Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com. Jūsu izmantotajai pārlūkprogrammas versijai ir ierobežots CSS atbalsts. Lai iegūtu labākos rezultātus, iesakām izmantot jaunāku pārlūkprogrammas versiju (vai izslēgt saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer). Tikmēr, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu, mēs rādām vietni bez stila vai JavaScript.
Kadmija (Cd) piesārņojums rada potenciālus draudus ārstniecības auga Panax notoginseng audzēšanas drošībai Juņnaņā. Eksogēnā Cd stresa apstākļos tika veikti lauka eksperimenti, lai izprastu kaļķa lietošanas (0, 750, 2250 un 3750 kg/h/m2) un lapotnes izsmidzināšanas ar skābeņskābi (0, 0,1 un 0,2 mol/l) ietekmi uz Cd un antioksidanta uzkrāšanos. Panax notoginseng sistēmiskie un ārstnieciskie komponenti. Rezultāti parādīja, ka Cd stresa apstākļos kaļķis un lapotnes izsmidzināšana ar skābeņskābi varēja palielināt Panax notoginseng Ca2+ saturu un samazināt Cd2+ toksicitāti. Kaļķa un skābeņskābes pievienošana palielināja antioksidantu enzīmu aktivitāti un mainīja osmotisko regulatoru metabolismu. Visnozīmīgākais ir CAT aktivitātes pieaugums par 2,77 reizēm. Skābeņskābes ietekmē SOD aktivitāte palielinājās līdz 1,78 reizēm. MDA saturs samazinājās par 58,38%. Pastāv ļoti būtiska korelācija ar šķīstošo cukuru, brīvajām aminoskābēm, prolīnu un šķīstošajām olbaltumvielām. Kaļķis un skābeņskābe var palielināt kalcija jonu (Ca2+) saturu Panax notoginseng augos, samazināt Cd saturu, uzlabot Panax notoginseng izturību pret stresu un palielināt kopējo saponīnu un flavonoīdu ražošanu. Cd saturs ir viszemākais, par 68,57% zemāks nekā kontrolē, un atbilst standarta vērtībai (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). SPN īpatsvars bija 7,73%, sasniedzot augstāko līmeni starp visām apstrādēm, un flavonoīdu saturs ievērojami palielinājās par 21,74%, sasniedzot standarta medicīniskās vērtības un optimālo ražu.
Kadmijs (Cd) ir bieži sastopama kultivēto augsņu piesārņotāja, kas viegli migrē un kam ir ievērojama bioloģiskā toksicitāte. El-Shafei et al.2 ziņoja, ka kadmija toksicitāte ietekmē izmantoto augu kvalitāti un produktivitāti. Pārmērīgs kadmija līmenis kultivētajā augsnē Ķīnas dienvidrietumos pēdējos gados ir kļuvis nopietns. Juņnaņas province ir Ķīnas bioloģiskās daudzveidības karaliste, un ārstniecības augu sugas ieņem pirmo vietu valstī. Tomēr Juņnaņas province ir bagāta ar minerāliem, un ieguves process neizbēgami noved pie smago metālu piesārņojuma augsnē, kas ietekmē vietējo ārstniecības augu ražošanu.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) ir ļoti vērtīgs daudzgadīgs zālaugu ārstniecības augs, kas pieder pie Araliaceae dzimtas Panax ģints. Panax notoginseng uzlabo asinsriti, novērš asins stagnāciju un mazina sāpes. Galvenā ražošanas vieta ir Veņšanas prefektūra, Juņnaņas province5. Vairāk nekā 75% augsnes vietējās Panax notoginseng žeņšeņa audzēšanas vietās ir piesārņota ar kadmiju, un tā līmenis dažādās vietās svārstās no 81% līdz vairāk nekā 100%6. Cd toksiskā iedarbība arī ievērojami samazina Panax notoginseng ārstniecisko komponentu, īpaši saponīnu un flavonoīdu, ražošanu. Saponīni ir glikozīdu savienojumu veids, kuru aglikoni ir triterpenoīdi vai spirostāni. Tie ir daudzu tradicionālo ķīniešu zāļu galvenās aktīvās sastāvdaļas un satur saponīnus. Dažiem saponīniem piemīt arī antibakteriāla aktivitāte vai vērtīgas bioloģiskas aktivitātes, piemēram, pretdrudža, nomierinoša un pretvēža iedarbība7. Flavonoīdi parasti attiecas uz savienojumu sēriju, kurā divi benzola gredzeni ar fenola hidroksilgrupām ir savienoti caur trim centrālajiem oglekļa atomiem. Galvenā kodola sastāvdaļa ir 2-fenilhromanons 8. Tas ir spēcīgs antioksidants, kas augos efektīvi iznīcina skābekļa brīvos radikāļus. Tas var arī kavēt iekaisuma bioloģisko enzīmu iekļūšanu, veicināt brūču dzīšanu un sāpju mazināšanu, kā arī pazemināt holesterīna līmeni. Tā ir viena no galvenajām Panax notoginseng aktīvajām sastāvdaļām. Ir steidzami jārisina kadmija piesārņojuma problēma augsnē Panax ginseng ražošanas apgabalos un jānodrošina tā būtisko ārstniecisko sastāvdaļu ražošana.
