Хвала вам што сте посетили Nature.com. Верзија прегледача коју користите има ограничену CSS подршку. За најбоље резултате, препоручујемо да користите новију верзију прегледача (или да искључите режим компатибилности у Internet Explorer-у). У међувремену, како бисмо осигурали континуирану подршку, приказујемо сајт без стилизовања или JavaScript-а.
Контаминација кадмијумом (Cd) представља потенцијалну претњу безбедности узгоја лековите биљке Panax notoginseng у Јунану. Под егзогеним Cd стресом, спроведени су теренски експерименти како би се разумели ефекти примене креча (0, 750, 2250 и 3750 кг/х/м2) и фолијарног прскања оксалном киселином (0, 0,1 и 0,2 мол/Л) на акумулацију Cd и антиоксиданса. Системске и лековите компоненте Panax notoginseng. Резултати су показали да под Cd стресом, креч и фолијарно прскање оксалном киселином могу повећати садржај Ca2+ у Panax notoginseng и смањити токсичност Cd2+. Додавање креча и оксалне киселине повећало је активност антиоксидативних ензима и променило метаболизам осмотских регулатора. Најзначајније је повећање активности CAT за 2,77 пута. Под утицајем оксалне киселине, активност SOD се повећала за 1,78 пута. Садржај MDA се смањио за 58,38%. Постоји веома значајна корелација са растворљивим шећером, слободним аминокиселинама, пролином и растворљивим протеинима. Креч и оксална киселина могу повећати садржај калцијумових јона (Ca2+) у Panax notoginseng, смањити садржај Cd, побољшати отпорност Panax notoginseng на стрес и повећати производњу укупних сапонина и флавоноида. Садржај Cd је најнижи, 68,57% нижи од контроле, и одговара стандардној вредности (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). Удео SPN био је 7,73%, достижући највиши ниво међу свим третманима, а садржај флавоноида значајно се повећао за 21,74%, достижући стандардне медицинске вредности и оптималан принос.
Кадмијум (Cd) је чест загађивач обрађеног земљишта, лако мигрира и има значајну биолошку токсичност. Ел-Шафеи и др.2 су известили да токсичност кадмијума утиче на квалитет и продуктивност биљака које се користе. Прекомерни нивои кадмијума у ​​обрађеном земљишту на југозападу Кине постали су озбиљни последњих година. Провинција Јунан је краљевство биодиверзитета Кине, са лековитим биљним врстама које су на првом месту у земљи. Међутим, провинција Јунан је богата минералним ресурсима, а процес рударства неизбежно доводи до загађења тешким металима у земљишту, што утиче на производњу локалних лековитих биљака.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) је веома вредна вишегодишња зељаста лековита биљка која припада роду Panax из породице Araliaceae. Panax notoginseng побољшава циркулацију крви, елиминише стагнацију крви и ублажава бол. Главно подручје производње је префектура Веншан, провинција Јунан5. Више од 75% земљишта у локалним подручјима узгоја Panax notoginseng гинсенга је контаминирано кадмијумом, са нивоима који варирају од 81% до преко 100% у различитим подручјима6. Токсични ефекат Cd такође значајно смањује производњу лековитих компоненти Panax notoginseng, посебно сапонина и флавоноида. Сапонини су врста гликозидног једињења чији су агликони тритерпеноиди или спиростани. Они су главни активни састојци многих традиционалних кинеских лекова и садрже сапонине. Неки сапонини такође имају антибактеријско дејство или вредне биолошке активности као што су антипиретско, седативно и антиканцерогено дејство7. Флавоноиди се генерално односе на низ једињења у којима су два бензенска прстена са фенолним хидроксилним групама повезана преко три централна атома угљеника. Главно језгро је 2-фенилхроманон 8. То је јак антиоксиданс који може ефикасно да уклони слободне радикале кисеоника у биљкама. Такође може инхибирати продор инфламаторних биолошких ензима, подстаћи зарастање рана и ублажавање бола, и смањити ниво холестерола. То је један од главних активних састојака Panax notoginseng. Постоји хитна потреба да се реши проблем контаминације кадмијумом земљишта у подручјима производње Panax ginseng-а и да се обезбеди производња његових есенцијалних лековитих састојака.
