Kiitos, että kävit Nature.com-sivustolla. Käytät selainversiota, jossa on rajoitettu CSS-tuki. Parhaan käyttökokemuksen saavuttamiseksi suosittelemme, että käytät päivitettyä selainta (tai poistat yhteensopivuustilan käytöstä Internet Explorerissa). Lisäksi jatkuvan tuen varmistamiseksi näytämme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
Liukusäätimet, joissa näkyy kolme artikkelia diaa kohden. Voit siirtyä diojen välillä käyttämällä takaisin- ja seuraava-painikkeita tai dian lopussa olevia ohjainpainikkeita siirtyäksesi diasta toiseen.
Kadmiumissaaste (Cd) uhkaa lääkekasvin Panax notoginseng viljelyä Yunnanin maakunnassa. Kenttäkoe tehtiin ulkoisen kadmiumstressin olosuhteissa, jotta ymmärrettäisiin kalkin (0,750, 2250 ja 3750 kg bm-2) ja oksaalihapporuiskutuksen (0, 0,1 ja 0,2 mol l-1) vaikutusta kadmiumin kertymiseen ja antioksidanttivaikutusta. Panax notoginsengiin vaikuttavat systeemiset ja lääkinnälliset komponentit. Tulokset osoittivat, että sammuttamattoman kalkin ja oksaalihapon lehtiruiskutus voi lisätä Panax notoginseng -kasvin Ca2+-pitoisuuksia kadmiumstressin alaisena ja vähentää Cd2+-myrkyllisyyttä. Kalkin ja oksaalihapon lisääminen lisäsi antioksidanttientsyymien aktiivisuutta ja muutti osmoregulaattoreiden aineenvaihduntaa. CAT-aktiivisuus lisääntyi merkittävimmin, 2,77-kertaisesti. SOD:n aktiivisuus lisääntyi eniten 1,78-kertaisesti oksaalihapolla käsiteltynä. MDA:n pitoisuus laski 58,38 %. Liukoisen sokerin, vapaiden aminohappojen, proliinin ja liukoisen proteiinin välillä on erittäin merkittävä korrelaatio. Kalkki ja oksaalihappo voivat lisätä kalsiumioneja (Ca2+), vähentää kadmiumia, parantaa stressinsietokykyä Panax notoginsengissä ja lisätä saponiinien ja flavonoidien kokonaistuotantoa. Kadmiumin pitoisuus oli alhaisin, 68,57 % pienempi kuin kontrollissa, joka vastasi standardiarvoa (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). SPN:n osuus oli 7,73 %, mikä saavutti kunkin käsittelyn korkeimman tason, ja flavonoidien pitoisuus nousi merkittävästi 21,74 %, saavuttaen lääkkeen standardiarvon ja parhaan sadon.
Kadmium (Cd), yleinen viljelymaassa esiintyvä epäpuhtaus, kulkeutuu helposti ja sillä on merkittävää biologista myrkyllisyyttä1. El Shafei ym.2 raportoivat, että kadmiumin myrkyllisyys vaikuttaa käytettyjen kasvien laatuun ja tuottavuuteen. Viime vuosina kadmiumin liiallinen määrä viljelysmaan maaperässä Lounais-Kiinassa on tullut erittäin vakavaksi ongelmaksi. Yunnanin maakunta on Kiinan biodiversiteettikuningaskunta, jonka joukossa lääkekasvilajit ovat maan ensimmäisillä sijalla. Yunnanin maakunnan rikkaat mineraalivarat johtavat kuitenkin väistämättä maaperän raskasmetallisaastumiseen kaivostoiminnan aikana, mikä vaikuttaa paikallisten lääkekasvien tuotantoon.