Kaļķis ir viens no plaši izmantotajiem pasivatoriem stacionārai augsnes attīrīšanai no kadmija piesārņojuma10. Tas ietekmē Cd adsorbciju un nogulsnēšanos augsnē, samazinot Cd biopieejamību augsnē, palielinot pH vērtību un mainot augsnes katjonu apmaiņas kapacitāti (CEC), augsnes sāļu piesātinājumu (BS) un augsnes redokspotenciālu (Eh)3, 11. Turklāt kaļķis nodrošina lielu Ca2+ daudzumu, veido jonu antagonismu ar Cd2+, konkurē par adsorbcijas vietām saknēs, novērš Cd transportēšanu augsnē un tam ir zema bioloģiskā toksicitāte. Kad Cd stresa apstākļos tika pievienots 50 mmol L-1 Ca, Cd transports sezama lapās tika kavēts un Cd uzkrāšanās samazinājās par 80%. Vairāki līdzīgi pētījumi ir ziņoti par rīsiem (Oryza sativa L.) un citām kultūrām12,13.
Pēdējos gados jauna smago metālu kontroles metode ir kultūraugu lapotnes izsmidzināšana, lai kontrolētu smago metālu uzkrāšanos. Tās princips galvenokārt ir saistīts ar helātu veidošanās reakciju augu šūnās, kā rezultātā smagie metāli nogulsnējas uz šūnu sieniņas un kavē smago metālu uzņemšanu augos14,15. Kā stabils diskābes helātu veidotājs, skābeņskābe var tieši helatēt smago metālu jonus augos, tādējādi samazinot toksicitāti. Pētījumi liecina, ka sojas pupiņās esošā skābeņskābe var helatēt Cd2+ un atbrīvot Cd saturošus kristālus caur augšējām trihomu šūnām, samazinot Cd2+ līmeni organismā16. Skābeņskābe var regulēt augsnes pH līmeni, uzlabot superoksīda dismutāzes (SOD), peroksidāzes (POD) un katalāzes (CAT) aktivitāti, kā arī regulēt šķīstošā cukura, šķīstošā proteīna, brīvo aminoskābju un prolīna iekļūšanu. Metabolisma regulatori17,18. Skābe un Ca2+ pārpalikums augā veido kalcija oksalāta nogulsnes kodolu veidojošo proteīnu iedarbībā. Ca2+ koncentrācijas regulēšana augos var efektīvi panākt izšķīdušās skābeņskābes un Ca2+ regulēšanu augos un novērst pārmērīgu skābeņskābes un Ca2+ uzkrāšanos19,20.
Lietotā kaļķa daudzums ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē atjaunojošo efektu. Tika konstatēts, ka kaļķa deva svārstījās no 750 līdz 6000 kg/m2. Skābā augsnē ar pH 5,0–5,5 kaļķa lietošanas ietekme devā 3000–6000 kg/h/m2 ir ievērojami lielāka nekā devā 750 kg/h/m221. Tomēr pārmērīga kaļķa lietošana radīs zināmu negatīvu ietekmi uz augsni, piemēram, ievērojamas augsnes pH izmaiņas un augsnes sablīvēšanos22. Tāpēc mēs definējām CaO apstrādes līmeņus kā 0, 750, 2250 un 3750 kg hm-2. Kad Arabidopsis thaliana tika lietota skābeņskābe, tika konstatēts, ka Ca2+ bija ievērojami samazināts pie koncentrācijas 10 mmol L-1, un CRT gēnu saime, kas ietekmē Ca2+ signalizāciju, reaģēja spēcīgi20. Dažu iepriekšējo pētījumu uzkrāšana ļāva mums noteikt šī testa koncentrāciju un turpināt pētīt eksogēno piedevu mijiedarbības ietekmi uz Ca2+ un Cd2+23,24,25. Tāpēc šī pētījuma mērķis ir izpētīt eksogēnā kaļķa un skābeņskābes lapu izsmidzināšanas regulēšanas mehānismu uz Panax notoginseng Cd saturu un stresa toleranci Cd piesārņotā augsnē un turpināt izpētīt veidus, kā labāk nodrošināt zāļu kvalitāti un efektivitāti. Panax notoginseng ražošana. Viņš sniedz vērtīgus norādījumus par zālaugu augu audzēšanas apjoma palielināšanu kadmija piesārņotās augsnēs un augstas kvalitātes, ilgtspējīgas ražošanas sasniegšanu, ko pieprasa farmācijas tirgus.
Izmantojot vietējo žeņšeņa šķirni Wenshan Panax notoginseng kā materiālu, lauka eksperiments tika veikts Lannizhai, Qiubei apgabalā, Wenshan prefektūrā, Juņnaņas provincē (24°11′N, 104°3′E, augstums 1446 m). Gada vidējā temperatūra ir 17°C, un vidējais gada nokrišņu daudzums ir 1250 mm. Pētītās augsnes fona vērtības bija TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, OM 31,86 g kg-1, sārmu hidrolizētais N 88,82 mg kg-1, bez fosfora 18,55 mg kg-1, brīvais kālijs 100,37 mg kg-1, kopējais kadmijs 0,3 mg kg-1, pH 5,4.