Креч је један од широко коришћених пасиватора за стационарно пречишћавање земљишта од контаминације кадмијумом10. Он утиче на адсорпцију и таложење Cd у земљишту смањењем биорасположивости Cd у земљишту повећањем pH вредности и променом капацитета катјонске размене земљишта (CEC), засићености земљишта сољу (BS) и редокс потенцијала земљишта (Eh)3, 11. Поред тога, креч обезбеђује велику количину Ca2+, формира јонски антагонизам са Cd2+, такмичи се за места адсорпције у корену, спречава транспорт Cd у земљиште и има ниску биолошку токсичност. Када је додато 50 mmol L-1 Ca под стресом Cd, транспорт Cd у листовима сусама је инхибиран, а акумулација Cd је смањена за 80%. Бројне сличне студије су објављене на пиринчу (Oryza sativa L.) и другим усевима12,13.
Фолијарно прскање усева ради контроле акумулације тешких метала је нова метода за контролу тешких метала последњих година. Њен принцип је углавном повезан са реакцијом хелације у биљним ћелијама, што резултира таложењем тешких метала на ћелијском зиду и инхибира апсорпцију тешких метала од стране биљака14,15. Као стабилно хелатно средство са дикиселином, оксална киселина може директно хелирати јоне тешких метала у биљкама, чиме се смањује токсичност. Истраживања су показала да оксална киселина у соји може хелирати Cd2+ и ослобађати кристале који садрже Cd кроз горње ћелије трихома, смањујући нивое Cd2+ у телу16. Оксална киселина може регулисати pH вредност земљишта, побољшати активност супероксид дисмутазе (SOD), пероксидазе (POD) и каталазе (CAT), и регулисати продирање растворљивог шећера, растворљивих протеина, слободних аминокиселина и пролина. Метаболички регулатори17,18. Киселина и вишак Ca2+ у биљци формирају талог калцијум оксалата под дејством нуклеационих протеина. Регулисањем концентрације Ca2+ у биљкама може се ефикасно постићи регулација растворене оксалне киселине и Ca2+ у биљкама и избећи прекомерно накупљање оксалне киселине и Ca2+19,20.
Количина примењеног креча један је од кључних фактора који утичу на ефекат поправке. Утврђено је да се доза креча кретала од 750 до 6000 кг/м2. За кисело земљиште са pH вредношћу од 5,0~5,5, ефекат примене креча у дози од 3000~6000 кг/х/м2 је значајно већи него код дозе од 750 кг/х/м221. Међутим, прекомерна примена креча ће резултирати неким негативним ефектима на земљиште, као што су значајне промене pH вредности земљишта и збијање земљишта22. Стога смо дефинисали нивое третмана CaO као 0, 750, 2250 и 3750 кг хм-2. Када је оксална киселина примењена на Arabidopsis thaliana, утврђено је да је Ca2+ значајно смањен при концентрацији од 10 mmol L-1, а породица гена CRT, која утиче на Ca2+ сигнализацију, снажно је реаговала20. Акумулација неких претходних студија нам је омогућила да одредимо концентрацију овог теста и даље проучимо ефекат интеракције егзогених суплемената на Ca2+ и Cd2+23,24,25. Стога је циљ ове студије да истражи регулаторни механизам егзогеног спреја од лишћа креча и оксалне киселине на садржај Cd и толеранцију на стрес код Panax notoginseng у земљишту контаминираном Cd и даље истражи начине за боље обезбеђивање медицинског квалитета и ефикасности. Производња Panax notoginseng. Он пружа вредне смернице о повећању обима узгоја зељастих биљака у земљиштима контаминираним кадмијумом и постизању висококвалитетне, одрживе производње коју захтева фармацеутско тржиште.
Користећи локалну сорту гинсенга Веншан Панакс нотогинсенг као материјал, спроведен је теренски експеримент у Ланижају, округ Ћиубеј, префектура Веншан, провинција Јунан (24°11′N, 104°3′E, надморска висина 1446 m). Просечна годишња температура је 17°C, а просечна годишња количина падавина је 1250 mm. Фонске вредности испитиваног земљишта биле су: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, OM 31,86 g kg-1, алкално хидролизовани N 88,82 mg kg-1, без фосфора 18,55 mg kg-1, слободан калијум 100,37 mg kg-1, укупни кадмијум 0,3 mg kg-1, pH 5,4.