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 on erittäin arvokas monivuotinen rohdoskasvi, joka kuuluu Araliaceae-sukuun (Panax ginseng). Panax notoginsengin juuri edistää verenkiertoa, poistaa veren staasia ja lievittää kipua. Pääasiallinen tuotantopaikka on Wenshanin prefektuuri, Yunnanin maakunta 5. Kadmiumin saastuminen oli yli 75 %:lla Panax notoginsengin istutusalueen maaperästä ja ylitti 81–100 % eri paikoissa 6. Kadmiumin myrkyllinen vaikutus vähentää myös huomattavasti Panax notoginsengin lääkinnällisten komponenttien, erityisesti saponiinien ja flavonoidien, tuotantoa. Saponiinit ovat aglykonien luokka, johon kuuluvat triterpenoidit eli spirosteraanit, jotka ovat monien kiinalaisten rohdoslääkkeiden tärkeimmät vaikuttavat aineet ja sisältävät saponiineja. Joillakin saponiineilla on myös arvokkaita biologisia vaikutuksia, kuten antibakteerinen, kuumetta alentava, rauhoittava ja syöpää estävä vaikutus 7. Flavonoidit viittaavat yleensä yhdisteiden sarjaan, jossa kaksi fenolisten hydroksyyliryhmien kanssa olevaa bentseenirengasta on liittynyt toisiinsa kolmen keskeisen hiiliatomin kautta, ja pääydin on 2-fenyylikromanoni 8. Se on voimakas antioksidantti, joka voi tehokkaasti poistaa kasveista vapaita happiradikaaleja, estää tulehdusta edistävien biologisten entsyymien erittymistä, edistää haavan paranemista ja kivunlievitystä sekä alentaa kolesterolitasoja. Se on yksi Panax-ginsengin tärkeimmistä vaikuttavista ainesosista. Kadmiumilla saastuneen maaperän ongelman ratkaiseminen Panax notoginsengin tuotantoalueilla on välttämätön edellytys sen tärkeimpien lääkinnällisten ainesosien tuotannon varmistamiseksi.
Kalkki on yksi yleisistä passivaattoreista kadmiumin maaperän kontaminaation sitomiseksi in situ. Se vaikuttaa kadmiumin adsorptioon ja laskeumaan maaperässä ja vähentää kadmiumin biologista aktiivisuutta maaperässä nostamalla pH-arvoa ja muuttamalla maaperän kationinvaihtokapasiteettia (CEC), maaperän suolasaturaatiota (BS) ja maaperän redox-potentiaalia (Eh)3,11. Lisäksi kalkki tarjoaa suuren määrän Ca2+:aa, joka muodostaa ionisidoksen Cd2+:n kanssa, kilpailee juurien adsorptiokohdista, estää kadmiumin kulkeutumisen versoon ja on biologisesti myrkyllinen vain vähän. Kun kadmium-stressin aikana lisättiin 50 mmol l-1 Ca:ta, kadmiumin kulkeutuminen seesaminlehdissä estyi ja kadmiumin kertyminen väheni 80 %. Lukuisia asiaan liittyviä tutkimuksia on raportoitu riisistä (Oryza sativa L.) ja muista viljelykasveista12,13.
Kasvien lehtien ruiskuttaminen raskasmetallien kertymisen estämiseksi on viime vuosina tullut uusi menetelmä raskasmetallien torjumiseksi. Periaate liittyy pääasiassa kasvisolujen kelaatioreaktioon, joka aiheuttaa raskasmetallien kerrostumisen soluseinään ja estää raskasmetallien imeytymistä kasveihin14,15. Stabiilina dikarboksyylihappokelaatioaineena oksaalihappo voi kelatoida raskasmetalli-ioneja suoraan kasveissa, mikä vähentää myrkyllisyyttä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että soijapapujen oksaalihappo voi kelatoida Cd2+:aa ja vapauttaa Cd:tä sisältäviä kiteitä trikomien apikaalisten solujen kautta, mikä vähentää kehon Cd2+-tasoja16. Oksaalihappo voi säädellä maaperän pH:ta, lisätä superoksididismutaasin (SOD), peroksidaasin (POD) ja katalaasin (CAT) aktiivisuutta sekä säädellä liukoisen sokerin, liukoisen proteiinin, vapaiden aminohappojen ja proliinin imeytymistä. Aineenvaihdunnan säätelijät17,18. Happamat aineet ja ylimääräinen Ca2+ oksalaattikasveissa muodostavat kalsiumoksalaattisaostumia alkioproteiinien vaikutuksesta. Kasvien Ca2+-pitoisuuden säätely voi tehokkaasti säädellä liuenneen oksaalihapon ja Ca2+:n määrää kasveissa ja estää oksaalihapon ja Ca2+:n liiallisen kertymisen19,20.