2017. gada 10. decembrī 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2·2,5H2O) un kaļķa apstrāde (0, 750, 2250 un 3750 kg/h/m2) tika sajaukti un uzklāti uz augsnes virsmas 0–10 cm biezā slānī katrā parauglaukumā. Katra apstrāde tika atkārtota 3 reizes. Testa parauglaukumi ir izvietoti nejauši, katrs parauglaukums aizņem 3 m2 platību. Viengadīgi Panax notoginseng stādi tika pārstādīti pēc 15 dienu augsnes apstrādes. Izmantojot saules aizsargtīklu, Panax notoginseng gaismas intensitāte saules aizsargtīkla iekšpusē ir aptuveni 18% no parastās dabiskās gaismas intensitātes. Audzēšana tiek veikta saskaņā ar vietējām tradicionālajām audzēšanas metodēm. Pirms Panax notoginseng nogatavošanās stadijas 2019. gadā apsmidziniet skābeņskābi nātrija oksalāta veidā. Skābeņskābes koncentrācija bija attiecīgi 0, 0,1 un 0,2 mol L-1, un NaOH tika izmantots, lai noregulētu pH līdz 5,16, lai simulētu pakaišu skalošanas šķīduma vidējo pH līmeni. Lapu augšējo un apakšējo virsmu apsmidzināja reizi nedēļā plkst. 8:00. Pēc 4 reizēm veiktas izsmidzināšanas 5. nedēļā tika novākti 3 gadus veci Panax notoginseng augi.
2019. gada novembrī no lauka tika savākti trīs gadus veci Panax notoginseng augi un apsmidzināti ar skābeņskābi. Daži trīs gadus vecu Panax notoginseng augu paraugi, kuriem bija jānosaka fizioloģiskā vielmaiņa un enzīmu aktivitāte, tika ievietoti sasaldēšanas mēģenēs, ātri sasaldēti ar šķidru slāpekli un pēc tam pārvietoti uz ledusskapi -80 °C temperatūrā. Daži sakņu paraugi, kuriem nogatavošanās stadijā bija jānosaka Cd un aktīvās vielas saturs, tika mazgāti ar krāna ūdeni, žāvēti 105 °C temperatūrā 30 minūtes, pie nemainīga svara 75 °C temperatūrā un samalti piestā uzglabāšanai.
Nosver 0,2 g sausa auga parauga, ievieto to Erlenmeijera kolbā, pievieno 8 ml HNO3 un 2 ml HClO4 un pārklāj uz nakti. Nākamajā dienā elektrotermiskai šķelšanai izmanto izliektu piltuvi, kas ievietota Erlenmeijera kolbā, līdz parādās balti dūmi un gremošanas sulas iztek dzidras. Pēc atdzesēšanas līdz istabas temperatūrai maisījums tika pārnests 10 ml mērkolbā. Cd saturs tika noteikts, izmantojot atomu absorbcijas spektrometru (Thermo ICE™ 3300 AAS, ASV). (GB/T 23739-2009).
Nosver 0,2 g sausa auga parauga, ievieto to 50 ml plastmasas pudelē, pievieno 1 mol L-1 HCl 10 ml, aizvāko un labi krata 15 stundas un filtrē. Izmantojot pipeti, iepilina nepieciešamo filtrāta daudzumu, atšķaida to atbilstoši un pievieno SrCl2 šķīdumu, lai Sr2+ koncentrāciju palielinātu līdz 1 g L-1. Ca saturs tika mērīts, izmantojot atomu absorbcijas spektrometru (Thermo ICE™ 3300 AAS, ASV).
Malondialdehīda (MDA), superoksīda dismutāzes (SOD), peroksidāzes (POD) un katalāzes (CAT) references komplekta metode (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., produkta reģistrācija), izmantojiet atbilstošo mērīšanas komplektu. Nr.: Pekinas Farmakopeja (precīza) 2013 Nr. 2400147).
Nosveriet aptuveni 0,05 g Panax notoginseng parauga un pievienojiet antrona-sērskābes reaģentu gar mēģenes malām. Kratiet mēģeni 2-3 sekundes, lai rūpīgi sajauktu šķidrumu. Novietojiet mēģeni uz mēģenes statīva, lai uz 15 minūtēm attīstītu krāsu. Šķīstošā cukura saturs tika noteikts ar ultravioletā-redzamā spektrofotometriju (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Ķīna) pie viļņa garuma 620 nm.
Nosver 0,5 g svaiga Panax notoginseng parauga, sasmalcina to homogenātā ar 5 ml destilēta ūdens un pēc tam centrifugē ar 10 000 g 10 minūtes. Supernatantu atšķaida līdz fiksētam tilpumam. Tika izmantota Coomassie Brilliant Blue metode. Šķīstošo olbaltumvielu saturs tika mērīts, izmantojot ultravioletā-redzamā spektrofotometriju (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Ķīna) pie 595 nm viļņa garuma un aprēķināts, pamatojoties uz liellopu seruma albumīna standarta līkni.
Nosver 0,5 g svaiga parauga, pievieno 5 ml 10% etiķskābes, sasmalcina līdz homogenātam, filtrē un atšķaida līdz nemainīgam tilpumam. Krāsas attīstīšanas metode tika izmantota ar ninhidrīna šķīdumu. Brīvo aminoskābju saturs tika noteikts ar UV-redzamās gaismas spektrofotometriju (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Ķīna) pie 570 nm un aprēķināts, pamatojoties uz leicīna standarta līkni28.
