните флавоноиди и вкупните стероли и експресијата на 53-те метаболити што ги пронајдовме во оваа студија може да бидат резултат на управувањето со теренот и разликите во живеалиштата.
Еден од главните начини на кои околината влијае врз квалитетот на лековитите материјали е преку вршење стрес врз изворните растенија. Умерениот стрес од околината има тенденција да стимулира акумулација на секундарни метаболити [
12,
13] Хипотезата за рамнотежа на раст/диференцијација наведува дека, кога хранливите материи се во доволна количина, растенијата првенствено растат, додека кога хранливите материи се дефицитарни, растенијата главно се диференцираат и произведуваат повеќе секундарни метаболити [
14]. Стресот од суша предизвикан од недостаток на вода е главниот еколошки стрес со кој се соочуваат растенијата во сушните подрачја. Во оваа студија, состојбата на водата кај култивираниот YCH е пообилна, со годишни нивоа на врнежи значително повисоки од оние кај дивиот YCH (снабдувањето со вода за Cultivated I беше околу 2 пати поголемо од Wild; Cultivated II беше околу 3,5 пати поголемо од Wild). Покрај тоа, почвата во дивата средина е песоклива почва, но почвата во обработливото земјиште е глинеста почва. Во споредба со глината, песокливата почва има слаб капацитет за задржување на вода и е поверојатно да го влоши стресот од суша. Во исто време, процесот на одгледување често бил придружен со наводнување, па затоа степенот на стрес од суша бил низок. Дивиот YCH расте во сурови природни сушни живеалишта и затоа може да претрпи посериозен стрес од суша.
Осморегулацијата е важен физиолошки механизам преку кој растенијата се справуваат со стресот од суша, а алкалоидите се важни осмотски регулатори кај повисоките растенија [
15]. Бетаините се алкалоидни кватернерни амониумски соединенија растворливи во вода и можат да дејствуваат како осмопротектори. Стресот од суша може да го намали осмотскиот потенцијал на клетките, додека осмопротекторите ја зачувуваат и одржуваат структурата и интегритетот на биолошките макромолекули и ефикасно ја ублажуваат штетата предизвикана од стрес од суша кај растенијата [
16] На пример, под стрес од суша, содржината на бетаин во шеќерната репка и Lycium barbarum значително се зголемила [
17,
18]. Тригонелинот е регулатор на растот на клетките, а под стрес од суша, може да го продолжи времетраењето на клеточниот циклус на растението, да го инхибира растот на клетките и да доведе до намалување на волуменот на клетките. Релативното зголемување на концентрацијата на растворена супстанца во клетката му овозможува на растението да постигне осмотска регулација и да ја подобри својата способност да се спротивстави на стресот од суша [
19]. JIA X [
20] откриле дека, со зголемување на стресот од суша, Astragalus membranaceus (извор на традиционалната кинеска медицина) произведува повеќе тригонелин, кој делува за регулирање на осмотскиот потенцијал и подобрување на способноста за отпорност на стрес од суша. Исто така, се покажа дека флавоноидите играат важна улога во отпорноста на растенијата на стрес од суша [
21,
22]. Голем број студии потврдија дека умерениот стрес од суша е погоден за акумулација на флавоноиди. Ланг Дуо-Јонг и др. [
23] ги спореди ефектите од стресот од суша врз YCH преку контролирање на капацитетот за задржување на вода на полето. Утврдено е дека стресот од суша го инхибира растот на корените до одреден степен, но при умерен и тежок стрес од суша (40% капацитет за задржување на вода на полето), вкупната содржина на флавоноиди во YCH се зголемува. Во меѓувреме, под стрес од суша, фитостеролите можат да дејствуваат за регулирање на флуидноста и пропустливоста на клеточната мембрана, да го инхибираат губењето на вода и да ја подобрат отпорноста на стрес [
24,
25] Затоа, зголемената акумулација на вкупни флавоноиди, вкупни стероли, бетаин, тригонелин и други секундарни метаболити во дивиот YCH може да биде поврзана со стрес од суша со висок интензитет.
Во оваа студија, беше извршена анализа на збогатување на KEGG патеката на метаболитите за кои се покажа дека се значително различни помеѓу дивиот и култивираниот YCH. Збогатените метаболити ги вклучуваа оние вклучени во патеките на метаболизмот на аскорбат и алдарат, биосинтезата на аминоацил-tRNA, метаболизмот на хистидин и метаболизмот на бета-аланин. Овие метаболички патишта се тесно поврзани со механизмите за отпорност на стрес кај растенијата. Меѓу нив, метаболизмот на аскорбат игра важна улога во производството на антиоксиданси кај растенијата, метаболизмот на јаглерод и азот, отпорноста на стрес и други физиолошки функции [
26]; биосинтезата на аминоацил-тРНК е важен пат за формирање на протеини [
27,
28], кој е вклучен во синтезата на протеини отпорни на стрес. И хистидинскиот и β-аланинскиот пат можат да ја зголемат толеранцијата на растенијата кон стрес од околината [
29,
30] Ова дополнително укажува дека разликите во метаболитите помеѓу дивиот и култивираниот YCH се тесно поврзани со процесите на отпорност на стрес.