Käytetyn kalkin määrä on yksi keskeisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat ennallistamisen vaikutukseen. On todettu, että kalkin kulutus vaihtelee 750:stä 6000 kg·h·m−2:een. Happamissa maaperissä, joiden pH-arvo on 5,0–5,5, kalkin levityksen vaikutus annoksella 3000–6000 kg·h·m−2 oli merkittävästi suurempi kuin annoksella 750 kg·h·m−2. Liiallinen kalkin käyttö aiheuttaa kuitenkin maaperälle joitakin negatiivisia vaikutuksia, kuten suuria muutoksia maaperän pH-arvossa ja maaperän tiivistymistä22. Siksi asetimme CaO-käsittelytasot arvoihin 0, 750, 2250 ja 3750 kg·h·m−2. Kun oksaalihappoa levitettiin Arabidopsis-kasville, Ca2+-pitoisuuden havaittiin vähentyneen merkittävästi 10 mM L-1 -pitoisuudella, ja Ca2+-signalointiin vaikuttava CRT-geeniperhe reagoi voimakkaasti20. Joidenkin aiempien tutkimusten kertyminen mahdollisti tämän kokeen pitoisuuden määrittämisen ja eksogeenisten lisäaineiden vuorovaikutuksen tutkimisen Ca2+- ja Cd2+-pitoisuuksien kanssa jatkamisen. Täten tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää paikallisen kalkinlevityksen ja oksaalihapon lehtisumutuksen vaikutusten säätelymekanismia Panax notoginsengin kadmium-pitoisuudelle ja stressinsietokyvylle kadmium-saastuneissa maaperissä ja tutkia edelleen parhaita tapoja ja keinoja lääkkeen laadun takaamiseksi. Exit Panax notoginseng. Se tarjoaa arvokasta tietoa, joka ohjaa nurmikasvien viljelyn laajentamista kadmiumilla saastuneissa maaperissä ja korkealaatuisen, kestävän tuotannon tarjoamista lääkkeiden markkinoiden kysynnän tyydyttämiseksi.
Kenttäkoe suoritettiin Lannizhaissa (24°11′N, 104°3′E, korkeus merenpinnasta 1446 m), Qiubein piirikunnassa, Wenshanin prefektuurissa, Yunnanin maakunnassa. Vuoden keskilämpötila on 17 °C ja keskimääräinen sademäärä 1250 mm. Tutkitun maaperän tausta-arvot: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, emäksinen hydrolysoitu typpi 88,82 mg kg-1, tehokas fosfori 18,55 mg kg-1, käytettävissä oleva kaliumi 100,37 mg kg-1, kokonaiskadmiumi 0,3 mg kg-1 ja pH 5,4.
Joulukuun 10. päivänä vuonna 2017 jokaiselle koealalle levitettiin 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2,5H2O) ja kalkkia (0,750, 2250 ja 3750 kg h m-2) ja sekoitettiin pintamaan kanssa 0–10 cm paksuudelta. Jokainen käsittely toistettiin kolme kertaa. Koealat sijoitettiin satunnaisesti, kunkin koealan pinta-ala oli 3 m2. Yksivuotiaat Panax notoginsengin taimet istutettiin uudelleen 15 päivän viljelyn jälkeen maassa. Varjostusverkkoja käytettäessä Panax notoginsengin valonvoimakkuus varjostuskatoksessa on noin 18 % normaalista luonnonvalosta. Kasvata paikallisten perinteisten kasvatusmenetelmien mukaisesti. Panax notoginsengin kypsyysvaiheeseen vuonna 2019 mennessä oksaalihappo ruiskutetaan natriumoksalaattina. Oksaalihapon pitoisuus oli vastaavasti 0, 0,1 ja 0,2 mol l-1, ja pH säädettiin NaOH:lla arvoon 5,16 jäljittelemään kasvijätteen suodoksen keskimääräistä pH-arvoa. Lehtien ylä- ja alapinta ruiskutettiin kerran viikossa klo 8. Neljän ruiskutuskerran jälkeen 3-vuotiaita Panax notoginseng -kasveja korjattiin viikolla 5.
Marraskuussa 2019 pellolta kerättiin oksaalihapolla käsiteltyjä kolmevuotiaita Panax notoginseng -kasveja. Fysiologisen aineenvaihdunnan ja entsymaattisen aktiivisuuden testaamiseksi joitakin näytteitä kolmevuotiaista Panax notoginseng -kasveista laitettiin pakastinputkiin, pakastettiin nopeasti nestemäiseen typpeen ja siirrettiin sitten jääkaappiin -80 °C:een. Juurinäytteiden kypsä osa on määritettävä kadmiumin ja vaikuttavan aineen pitoisuuden suhteen. Pese vesijohtovedellä, kuivaa 105 °C:ssa 30 minuuttia, pidä massa 75 °C:ssa ja jauha näytteet morttelissa. Säilytä.