Nosver 0,5 g svaiga parauga, pievieno 5 ml 3% sulfosalicilskābes šķīduma, karsē ūdens vannā un krata 10 minūtes. Pēc atdzesēšanas šķīdumu filtrē un atšķaida līdz nemainīgam tilpumam. Tika izmantota kolorimetriskā metode ar skābo ninhidrīnu. Prolīna saturu noteica ar ultravioletā-redzamā spektrofotometriju (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Ķīna) pie 520 nm viļņa garuma un aprēķināja, pamatojoties uz prolīna standarta līkni29.
Saponīnu saturs tika noteikts, izmantojot augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfiju, atsaucoties uz Ķīnas Tautas Republikas Farmakopeju (2015. gada izdevums). Augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfijas pamatprincips ir izmantot augstspiediena šķidrumu kā mobilo fāzi un pielietot augstas veiktspējas kolonnhromatogrāfijas īpaši smalku daļiņu atdalīšanas tehnoloģiju stacionārajai fāzei. Darbības tehnika ir šāda:
AŠH apstākļi un sistēmas piemērotības tests (1. tabula): Kā pildvielu izmantojiet oktadecilsilānam saistītu silikagelu, kā mobilo fāzi A un kā mobilo fāzi B ūdeni. Veiciet gradienta eluēšanu, kā parādīts tabulā zemāk. Detekcijas viļņa garums ir 203 nm. Saskaņā ar žeņšeņa kopējo saponīnu R1 pīķi teorētisko plākšņu skaitam jābūt vismaz 4000.
Standarta šķīduma pagatavošana: Precīzi nosver ginsenozīdu Rg1, ginsenozīdu Rb1 un notoginsenozīdu R1 un pievieno metanolu, lai sagatavotu maisījumu, kas satur 0,4 mg ginsenozīda Rg1, 0,4 mg ginsenozīda Rb1 un 0,1 mg notoginsenozīda R1 uz 1 ml šķīduma.
Testa šķīduma pagatavošana: Nosver 0,6 g Panax ginseng pulvera un pievieno 50 ml metanola. Sajaukto šķīdumu nosver (W1) un atstāj uz nakti. Pēc tam sajaukto šķīdumu 2 stundas viegli vāra ūdens vannā 80°C temperatūrā. Pēc atdzesēšanas nosver sajaukto šķīdumu un pievieno sagatavoto metanolu pirmajai masai W1. Pēc tam labi sakrata un filtrē. Filtrātu atstāj analīzei.
Precīzi savāciet 10 μL standartšķīduma un 10 μL filtrāta un injicējiet tos augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfā (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.), lai noteiktu saponīna 24 saturu.
Standartlīkne: Rg1, Rb1 un R1 jaukta standarta šķīduma mērījums. Hromatogrāfijas apstākļi ir tādi paši kā iepriekš. Aprēķiniet standarta līkni, atzīmējot izmērīto pīķa laukumu uz y ass un saponīna koncentrāciju standarta šķīdumā uz x ass. Saponīna koncentrāciju var aprēķināt, ievietojot parauga izmērīto pīķa laukumu standarta līknē.
Nosver 0,1 g P. notogensings parauga un pievieno 50 ml 70% CH3OH šķīduma. Ultraskaņas ekstrakcija tika veikta 2 stundas, kam sekoja centrifugēšana ar ātrumu 4000 apgr./min 10 minūtes. Ņem 1 ml supernatanta un atšķaida to 12 reizes. Flavonoīdu saturs tika noteikts, izmantojot ultravioletā-redzamā spektrofotometriju (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Ķīna) pie viļņa garuma 249 nm. Kvercetīns ir viena no standarta izplatītajām vielām8.
Dati tika organizēti, izmantojot Excel 2010 programmatūru. Datu dispersijas analīzei tika izmantota SPSS 20 statistikas programmatūra. Attēli tika zīmēti, izmantojot Origin Pro 9.1. Aprēķinātās statistiskās vērtības ietver vidējo vērtību ± standartnovirzi. Statistiskās nozīmības apgalvojumi ir balstīti uz P < 0,05.
Pie tādas pašas skābeņskābes koncentrācijas, kas tika izmantota uz lapām, Ca saturs Panax notoginseng saknēs ievērojami palielinājās, palielinoties lietotā kaļķa daudzumam (2. tabula). Salīdzinot ar gadījumu bez kaļķa, Ca saturs palielinājās par 212 %, pievienojot 3750 kg/h/m2 kaļķa bez skābeņskābes apsmidzināšanas. Pie tāda paša lietotā kaļķa daudzuma Ca saturs nedaudz palielinājās, palielinoties skābeņskābes koncentrācijai.