Почвата е материјална основа за раст и развој на лековити растенија. Азотот (N), фосфорот (P) и калиумот (K) во почвата се важни хранливи елементи за раст и развој на растенијата. Органската материја во почвата содржи и N, P, K, Zn, Ca, Mg и други макроелементи и елементи во трагови потребни за лековити растенија. Прекумерните или дефицитарните хранливи материи, или неурамнотежените соодноси на хранливи материи, ќе влијаат на растот и развојот и квалитетот на лековитите материјали, а различните растенија имаат различни потреби за хранливи материи [
31,
32,
33] На пример, низок стрес со азот ја промовирал синтезата на алкалоиди кај Isatis indigotica и бил корисен за акумулација на флавоноиди кај растенија како што се Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge и Dichondra repens Forst. Спротивно на тоа, премногу азот го инхибирал акумулацијата на флавоноиди кај видови како што се Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis и Ginkgo biloba и влијаел на квалитетот на медицинските материјали [
34]. Примената на фосфорно ѓубриво беше ефикасна во зголемувањето на содржината на глициризинова киселина и дихидроацетон во уралскиот сладунец [
35]. Кога количината на апликација надминува 0,12 kg·m−2, вкупната содржина на флавоноиди во Tussilago farfara се намалува [
36]. Примената на фосфорно ѓубриво имаше негативен ефект врз содржината на полисахариди во традиционалната кинеска медицина rhizoma polygonati [
37], но ѓубривото со калиум беше ефикасно во зголемувањето на неговата содржина на сапонини [
38]. Примената на 450 kg·hm−2 K ѓубриво беше најдобро за раст и акумулација на сапонини кај двегодишниот Panax notoginseng [
39]. Под сооднос N:P:K = 2:2:1, вкупните количини на хидротермален екстракт, харпагид и харпагозид беа највисоки [
40]. Високиот сооднос на N, P и K беше корисен за поттикнување на растот на Pogostemon cablin и зголемување на содржината на испарливо масло. Нискиот сооднос на N, P и K ја зголеми содржината на главните ефективни компоненти на маслото од стеблото и листот од Pogostemon cablin [
41] YCH е растение отпорно на неплодна почва и може да има специфични барања за хранливи материи како што се N, P и K. Во оваа студија, во споредба со култивираниот YCH, почвата на дивите YCH растенија беше релативно неплодна: содржината на органска материја во почвата, вкупниот N, вкупниот P и вкупниот K беа околу 1/10, 1/2, 1/3 и 1/3 од оние на култивираните растенија, соодветно. Затоа, разликите во хранливите материи во почвата може да бидат друга причина за разликите помеѓу метаболитите откриени во култивираниот и дивиот YCH. Веибао Ма и др. [
42] откриле дека примената на одредена количина на азотно ѓубриво и фосфорно ѓубриво значително го подобрила приносот и квалитетот на семето. Сепак, ефектот на хранливите елементи врз квалитетот на YCH не е јасен, а мерките за ѓубрење за подобрување на квалитетот на лековитите материјали бараат понатамошно проучување.
Кинеските хербални лекови имаат карактеристики како „Поволните живеалишта го поттикнуваат приносот, а неповолните живеалишта го подобруваат квалитетот“ [
43] Во процесот на постепено преминување од див кон култивиран YCH, живеалиштето на растенијата се промени од сушна и неплодна пустинска степа во плодна обработлива земја со поизобилна вода. Живеалиштето на култивираниот YCH е супериорно, а приносот е поголем, што е корисно за задоволување на побарувачката на пазарот. Сепак, ова супериорно живеалиште доведе до значителни промени во метаболитите на YCH; дали ова е погодно за подобрување на квалитетот на YCH и како да се постигне висококвалитетно производство на YCH преку мерки за одгледување засновани на наука, ќе бара понатамошно истражување.
Симулативното одгледување во живеалишта е метод за симулирање на условите на живеалиштата и животната средина на дивите лековити растенија, врз основа на познавање на долгорочната адаптација на растенијата на специфични еколошки стресови [
43]. Со симулирање на различни фактори на животната средина кои влијаат на дивите растенија, особено на оригиналното живеалиште на растенијата што се користат како извори на автентични лековити материјали, пристапот користи научен дизајн и иновативна човечка интервенција за да го балансира растот и секундарниот метаболизам на кинеските лековити растенија [
43] Методите имаат за цел да постигнат оптимални аранжмани за развој на висококвалитетни медицински материјали. Симулативното одгледување во живеалишта треба да обезбеди ефикасен начин за висококвалитетно производство на YCH дури и кога фармакодинамичката основа, маркерите за квалитет и механизмите за одговор на факторите на животната средина се нејасни. Според тоа, предлагаме научниот дизајн и мерките за управување на терен во одгледувањето и производството на YCH да се спроведат со осврт на еколошките карактеристики на дивиот YCH, како што се сушните, неплодните и песокливите услови на почвата. Во исто време, се надеваме дека истражувачите ќе спроведат подетални истражувања за функционалната материјална основа и маркерите за квалитет на YCH. Овие студии можат да обезбедат поефикасни критериуми за евалуација на YCH и да го промовираат висококвалитетното производство и одржливиот развој на индустријата.
ФОБ цена:0,5 - 9.999 американски долари / парче Мин. Количина на нарачка:100 парчиња/парчиња Способност за снабдување:10000 парчиња месечно