Punnitse 0,2 g kuivattuja kasvinäytteitä erlenmeyerpulloon, lisää 8 ml HNO3:a ja 2 ml HClO4:a ja sulje korkki yön yli. Seuraavana päivänä kaarevalla kaulalla varustettu suppilo asetetaan kolmionmuotoiseen pulloon sähkötermistä hajoamista varten, kunnes valkoista savua ilmestyy ja hajoamisliuos kirkastuu. Huoneenlämpötilaan jäähdyttämisen jälkeen seos siirrettiin 10 ml:n mittapulloon. Kadmiumpitoisuus määritettiin atomiabsorptiospektrometrillä (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Punnitse 0,2 g kuivattuja kasvinäytteitä 50 ml:n muovipulloon, lisää 10 ml 1 mol l-1 HCl:a, sulje pullo ja ravista 15 tuntia. Suodata. Pipetillä vedä tarvittava määrä suodosta sopivaa laimennusta varten ja lisää SrCl2-liuosta, kunnes Sr2+-pitoisuus on 1 g L–1. Ca-pitoisuus määritettiin atomiabsorptiospektrometrillä (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Malondialdehydin (MDA), superoksididismutaasin (SOD), peroksidaasin (POD) ja katalaasin (CAT) vertailupakkausmenetelmä (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., tuoterekisterinumero), käytä vastaavaa mittauspakkauksen numeroa: Jingyaodianji (quasi) word 2013 nro 2400147).
Punnitse 0,05 g Panax notoginseng -näytettä ja lisää antroni-rikkihapporeagenssi putken reunaa pitkin. Ravista putkea 2–3 sekuntia nesteen sekoittamiseksi perusteellisesti. Aseta putki koeputkitelineeseen 15 minuutiksi. Liukoisten sokereiden pitoisuus määritettiin UV-Vis-spektrofotometrialla (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kiina) aallonpituudella 620 nm.
Punnitse 0,5 g tuoretta Panax notoginseng -näytettä, jauheta se homogenaatiksi 5 ml:n tislatun veden kanssa ja sentriföi 10 000 g:n voimalla 10 minuuttia. Laimenna supernatantti kiinteään tilavuuteen. Käytettiin Coomassie Brilliant Blue -menetelmää. Liukoisen proteiinin pitoisuus määritettiin spektrofotometrisesti spektrin ultravioletti- ja näkyvällä alueella (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kiina) aallonpituudella 595 nm ja laskettiin naudan seerumialbumiinin standardikäyrästä.
Punnitse 0,5 g tuoretta näytettä, lisää 5 ml 10-prosenttista etikkahappoa jauhamista ja homogenisointia varten, suodata ja laimenna vakiotilavuuteen. Kromogeeninen menetelmä ninhydriiniliuoksella. Vapaiden aminohappojen pitoisuus määritettiin ultravioletti-visuaalisen spektrofotometrisesti (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kiina) aallonpituudella 570 nm ja laskettiin standardileusiinikäyrästä.
Punnitse 0,5 g tuoretta näytettä, lisää 5 ml 3-prosenttista sulfosalisyylihappoliuosta, kuumenna vesihauteessa ja ravista 10 minuuttia. Jäähdytyksen jälkeen liuos suodatettiin ja laimennettiin vakiotilavuuteen. Käytettiin happaman ninhydriinin kromogeenista menetelmää. Proliinipitoisuus määritettiin UV-Vis-spektrofotometrialla (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kiina) aallonpituudella 520 nm ja laskettiin proliinin standardikäyrästä.
Saponiinien pitoisuus määritettiin korkean suorituskyvyn nestekromatografialla (HPLC) Kiinan kansantasavallan farmakopean (painos 2015) mukaisesti. HPLC:n perusperiaate on käyttää korkeapainenestettä liikkuvana faasina ja soveltaa erittäin tehokasta erotustekniikkaa stationäärifaasikolonnissa ultrapienten hiukkasten erottamiseksi. Käyttötaidot ovat seuraavat:
HPLC-olosuhteet ja järjestelmän soveltuvuustesti (taulukko 1): Gradienttieluointi suoritettiin seuraavan taulukon mukaisesti käyttäen oktadekyylisilaanilla sidottua silikageeliä täyteaineena, asetonitriiliä liikkuvana faasina A, vettä liikkuvana faasina B ja detektioaallonpituus oli 203 nm. Panax notoginseng -saponiinien R1-piikistä laskettujen teoreettisten kuppien lukumäärän tulisi olla vähintään 4000.