Kadmija saturs saknēs svārstās no 0,22 līdz 0,70 mg kg-1. Pie tādas pašas skābeņskābes koncentrācijas izsmidzināšanā, palielinoties pievienotā kaļķa daudzumam, Kadmija saturs 2250 kg/h ievērojami samazinās. Salīdzinot ar kontroli, Kadmija saturs saknēs samazinājās par 68,57% pēc izsmidzināšanas ar 2250 kg hm-2 kaļķa un 0,1 mol l-1 skābeņskābes. Lietojot bezkaļķa un 750 kg/h kaļķa, Kadmija saturs žeņšeņa Panax saknēs ievērojami samazinājās, palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai. Lietojot 2250 kg/m2 un 3750 kg/m2 kaļķa, Kadmija saturs saknēs vispirms samazinājās un pēc tam palielinājās, palielinoties skābeņskābes koncentrācijai. Turklāt divdimensiju analīze parādīja, ka kaļķim bija būtiska ietekme uz Ca saturu Panax notoginseng saknēs (F = 82,84**), kaļķim bija būtiska ietekme uz Cd saturu Panax notoginseng saknēs (F = 74,99**) un skābeņskābei (F = 7,72*).
Palielinoties pievienotā kaļķa daudzumam un apsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijai, MDA saturs ievērojami samazinājās. Panax notoginseng saknēs MDA saturumā nebija būtiskas atšķirības bez kaļķa pievienošanas un pievienojot 3750 kg/m2 kaļķa. Pie lietošanas devas 750 kg/h/m2 un 2250 kg/h/m2 kaļķa saturs pēc 0,2 mol/l skābeņskābes izsmidzināšanas samazinājās attiecīgi par 58,38% un 40,21%, salīdzinot ar apstrādi bez skābeņskābes izsmidzināšanas. Viszemākais MDA saturs (7,57 nmol g-1) tika novērots, apsmidzinot 750 kg hm-2 kaļķa un 0,2 mol l-1 skābeņskābes (1. att.).
Lapu apsmidzināšanas ar skābeņskābi ietekme uz malondialdehīda saturu žeņšeņa saknēs kadmija stresa apstākļos. Piezīme: Attēlā redzamā leģenda norāda skābeņskābes koncentrāciju apsmidzināšanas brīdī (mol L-1); dažādi mazie burti norāda uz būtiskām atšķirībām starp apstrādēm, izmantojot vienu un to pašu kaļķa pielietojumu. skaitlis (P < 0,05). Tas pats zemāk.
Izņemot 3750 kg/h kaļķa lietošanu, Panax notoginseng saknēm SOD aktivitātē netika konstatēta būtiska atšķirība. Pievienojot 0, 750 un 2250 kg/h/m2 kaļķa, SOD aktivitāte, apstrādājot ar skābeņskābi 0,2 mol/l koncentrācijā, bija ievērojami augstāka nekā bez skābeņskābes lietošanas, palielinoties attiecīgi par 177,89%, 61,62% un 45,08%. SOD aktivitāte saknēs (598,18 U g-1) bija visaugstākā bez kaļķa lietošanas un apstrādājot ar skābeņskābi 0,2 mol/l koncentrācijā. Kad skābeņskābe tika apsmidzināta tādā pašā koncentrācijā jeb 0,1 mol L-1, SOD aktivitāte palielinājās, palielinoties pievienotā kaļķa daudzumam. Pēc apsmidzināšanas ar 0,2 mol/l skābeņskābi SOD aktivitāte ievērojami samazinājās (2. att.).
Lapu izsmidzināšanas ar skābeņskābi ietekme uz superoksīda dismutāzes, peroksidāzes un katalāzes aktivitāti Panax notoginseng saknēs kadmija stresa apstākļos
Tāpat kā SOD aktivitāte saknēs, arī POD aktivitāte saknēs, kas apstrādātas bez kaļķa un apsmidzinātas ar 0,2 mol L-1 skābeņskābes, bija visaugstākā (63,33 µmol g-1), kas ir par 148,35% augstāka nekā kontroles grupā (25,50 µmol g-1). Palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai un apstrādājot ar 3750 kg/m2 kaļķa, POD aktivitāte vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Salīdzinot ar apstrādi ar 0,1 mol L-1 skābeņskābi, POD aktivitāte, apstrādājot ar 0,2 mol L-1 skābeņskābi, samazinājās par 36,31% (2. att.).
Izņemot 0,2 mol/l skābeņskābes izsmidzināšanu un 2250 kg/h/m2 vai 3750 kg/h/m2 kaļķa pievienošanu, KAT aktivitāte bija ievērojami augstāka nekā kontroles grupā. Izsmidzinot 0,1 mol/l skābeņskābi un pievienojot 0,2250 kg/m2 vai 3750 kg/h/m2 kaļķa, KAT aktivitāte palielinājās attiecīgi par 276,08%, 276,69% ​​un 33,05%, salīdzinot ar apstrādi bez skābeņskābes izsmidzināšanas. KAT aktivitāte saknēs bija visaugstākā (803,52 μmol/g) bez kaļķa un 0,2 mol/l skābeņskābes apstrādē. Viszemākā KAT aktivitāte (172,88 μmol/g) bija, apstrādājot ar 3750 kg/h/m kaļķa un 0,2 mol/l skābeņskābes pievienošanu (2. att.).
Divfaktoru analīze parādīja, ka Panax notoginseng sakņu CAT aktivitāte un MDA aktivitāte bija nozīmīgi saistīta ar apsmidzinātās skābeņskābes vai kaļķa daudzumu un abām apstrādes metodēm (3. tabula). SOD aktivitāte saknēs bija nozīmīgi saistīta ar kaļķa un skābeņskābes apstrādi vai skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrāciju. Sakņu POD aktivitāte bija nozīmīgi atkarīga no izmantotā kaļķa daudzuma vai kaļķa un skābeņskābes apstrādes.