Дана 10. децембра 2017. године, 6 мг/кг Cd2+ (CdCl2·2.5H2O) и третман кречом (0, 750, 2250 и 3750 кг/х/м2) су помешани и примењени на површину земљишта у слоју од 0~10 цм на свакој парцели. Сваки третман је поновљен 3 пута. Тест парцеле су насумично распоређене, свака парцела покрива површину од 3 м2. Једногодишње саднице Panax notoginseng су пресађене након 15 дана обраде земљишта. Приликом коришћења мреже за заштиту од сунца, интензитет светлости Panax notoginseng унутар мреже за заштиту од сунца је око 18% нормалног интензитета природне светлости. Гајење се спроводи према локалним традиционалним методама гајења. Пре фазе зрења Panax notoginseng 2019. године, прскати оксалну киселину у облику натријум оксалата. Концентрације оксалне киселине биле су 0, 0,1 и 0,2 mol L-1, респективно, а NaOH је коришћен за подешавање pH вредности на 5,16 како би се симулирала просечна pH вредност раствора за испирање отпада. Прскати горњу и доњу површину листова једном недељно у 8:00 часова ујутру. Након прскања 4 пута у петој недељи, убране су трогодишње биљке Panax notoginseng.
У новембру 2019. године, трогодишње биљке Panax notoginseng су сакупљене са поља и попрскане оксалном киселином. Неки узорци трогодишњих биљака Panax notoginseng, којима је требало измерити физиолошки метаболизам и ензимску активност, стављени су у епрувете за замрзавање, брзо замрзнути течним азотом, а затим пребачени у фрижидер на -80°C. Неки узорци корена који су требали измерити садржај Cd и активних састојака у фази зрелости испрани су водом из славине, сушени на 105°C током 30 минута, при константној тежини на 75°C, и самлевени у авану за складиштење.
Измерити 0,2 г сувог узорка биљке, ставити га у Ерленмајерову боцу, додати 8 мл HNO3 и 2 мл HClO4 и покрити преко ноћи. Следећег дана, користити закривљени левак стављен у Ерленмајерову боцу за електротермално варење док се не појави бели дим и дигестивни сокови не почну да почињу бистри. Након хлађења на собну температуру, смеша је пребачена у мерну боцу од 10 мл. Садржај Cd је одређен атомским апсорпционим спектрометром (Thermo ICE™ 3300 AAS, САД). (GB/T 23739-2009).
Измерити 0,2 г сувог узорка биљке, ставити га у пластичну боцу од 50 мл, додати 1 мол L-1 HCl у 10 мл, затворити поклопцем и добро промућкати 15 сати и филтрирати. Пипетом одабрати потребну количину филтрата, разблажити га на одговарајући начин и додати раствор SrCl2 да би се концентрација Sr2+ довела до 1 г L-1. Садржај Ca је мерен атомским апсорпционим спектрометром (Thermo ICE™ 3300 AAS, САД).
Метода референтног комплета за малондиалдехид (MDA), супероксид дисмутазу (SOD), пероксидазу (POD) и каталазу (CAT) (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., регистрација производа), користите одговарајући комплет за мерење. Бр.: Пекиншка фармакопеја (тачна) 2013 бр. 2400147).
Измерите око 0,05 г узорка Panax notoginseng и додајте реагенс антрон-сумпорна киселина дуж страна епрувете. Промућкајте епрувету 2-3 секунде да бисте добро промешали течност. Ставите епрувету на сталак за епрувете да се развије боја током 15 минута. Садржај растворљивог шећера одређен је ултраљубичасто-видљивом спектрофотометријом (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Кина) на таласној дужини од 620 nm.
Измерити 0,5 г свежег узорка Panax notoginseng, самељити га у хомогенат са 5 мл дестиловане воде, а затим центрифугирати на 10.000 g током 10 минута. Супернатант је разблажен до фиксне запремине. Коришћена је метода Coomassie Brilliant Blue. Садржај растворљивих протеина је мерен коришћењем ултраљубичасто-видљиве спектрофотометрије (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Кина) на таласној дужини од 595 nm и израчунат на основу стандардне криве говеђег серумског албумина.
Измерити 0,5 г свежег узорка, додати 5 мл 10% сирћетне киселине, самељити до хомогената, филтрирати и разблажити до константне запремине. Метода развијања боје коришћена је са раствором нинхидрина. Садржај слободних аминокиселина одређен је УВ-видљивом спектрофотометријом (УВ-5800, Шангај Јуанкси Инструмент Ко., Лтд., Кина) на 570 нм и израчунат на основу стандардне криве за леуцин28.