Vertailuliuoksen valmistus: Punnitse tarkasti ginsenosidit Rg1, ginsenosidit Rb1 ja notoginsenosidit R1. Lisää metanolia, jotta saat sekoitetun liuoksen, jossa on 0,4 mg ginsenosidia Rg1, 0,4 mg ginsenosidia Rb1 ja 0,1 mg notoginsenosidia R1 millilitraa kohden.
Testiliuoksen valmistus: Punnitse 0,6 g Sanxin-jauhetta ja lisää 50 ml metanolia. Seos punnittiin (W1) ja annettiin seistä yön yli. Sekoitettua liuosta keitettiin sitten kevyesti vesihauteessa 80 °C:ssa 2 tuntia. Jäähdytyksen jälkeen punnitaan sekoitettu liuos ja lisätään tuloksena oleva metanoli W1:n ensimmäiseen massaan. Ravista sitten hyvin ja suodata. Suodos jätettiin määritystä varten.
Saponiinin pitoisuus absorboitiin tarkasti 10 µl:aan standardiliuosta ja 10 µl:aan suodosta ja injektoitiin HPLC:hen (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Standardikäyrä: Rg1-, Rb1- ja R1-sekastandardiliuosten määritys, kromatografiaolosuhteet ovat samat kuin yllä. Laske standardikäyrä siten, että mitattu piikin pinta-ala on y-akselilla ja saponiinin pitoisuus standardiliuoksessa abskissalla. Yhdistä näytteen mitattu piikin pinta-ala standardikäyrään saponiinin pitoisuuden laskemiseksi.
Punnitse 0,1 g:n näyte P. notogensings -bakteeria ja lisää 50 ml 70-prosenttista CH3OH-liuosta. Ultraäänikäsittely 2 tuntia ja sentriföi sitten 4000 rpm:ssä 10 minuuttia. Ota 1 ml supernatanttia ja laimenna se 12-kertaisesti. Flavonoidipitoisuus määritettiin ultraviolettisäteilyspektrofotometrialla (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Kiina) aallonpituudella 249 nm. Kversetiini on yleinen standardiaine8.
Aineisto järjestettiin Excel 2010 -ohjelmistolla. Aineiston varianssianalyysi tehtiin SPSS Statistics 20 -ohjelmistolla. Kuva piirrettiin Origin Pro 9.1 -ohjelmalla. Lasketut tilastotiedot sisältävät keskiarvon ± keskihajonnan. Tilastollinen merkitsevyys perustuu P<0,05 -arvoon.
Kun lehtiruiskutus tehtiin samalla oksaalihappopitoisuudella, Panax notoginsengin juurien kalsiumpitoisuus nousi merkittävästi kalkituksen lisääntyessä (taulukko 2). Verrattuna tilanteeseen, jossa ei tehty kalkitusta, kalsiumpitoisuus nousi 212 % 3750 kg ppm kalkkipitoisuudella ilman oksaalihapporuiskutusta. Samalla kalkin levitysmäärällä kalsiumpitoisuus nousi hieman ruiskutetun oksaalihappopitoisuuden kasvaessa.
Kadmiumin pitoisuus juurissa vaihteli 0,22:sta 0,70 mg/kg:aan. Samalla oksaalihappopitoisuudella 2250 kg hm-2:n kadmiumin pitoisuus laski merkittävästi kalkin levitysmäärän kasvaessa. Kontrolliin verrattuna kadmiumin pitoisuus laski 68,57 %, kun juuria ruiskutettiin 2250 kg gm-2 kalkilla ja 0,1 mol l-1 oksaalihapolla. Kun juuria ruiskutettiin ilman kalkkia ja 750 kg hm-2 kalkilla, Panax notoginsengin juurien kadmiumin pitoisuus laski merkittävästi oksaalihappopitoisuuden kasvaessa. Kun kalkkia lisättiin 2250 kg gm-2 ja 3750 kg gm-2, juurien kadmiumin pitoisuus ensin laski ja sitten kasvoi oksaalihappopitoisuuden kasvaessa. Lisäksi 2D-analyysi osoitti, että kalkki vaikutti merkittävästi Panax notoginseng -juuren kalsiumpitoisuuteen (F = 82,84**), kalkki (F = 74,99**) ja oksaalihappo (F = 74,99**). F = 7,72*).