Šķīstošo cukuru saturs saknēs samazinājās, palielinoties kaļķa lietošanas daudzumam un skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai. Panax notoginseng sakņu šķīstošo cukuru saturumā netika konstatēta būtiska atšķirība bez kaļķa lietošanas un lietojot 750 kg/h/m² kaļķa. Lietojot 2250 kg/m² kaļķa, šķīstošā cukura saturs, apstrādājot ar 0,2 mol/l skābeņskābes, bija ievērojami augstāks nekā apstrādājot bez skābeņskābes izsmidzināšanas, palielinoties par 22,81%. Lietojot 3750 kg h/m² kaļķa, šķīstošā cukura saturs ievērojami samazinājās, palielinoties apsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijai. Šķīstošā cukura saturs, apstrādājot ar 0,2 mol L-1 skābeņskābes, samazinājās par 38,77% salīdzinājumā ar apstrādi bez skābeņskābes izsmidzināšanas. Turklāt 0,2 mol·L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas apstrādei bija viszemākais šķīstošā cukura saturs, kas bija 205,80 mg·g-1 (3. att.).
Lapu apsmidzināšanas ar skābeņskābi ietekme uz šķīstošā kopējā cukura un šķīstošā proteīna saturu Panax notoginseng saknēs kadmija stresa apstākļos
Šķīstošo olbaltumvielu saturs saknēs samazinājās, palielinoties kaļķa lietošanas un skābeņskābes izsmidzināšanas daudzumam. Bez kaļķa pievienošanas šķīstošo olbaltumvielu saturs, apstrādājot ar skābeņskābes izsmidzināšanu 0,2 mol L-1 koncentrācijā, bija ievērojami samazinājies par 16,20% salīdzinājumā ar kontroli. Panax notoginseng sakņu šķīstošo olbaltumvielu saturā, lietojot 750 kg/h kaļķa, nebija būtisku atšķirību. Lietojot 2250 kg/h/m kaļķa, šķīstošo olbaltumvielu saturs pēc 0,2 mol/l skābeņskābes izsmidzināšanas bija ievērojami augstāks nekā pēc izsmidzināšanas bez skābeņskābes (35,11%). Lietojot 3750 kg·h/m2 kaļķa, šķīstošo olbaltumvielu saturs ievērojami samazinājās, palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai, un viszemākais šķīstošo olbaltumvielu saturs (269,84 μg·g-1) bija pēc 0,2 mol·L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas (3. att.).
Bez kaļķa lietošanas netika konstatētas būtiskas atšķirības brīvo aminoskābju saturā Panax notoginseng saknē. Palielinoties skābeņskābes koncentrācijai smidzināšanas maisījumā un pievienojot 750 kg/h/m2 kaļķa, brīvo aminoskābju saturs vispirms samazinājās un pēc tam palielinājās. Salīdzinot ar apstrādi bez skābeņskābes izsmidzināšanas, brīvo aminoskābju saturs ievērojami palielinājās par 33,58%, izsmidzinot 2250 kg hm-2 kaļķa un 0,2 mol l-1 skābeņskābes. Brīvo aminoskābju saturs ievērojami samazinājās, palielinot skābeņskābes koncentrāciju smidzināšanas maisījumā un pievienojot 3750 kg/m2 kaļķa. Brīvo aminoskābju saturs pēc 0,2 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas samazinājās par 49,76% salīdzinājumā ar apstrādi bez skābeņskābes. Brīvo aminoskābju saturs bija visaugstākais bez skābeņskābes izsmidzināšanas un bija 2,09 mg g-1. 0,2 mol/l skābeņskābes izsmidzināšanas apstrādei bija viszemākais brīvo aminoskābju saturs (1,05 mg/g) (4. att.).
Lapu apsmidzināšanas ar skābeņskābi ietekme uz brīvo aminoskābju un prolīna saturu Panax notoginseng saknēs kadmija stresa apstākļos
Prolīna saturs saknēs samazinājās, palielinoties lietotā kaļķa daudzumam un skābeņskābes izsmidzināšanas daudzumam. Žeņšeņa saknes prolīna saturā, ja kaļķis netika lietots, netika konstatētas būtiskas atšķirības. Palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai un lietojot 750 vai 2250 kg/m2 kaļķa, prolīna saturs vispirms samazinājās un pēc tam palielinājās. Prolīna saturs pēc 0,2 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas bija ievērojami augstāks nekā pēc 0,1 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas, palielinoties attiecīgi par 19,52% un 44,33%. Pievienojot 3750 kg/m2 kaļķa, prolīna saturs ievērojami samazinājās, palielinoties izsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijai. Pēc 0,2 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas prolīna saturs samazinājās par 54,68% salīdzinājumā ar to, kad skābeņskābe netika izsmidzināšana. Viszemākais prolīna saturs bija, apstrādājot ar 0,2 mol/l skābeņskābi, un tas sasniedza 11,37 μg/g (4. att.).
Kopējais saponīnu saturs žeņšeņā (Panax notoginseng) ir Rg1>Rb1>R1. Triju saponīnu saturā nebija būtiskas atšķirības, palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai un koncentrācijai bez kaļķa lietošanas (4. tabula).