Измерити 0,5 г свежег узорка, додати 5 мл 3% раствора сулфосалицилне киселине, загревати у воденом купатилу и мућкати 10 минута. Након хлађења, раствор је филтриран и доведен до константне запремине. Коришћена је колориметријска метода са киселим нинхидрином. Садржај пролина је одређен ултраљубичасто-видљивом спектрофотометријом (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Кина) на таласној дужини од 520 nm и израчунат на основу стандардне криве пролина29.
Садржај сапонина је одређен високоефикасном течном хроматографијом у складу са Фармакопејом Народне Републике Кине (издање из 2015. године). Основни принцип високоефикасне течне хроматографије је коришћење течности под високим притиском као мобилне фазе и примена технологије ултрафиних честица високоефикасне колонске хроматографије на стационарну фазу. Техника рада је следећа:
HPLC услови и тест погодности система (Табела 1): Користити силика гел везан за октадецилсилан као пунило, ацетонитрил као мобилну фазу А и воду као мобилну фазу Б. Извршити градијентну елуацију као што је приказано у табели испод. Таласна дужина детекције је 203 nm. Према R1 пику укупних сапонина Panax notoginseng, број теоријских плоча треба да буде најмање 4000.
Припрема стандардног раствора: Прецизно измерити гинсенозид Rg1, гинсенозид Rb1 и нотогинсенозид R1 и додати метанол да би се припремила смеша која садржи 0,4 мг гинсенозида Rg1, 0,4 мг гинсенозида Rb1 и 0,1 мг нотогинсенозида R1 на 1 мл раствора.
Припрема раствора за тестирање: Измерити 0,6 г праха Panax ginseng-а и додати 50 мл метанола. Смешани раствор је измерен (W1) и остављен преко ноћи. Смешани раствор је затим благо кувао у воденом купатилу на 80°C током 2 сата. Након хлађења, измерити мешани раствор и додати припремљени метанол првој маси W1. Затим добро промућкати и филтрирати. Филтрат је остављен за анализу.
Прецизно сакупите 10 μL стандардног раствора и 10 μL филтрата и убризгајте их у високоефикасни течни хроматограф (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) да бисте одредили садржај сапонина 24.
Стандардна крива: мерење мешовитог стандардног раствора Rg1, Rb1 и R1. Услови хроматографије су исти као горе. Израчунајте стандардну криву тако што ћете на y-осу нанети измерену површину пика, а концентрацију сапонина у стандардном раствору на x-осу. Концентрација сапонина може се израчунати заменом измерене површине пика узорка у стандардну криву.
Измерити 0,1 г узорка P. notogensings и додати 50 мл 70% раствора CH3OH. Ултразвучна екстракција је спроведена током 2 сата, након чега је следило центрифугирање на 4000 о/мин током 10 минута. Узети 1 мл супернатанта и разблажити га 12 пута. Садржај флавоноида је одређен коришћењем ултраљубичасто-видљиве спектрофотометрије (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Кина) на таласној дужини од 249 nm. Кверцетин је једна од стандардних уобичајених супстанци8.
Подаци су организовани коришћењем софтвера Excel 2010. За анализу варијансе података коришћен је статистички софтвер SPSS 20. Слике су цртане коришћењем програма Origin Pro 9.1. Израчунате статистичке вредности укључују средњу вредност ± SD. Изјаве о статистичкој значајности засноване су на P < 0,05.
При истој концентрацији оксалне киселине прскане по листовима, садржај Ca у корену Panax notoginseng значајно се повећао са повећањем количине примењеног креча (Табела 2). У поређењу са одсуством креча, садржај Ca се повећао за 212% при додавању 3750 kg/h/m2 креча без прскања оксалном киселином. За исту количину примењеног креча, садржај Ca се благо повећао са повећањем концентрације оксалне киселине у спреју.
Садржај Cd у корену креће се од 0,22 до 0,70 мг кг-1. При истој концентрацији оксалне киселине у прскању, како се количина додатог креча повећава, садржај Cd од 2250 кг/х значајно се смањује. У поређењу са контролом, садржај Cd у корену се смањио за 68,57% након прскања са 2250 кг хм-2 креча и 0,1 мол л-1 оксалне киселине. Када су примењени безкречни и 750 кг/х креча, садржај Cd у корену Panax notoginseng се значајно смањио са повећањем концентрације оксалне киселине у прскању. Када је примењено 2250 кг/м2 креча и 3750 кг/м2 креча, садржај Cd у корену се прво смањио, а затим повећао са повећањем концентрације оксалне киселине. Поред тога, биваријантна анализа је показала да је креч имао значајан утицај на садржај Ca у корену Panax notoginseng (F = 82,84**), креч је имао значајан утицај на садржај Cd у корену Panax notoginseng (F = 74,99**) и оксалне киселине (F = 7,72*).
Како се количина додатог креча и концентрација прскане оксалне киселине повећавала, садржај МДА се значајно смањивао. Није било значајне разлике у садржају МДА у корену биљке Panax notoginseng без додавања креча и са додатком 3750 кг/м2 креча. При количинама примене од 750 кг/х/м2 и 2250 кг/х/м2, садржај креча при третману прскањем са 0,2 мол/л оксалне киселине смањио се за 58,38% и 40,21%, респективно, у поређењу са третманом прскањем без оксалне киселине. Најнижи садржај МДА (7,57 нмол г-1) примећен је при прскању са 750 кг хм-2 креча и 0,2 мол л-1 оксалне киселине (Слика 1).
Утицај фолијарног прскања оксалном киселином на садржај малондиалдехида у корену Panax notoginseng под стресом кадмијума. Напомена: Легенда на слици означава концентрацију оксалне киселине при прскању (mol L-1), различита мала слова означавају значајне разлике између третмана исте примене креча. број (P < 0,05). Исто испод.
Осим примене креча од 3750 кг/х, није било значајне разлике у активности СОД у корену Panax notoginseng. При додавању 0, 750 и 2250 кг/х/м2 креча, активност СОД при третирању прскањем оксалном киселином у концентрацији од 0,2 mol/л била је значајно већа него без употребе оксалне киселине, повећавајући се за 177,89%, 61,62% и 45,08% респективно. Активност СОД у корену (598,18 U g-1) била је највећа у одсуству примене креча и када је третирана прскањем оксалном киселином у концентрацији од 0,2 mol/л. Када је оксална киселина прскана у истој концентрацији или 0,1 mol L-1, активност СОД се повећавала са повећањем количине додатог креча. Након прскања са 0,2 mol/L оксалне киселине, активност СОД се значајно смањила (Сл. 2).
Утицај прскања листова оксалном киселином на активност супероксид дисмутазе, пероксидазе и каталазе у корену Panax notoginseng под стресом кадмијума
Као и активност SOD у корену, активност POD у корену третираном без креча и прсканом са 0,2 mol L-1 оксалне киселине била је највиша (63,33 µmol g-1), што је 148,35% више од контроле (25,50 µmol g-1). Са повећањем концентрације оксалне киселине у прскању и третманом кречом од 3750 kg/m2, активност POD се прво повећавала, а затим смањивала. У поређењу са третманом са 0,1 mol L-1 оксалне киселине, активност POD при третману са 0,2 mol L-1 оксалне киселине смањила се за 36,31% (Слика 2).
Са изузетком прскања са 0,2 mol/l оксалне киселине и додавања 2250 kg/h/m2 или 3750 kg/h/m2 креча, активност CAT-а је била значајно већа него у контролној групи. Приликом прскања са 0,1 mol/l оксалне киселине и додавања 0,2250 kg/m2 или 3750 kg/h/m2 креча, активност CAT-а се повећала за 276,08%, 276,69% ​​и 33,05%, респективно, у поређењу са третманом без прскања оксалном киселином. Активност CAT-а у корену је била највећа (803,52 μmol/g) у третману без креча и у третману са 0,2 mol/L оксалне киселине. Активност CAT је била најнижа (172,88 μmol/g) када је третирана са 3750 kg/h/m2 креча и 0,2 mol/L оксалне киселине (Слика 2).
Биваријантна анализа је показала да су CAT активност и MDA активност корена Panax notoginseng значајно повезане са количином оксалне киселине или креча који је прскан и са два третмана (Табела 3). SOD активност у корену је била значајно повезана са третманом кречом и оксалном киселином или концентрацијом оксалне киселине у спреју. POD активност корена је значајно зависила од количине примењеног креча или третмана кречом и оксалном киселином.