Pēc 0,2 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas R1 saturs bija ievērojami zemāks nekā bez skābeņskābes izsmidzināšanas un kaļķa devas 750 vai 3750 kg/m2 uzklāšanas. Pie izsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijas 0 vai 0,1 mol/l nebija būtiskas atšķirības R1 saturā, palielinoties pievienotā kaļķa daudzumam. Pie 0,2 mol/l skābeņskābes koncentrācijas R1 saturs 3750 kg/h/m2 kaļķa bija ievērojami zemāks nekā 43,84% bez kaļķa pievienošanas (4. tabula).
Palielinoties skābeņskābes koncentrācijai izsmidzināšanas līdzeklī un pievienojot 750 kg/m2 kaļķa, Rg1 saturs vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Pie kaļķa lietošanas ātrumiem 2250 un 3750 kg/h Rg1 saturs samazinājās, palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai. Pie tādas pašas izsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijas, palielinoties kaļķa daudzumam, Rg1 saturs vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Salīdzinot ar kontroli, izņemot Rg1 saturu trīs skābeņskābes koncentrācijās un 750 kg/m2 kaļķa apstrādēs, kas bija augstāks nekā kontrolē, Rg1 saturs Panax notoginseng saknēs citās apstrādēs bija zemāks nekā kontrolē. Maksimālais Rg1 saturs bija, izsmidzinot 750 kg/h/m2 kaļķa un 0,1 mol/l skābeņskābes, kas bija par 11,54% augstāks nekā kontrolē (4. tabula).
Palielinoties skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijai un uzklātā kaļķa daudzumam pie plūsmas ātruma 2250 kg/h, Rb1 saturs vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Pēc 0,1 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas Rb1 saturs sasniedza maksimālo vērtību 3,46%, kas bija par 74,75% augstāka nekā bez skābeņskābes izsmidzināšanas. Citām kaļķa apstrādes metodēm starp dažādām skābeņskābes izsmidzināšanas koncentrācijām nebija būtisku atšķirību. Pēc izsmidzināšanas ar 0,1 un 0,2 mol L-1 skābeņskābi, palielinoties kaļķa daudzumam, Rb1 saturs vispirms samazinājās un pēc tam samazinājās (4. tabula).
Pie vienādas smidzināšanas koncentrācijas ar skābeņskābi, palielinoties pievienotā kaļķa daudzumam, flavonoīdu saturs vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Izsmidzinot dažādas skābeņskābes koncentrācijas bez kaļķa un 3750 kg/m2 kaļķa, būtiska atšķirība flavonoīdu saturā netika konstatēta. Pievienojot 750 un 2250 kg/m2 kaļķa, palielinoties izsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijai, flavonoīdu saturs vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Lietojot 750 kg/m2 un izsmidzinot skābeņskābi 0,1 mol/l koncentrācijā, flavonoīdu saturs bija maksimāls – 4,38 mg/g, kas ir par 18,38% augstāks nekā pievienojot tādu pašu kaļķa daudzumu, un nebija nepieciešams izsmidzināt skābeņskābi. Flavonoīdu saturs, apstrādājot ar 0,1 mol L-1 skābeņskābes aerosolu, palielinājās par 21,74% salīdzinājumā ar apstrādi bez skābeņskābes un apstrādi ar kaļķi 2250 kg/m2 devā (5. att.).
Lapu izsmidzināšanas ar oksalātu ietekme uz flavonoīdu saturu Panax notoginseng saknē kadmija stresa apstākļos
Divfaktoru analīze parādīja, ka Panax notoginseng sakņu šķīstošo cukuru saturs bija būtiski atkarīgs no izmantotā kaļķa daudzuma un apsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijas. Šķīstošo olbaltumvielu saturs saknēs bija būtiski korelēts ar kaļķa un skābeņskābes devu. Brīvo aminoskābju un prolīna saturs saknēs bija būtiski korelēts ar izmantotā kaļķa daudzumu, apsmidzinātās skābeņskābes koncentrāciju, kaļķi un skābeņskābi (5. tabula).
R1 saturs Panax notoginseng saknēs bija būtiski atkarīgs no apsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijas, izmantotā kaļķa, kaļķa un skābeņskābes daudzuma. Flavonoīdu saturs bija būtiski atkarīgs no izsmidzinātās skābeņskābes koncentrācijas un pievienotā kaļķa daudzuma.