Садржај растворљивих шећера у корену се смањивао са повећањем количине примене креча и концентрације оксалне киселине у прскању. Није било значајне разлике у садржају растворљивих шећера у корену Panax notoginseng без примене креча и када је примењено 750 кг/х/м² креча. Када је примењено 2250 кг/м² креча, садржај растворљивог шећера при третману са 0,2 мол/л оксалне киселине био је значајно већи него када је третиран без прскања оксалном киселином, повећавајући се за 22,81%. Када је примењено 3750 кг/х/м² креча, садржај растворљивог шећера се значајно смањио са повећањем концентрације прскане оксалне киселине. Садржај растворљивог шећера при третману са 0,2 мол·л-1 оксалне киселине смањио се за 38,77% у поређењу са третманом без прскања оксалном киселином. Поред тога, третман прскањем са 0,2 мол·л-1 оксалне киселине имао је најнижи садржај растворљивог шећера, који је износио 205,80 мг·г-1 (Слика 3).
Утицај фолијарног прскања оксалном киселином на садржај растворљивог укупног шећера и растворљивих протеина у корену Panax notoginseng под стресом кадмијума
Садржај растворљивих протеина у корену се смањивао са повећањем количине примене креча и третмана прскањем оксалном киселином. Без додавања креча, садржај растворљивих протеина при третману прскањем оксалном киселином у концентрацији од 0,2 mol L-1 је значајно смањен за 16,20% у поређењу са контролом. Није било значајних разлика у садржају растворљивих протеина у корену Panax notoginseng када је примењено 750 kg/h креча. Под условима примене од 2250 kg/h/m² креча, садржај растворљивих протеина третманом прскањем са 0,2 mol/L оксалне киселине био је значајно већи него код третмана прскањем без оксалне киселине (35,11%). Када је примењено 3750 kg·h/m² креча, садржај растворљивих протеина се значајно смањио са повећањем концентрације прскања оксалном киселином, са најнижим садржајем растворљивих протеина (269,84 μg·g-1) када је третман прскањем оксалном киселином био 0,2 mol·L-1 (Слика 3).
Није било значајних разлика у садржају слободних аминокиселина у корену биљке Panax notoginseng у одсуству примене креча. Како се концентрација оксалне киселине повећавала и додатком 750 кг/х/м2 креча, садржај слободних аминокиселина се прво смањивао, а затим повећавао. У поређењу са третманом без прскања оксалном киселином, садржај слободних аминокиселина се значајно повећао за 33,58% при прскању са 2250 кг хм-2 креча и 0,2 мол л-1 оксалне киселине. Садржај слободних аминокиселина се значајно смањио са повећањем концентрације оксалне киселине и додатком 3750 кг/м2 креча. Садржај слободних аминокиселина при третману прскањем са 0,2 мол л-1 оксалне киселине смањен је за 49,76% у поређењу са третманом прскањем без оксалне киселине. Садржај слободних аминокиселина био је највиши без прскања оксалном киселином и износио је 2,09 мг г-1. Третман спрејом са оксалном киселином концентрације од 0,2 мол/Л имао је најнижи садржај слободних аминокиселина (1,05 мг/г) (Слика 4).
Утицај прскања листова оксалном киселином на садржај слободних аминокиселина и пролина у корену Panax notoginseng у условима стреса изазваног кадмијумом.
Садржај пролина у корену се смањивао са повећањем количине примењеног креча и количине прскања оксалном киселином. Није било значајних разлика у садржају пролина у корену Panax ginseng када креч није примењен. Како се концентрација оксалне киселине повећавала и примена 750 или 2250 кг/м2 креча повећавала, садржај пролина се прво смањивао, а затим повећавао. Садржај пролина код третмана прскањем са 0,2 мол Л-1 оксалне киселине био је значајно већи од садржаја код третмана прскањем са 0,1 мол Л-1 оксалне киселине, повећавајући се за 19,52% и 44,33%, респективно. Када је додато 3750 кг/м2 креча, садржај пролина се значајно смањивао са повећањем концентрације прскане оксалне киселине. Након прскања са 0,2 мол Л-1 оксалне киселине, садржај пролина се смањио за 54,68% у поређењу са оним без прскања оксалном киселином. Најнижи садржај пролина био је при третману са 0,2 mol/l оксалне киселине и износио је 11,37 μg/g (Сл. 4).
Укупан садржај сапонина у Panax notoginseng је Rg1>Rb1>R1. Није било значајне разлике у садржају три сапонина са повећањем концентрације оксалне киселине у спреју и концентрације без примене креча (Табела 4).
Садржај R1 након прскања оксалне киселине од 0,2 mol L-1 био је значајно нижи него без прскања оксалне киселине и уз примену дозе креча од 750 или 3750 kg/m2. При концентрацији оксалне киселине од 0 или 0,1 mol/L, није било значајне разлике у садржају R1 са повећањем количине додатог креча. При концентрацији оксалне киселине од 0,2 mol/L, садржај R1 у кречу од 3750 kg/h/m2 био је значајно нижи од 43,84% без додавања креча (Табела 4).
Како се концентрација оксалне киселине у спреју повећавала и додавало се 750 кг/м2 креча, садржај Rg1 се прво повећавао, а затим смањивао. При брзинама примене креча од 2250 и 3750 кг/х, садржај Rg1 се смањивао са повећањем концентрације оксалне киселине у спреју. При истој концентрацији прскане оксалне киселине, како се количина креча повећава, садржај Rg1 се прво повећава, а затим смањује. У поређењу са контролом, изузев садржаја Rg1 у три концентрације оксалне киселине и третмана кречом од 750 кг/м2, који је био виши него у контроли, садржај Rg1 у корену Panax notoginseng у другим третманима био је нижи него у контроли. Максимални садржај Rg1 био је при прскању са 750 кг/х/м2 креча и 0,1 мол/л оксалне киселине, што је било 11,54% више него у контроли (Табела 4).
Како су се концентрација оксалне киселине у спреју и количина примењеног креча повећавале при брзини протока од 2250 кг/х, садржај Rb1 се прво повећавао, а затим смањивао. Након прскања са 0,1 мол L-1 оксалне киселине, садржај Rb1 је достигао максималну вредност од 3,46%, што је било 74,75% више него без прскања оксалном киселином. Код осталих третмана кречом није било значајних разлика између различитих концентрација оксалне киселине у спреју. Након прскања са 0,1 и 0,2 мол L-1 оксалне киселине, како се количина креча повећавала, садржај Rb1 се прво смањивао, а затим смањивао (Табела 4).
При истој концентрацији прскања оксалном киселином, како се количина додатог креча повећавала, садржај флавоноида се прво повећавао, а затим смањивао. Није примећена значајна разлика у садржају флавоноида при прскању различитим концентрацијама оксалне киселине без креча и 3750 кг/м2 креча. При додавању 750 и 2250 кг/м2 креча, како се концентрација прскане оксалне киселине повећавала, садржај флавоноида се прво повећавао, а затим смањивао. При примени 750 кг/м2 и прскању оксалном киселином у концентрацији од 0,1 мол/л, садржај флавоноида је био максималан – 4,38 мг/г, што је 18,38% више него при додавању исте количине креча, и није било потребе за прскањем оксалном киселином. Садржај флавоноида при третирању са 0,1 мол Л-1 оксалне киселине повећао се за 21,74% у поређењу са третманом без оксалне киселине и третманом кречом у дози од 2250 кг/м2 (Слика 5).
Утицај прскања листова оксалатом на садржај флавоноида у корену Panax notoginseng под стресом кадмијума
Биваријантна анализа је показала да је садржај растворљивог шећера у корену Panax notoginseng значајно зависан од количине примењеног креча и концентрације оксалне киселине која се прска. Садржај растворљивог протеина у корену је значајно корелиран са дозом креча и оксалне киселине. Садржај слободних аминокиселина и пролина у корену је значајно корелиран са количином примењеног креча, концентрацијом оксалне киселине за прскање, кречом и оксалном киселином (Табела 5).
Садржај R1 у корену Panax notoginseng значајно је зависио од концентрације прскане оксалне киселине, количине креча, примењеног креча и оксалне киселине. Садржај флавоноида значајно је зависио од концентрације прскане оксалне киселине и количине додатог креча.