Lai samazinātu kadmija līmeni augos, fiksējot kadmiju augsnē, ir izmantoti daudzi augsnes uzlabotāji, piemēram, kaļķis un skābeņskābe30. Kaļķi plaši izmanto kā augsnes uzlabotāju, lai samazinātu kadmija līmeni kultūraugos31. Liang et al.32 ziņoja, ka skābeņskābi var izmantot arī, lai attīrītu augsni, kas piesārņota ar smagajiem metāliem. Pēc tam, kad piesārņotajai augsnei tika pievienota dažādas koncentrācijas skābeņskābe, palielinājās augsnes organisko vielu saturs, samazinājās katjonu apmaiņas kapacitāte un palielinājās pH33. Skābeņskābe var reaģēt arī ar metālu joniem augsnē. Cd stresa apstākļos Cd saturs Panax notoginseng ievērojami palielinājās, salīdzinot ar kontroles grupu. Tomēr, ja tiek izmantots kaļķis, tas ievērojami samazinās. Kad šajā pētījumā tika izmantots 750 kg/h/m² kaļķa, Cd saturs saknēs sasniedza valsts standartu (Cd robežvērtība ir Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), un efekts bija labs. Vislabākais efekts tiek panākts, pievienojot 2250 kg/m2 kaļķa. Kaļķa pievienošana rada lielu skaitu konkurences vietu Ca2+ un Cd2+ joniem augsnē, un skābeņskābes pievienošana samazina Cd saturu Panax notoginseng saknēs. Pēc kaļķa un skābeņskābes sajaukšanas Panax ginseng saknes Cd saturs ievērojami samazinājās un sasniedza valsts standartu. Ca2+ augsnē tiek adsorbēts uz sakņu virsmas, izmantojot masas plūsmas procesu, un to var absorbēt sakņu šūnās caur kalcija kanāliem (Ca2+ kanāliem), kalcija sūkņiem (Ca2+-AT-Pase) un Ca2+/H+ antiporteriem, un pēc tam horizontāli transportēt uz saknēm. Ksilema 23. Pastāvēja būtiska negatīva korelācija starp Ca un Cd saturu saknēs (P < 0,05). Cd saturs samazinājās, palielinoties Ca saturam, kas atbilst idejai par antagonismu starp Ca un Cd. ANOVA parādīja, ka kaļķa daudzumam bija būtiska ietekme uz Ca saturu Panax notoginseng saknēs. Pongrack et al.35 ziņoja, ka Cd saistās ar oksalātu kalcija oksalāta kristālos un konkurē ar Ca. Tomēr skābeņskābes regulējošā ietekme uz Ca bija nenozīmīga. Tas liecina, ka kalcija oksalāta nogulsnēšanās no skābeņskābes un Ca2+ nav vienkārša nogulsnēšanās, un kopprecipitācijas procesu var kontrolēt vairāki metabolisma ceļi.
Kadmija stresa ietekmē augos veidojas liels daudzums reaktīvo skābekļa sugu (ROS), kas bojā šūnu membrānu struktūru36. Malondialdehīda (MDA) saturu var izmantot kā indikatoru, lai spriestu par ROS līmeni un augu plazmas membrānas bojājuma pakāpi37. Antioksidantu sistēma ir svarīgs aizsargmehānisms reaktīvo skābekļa sugu iznīcināšanai38. Antioksidantu enzīmu (tostarp POD, SOD un CAT) aktivitāti parasti maina kadmija stress. Rezultāti parādīja, ka MDA saturs bija pozitīvi korelēts ar Cd koncentrāciju, norādot, ka augu membrānas lipīdu peroksidācijas apjoms palielinājās, palielinoties Cd koncentrācijai37. Tas atbilst Ouyang et al. pētījuma rezultātiem39. Šis pētījums parāda, ka MDA saturu būtiski ietekmē kaļķis, skābeņskābe, kaļķis un skābeņskābe. Pēc 0,1 mol L-1 skābeņskābes izsmidzināšanas Panax notoginseng MDA saturs samazinājās, norādot, ka skābeņskābe varētu samazināt Cd biopieejamību un ROS līmeni Panax notoginseng. Antioksidantu enzīmu sistēma ir vieta, kur notiek auga detoksikācijas funkcija. SOD izvada augu šūnās esošo O2- un ražo netoksisku O2 un maztoksisku H2O2. POD un CAT izvada H2O2 no augu audiem un katalizē H2O2 sadalīšanos par H2O. Pamatojoties uz iTRAQ proteomu analīzi, tika atklāts, ka pēc kaļķa lietošanas Cd40 stresa apstākļos SOD un PAL proteīnu ekspresijas līmenis samazinājās un POD ekspresijas līmenis palielinājās. CAT, SOD un POD aktivitāti Panax notoginseng saknē būtiski ietekmēja skābeņskābes un kaļķa deva. Apstrāde ar 0,1 mol L-1 skābeņskābi ievērojami palielināja SOD un CAT aktivitāti, bet regulējošā ietekme uz POD aktivitāti nebija acīmredzama. Tas parāda, ka skābeņskābe paātrina ROS sadalīšanos Cd stresa apstākļos un galvenokārt pabeidz H2O2 izvadīšanu, regulējot CAT aktivitāti, kas ir līdzīgi Guo et al.41 pētījumu rezultātiem par Pseudospermum sibiricum antioksidantu enzīmiem. Kos. ). 750 kg/h/m2 kaļķa pievienošanas ietekme uz antioksidantu sistēmas enzīmu aktivitāti un malondialdehīda saturu ir līdzīga skābeņskābes izsmidzināšanas ietekmei. Rezultāti parādīja, ka skābeņskābes izsmidzināšana varētu efektīvāk pastiprināt SOD un CAT aktivitāti Panax notoginseng un uzlabot Panax notoginseng stresa izturību. SOD un POD aktivitāte samazinājās, apstrādājot ar 0,2 mol L-1 skābeņskābes un 3750 kg hm-2 kaļķa, kas norāda, ka pārmērīga augstas skābeņskābes un Ca2+ koncentrācijas izsmidzināšana var izraisīt augu stresu, kas atbilst Luo et al. pētījumam. Wait 42.