Многи амандмани су коришћени за смањење нивоа кадмијума у ​​биљкама фиксирањем кадмијума у ​​земљишту, као што су креч и оксална киселина30. Креч се широко користи као амандман за земљиште за смањење нивоа кадмијума у ​​усевима31. Лианг и др.32 су известили да се оксална киселина такође може користити за санацију земљишта контаминираног тешким металима. Након што су различите концентрације оксалне киселине додате у контаминирано земљиште, садржај органске материје у земљишту се повећао, капацитет катјонске размене се смањио, а pH се повећао33. Оксална киселина такође може реаговати са металним јонима у земљишту. Под условима стреса изазваним Cd, садржај Cd у Panax notoginseng се значајно повећао у поређењу са контролом. Међутим, ако се користи креч, значајно се смањује. Када је у овој студији примењено 750 кг/х/м² креча, садржај Cd у корену је достигао национални стандард (граница Cd је Cd≤0,5 мг/кг, AQSIQ, GB/T 19086-200834), и ефекат је био добар. Најбољи ефекат се постиже додавањем 2250 кг/м2 креча. Додавање креча ствара велики број конкурентских места за Ca2+ и Cd2+ у земљишту, а додавање оксалне киселине смањује садржај Cd у корену Panax notoginseng. Након мешања креча и оксалне киселине, садржај Cd у корену Panax ginseng-а значајно се смањио и достигао национални стандард. Ca2+ у земљишту се адсорбује на површину корена кроз процес масеног протока и може се апсорбовати у ћелије корена путем калцијумових канала (Ca2+ канали), калцијумових пумпи (Ca2+-AT-Pase) и Ca2+/H+ антипортера, а затим се хоризонтално транспортује до корена. Ксилем23. Постојала је значајна негативна корелација између садржаја Ca и Cd у корену (P < 0,05). Садржај Cd се смањивао са повећањем садржаја Ca, што је у складу са идејом антагонизму између Ca и Cd. ANOVA је показала да количина креча има значајан утицај на садржај Ca у корену Panax notoginseng. Понграк и др. 35 је известио да се Cd везује за оксалат у кристалима калцијум-оксалата и конкурише Ca. Међутим, регулаторни ефекат оксалне киселине на Ca био је незнатан. Ово показује да таложење калцијум-оксалата из оксалне киселине и Ca2+ није једноставно таложење и да процес копреципитације може бити контролисан помоћу неколико метаболичких путева.
Под стресом кадмијума, у биљкама се формира велика количина реактивних врста кисеоника (ROS), оштећујући структуру ћелијских мембрана36. Садржај малондиалдехида (MDA) може се користити као индикатор за процену нивоа ROS и степена оштећења плазма мембране биљака37. Антиоксидативни систем је важан заштитни механизам за уклањање реактивних врста кисеоника38. Активности антиоксидативних ензима (укључујући POD, SOD и CAT) се типично мењају стресом кадмијума. Резултати су показали да је садржај MDA позитивно корелиран са концентрацијом Cd, што указује да се степен липидне пероксидације биљних мембрана продубљује са повећањем концентрације Cd37. Ово је у складу са резултатима студије Оујанга и др.39. Ова студија показује да на садржај MDA значајно утичу креч, оксална киселина, креч и оксална киселина. Након распршивања 0,1 mol L-1 оксалне киселине, садржај MDA у Panax notoginseng се смањио, што указује да оксална киселина може смањити биодоступност нивоа Cd и ROS у Panax notoginseng. Систем антиоксидативних ензима је место где се одвија функција детоксификације биљке. SOD уклања O2- који се налази у биљним ћелијама и производи нетоксични O2 и нискотоксични H2O2. POD и CAT уклањају H2O2 из биљних ткива и катализују разградњу H2O2 у H2O. На основу iTRAQ анализе протеома, утврђено је да су нивои експресије протеина SOD и PAL смањени, а ниво експресије POD повећан након примене креча под стресом Cd40. Активности CAT, SOD и POD у корену Panax notoginseng биле су значајно погођене дозом оксалне киселине и креча. Третман прскањем са 0,1 mol L-1 оксалне киселине значајно је повећао активност SOD и CAT, али регулаторни ефекат на активност POD није био очигледан. Ово показује да оксална киселина убрзава разградњу РОС под стресом Cd и углавном завршава уклањање H2O2 регулисањем активности CAT, што је слично резултатима истраживања Guo et al.41 о антиоксидативним ензимима Pseudospermum sibiricum. Kos. ). Ефекат додавања 750 kg/h/m2 креча на активност ензима антиоксидативног система и садржај малондиалдехида сличан је ефекту прскања оксалном киселином. Резултати су показали да третман прскањем оксалном киселином може ефикасније побољшати активности SOD и CAT код Panax notoginseng и побољшати отпорност Panax notoginseng на стрес. Активности SOD и POD су смањене третманом са 0,2 mol L-1 оксалне киселине и 3750 kg hm-2 креча, што указује да прекомерно прскање високих концентрација оксалне киселине и Ca2+ може изазвати стрес код биљака, што је у складу са студијом Luo и др. Wait 42.