Kalkin käyttömäärän ja oksaalihapon ruiskutuspitoisuuden kasvaessa MDA:n pitoisuus laski merkittävästi. MDA-pitoisuudessa ei havaittu merkittävää eroa kalkilla käsiteltyjen Panax notoginseng -juurien ja 3750 kg g/m2 kalkilla käsiteltyjen juurien välillä. 750 kg hm-2 ja 2250 kg hm-2 kalkin levitysmäärillä MDA-pitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapossa ruiskutettaessa oli 58,38 % ja 40,21 % pienempi kuin ruiskuttamattomassa oksaalihapossa. MDA-pitoisuus (7,57 nmol g-1) oli pienin, kun lisättiin 750 kg hm-2 kalkkia ja 0,2 mol l-1 oksaalihappoa (kuva 1).
Oksaalihapolla ruiskutetun lehtien vaikutus malondialdehydipitoisuuteen kadmiumrasituksen alaisena englanninpapu-ginsengin juurissa [J]. P < 0,05). Sama alla.
Lukuun ottamatta 3750 kg h m-2 kalkin levittämistä, Panax notoginseng -juuriston SOD-aktiivisuudessa ei havaittu merkittävää eroa. Käytettäessä kalkkia 0, 750 ja 2250 kg hm-2, SOD:n aktiivisuus ruiskutettaessa 0,2 mol l-1 oksaalihapolla oli merkittävästi korkeampi kuin ilman oksaalihapolla käsittelyä, mikä nousi vastaavasti 177,89 %, 61,62 % ja 45,08 %. SOD-aktiivisuus (598,18 yksikköä g-1) juurissa oli korkein, kun käsiteltiin ilman kalkkia ja ruiskutettiin 0,2 mol l-1 oksaalihapolla. Samalla pitoisuudella ilman oksaalihappoa tai ruiskutettiin 0,1 mol l-1 oksaalihapolla, SOD-aktiivisuus kasvoi kalkin levitysmäärän kasvaessa. SOD-aktiivisuus laski merkittävästi 0,2 mol l–1 oksaalihapolla ruiskuttamisen jälkeen (kuva 2).
Oksaalihapolla ruiskutetun lehtien vaikutus superoksididismutaasin, peroksidaasin ja katalaasin aktiivisuuteen kadmiumrasituksen alaisena Panax notoginseng -juurissa [J].
Samoin kuin SOD-aktiivisuus juurissa, POD-aktiivisuus juurissa (63,33 µmol g-1) oli korkein, kun ruiskutettiin ilman kalkkia ja 0,2 mol l-1 oksaalihappoa, mikä oli 148,35 % korkeampi kuin kontrollissa (25,50 µmol g-1). POD-aktiivisuus ensin lisääntyi ja sitten väheni oksaalihapporuiskutuspitoisuuden kasvaessa ja 3750 kg hm −2 kalkkikäsittelyn myötä. Verrattuna 0,1 mol l-1 oksaalihapolla käsittelyyn, POD-aktiivisuus laski 36,31 %, kun sitä käsiteltiin 0,2 mol l-1 oksaalihapolla (kuva 2).
Lukuun ottamatta 0,2 mol l-1 oksaalihapon ruiskuttamista ja 2250 kg hm-2 tai 3750 kg hm-2 kalkin levittämistä, CAT-aktiivisuus oli merkittävästi korkeampi kuin kontrollissa. 0,1 mol l-1 oksaalihapolla ja 0,2250 kg hm-2 tai 3750 kg hm-2 kalkilla käsiteltyjen juurien CAT-aktiivisuus kasvoi 276,08 %, 276,69 % ja 33,05 % verrattuna tilanteeseen, jossa oksaalihappoa ei käsitelty. 0,2 mol l-1 oksaalihapolla käsiteltyjen juurien CAT-aktiivisuus (803,52 µmol g-1) oli korkein. CAT-aktiivisuus (172,88 µmol g-1) oli pienin 3750 kg hm-2 kalkilla ja 0,2 mol l-1 oksaalihapolla käsitellyissä juurissa (kuva 2).
Kaksimuuttuja-analyysi osoitti, että Panax notoginsengin CAT-aktiivisuus ja MDA korreloivat merkittävästi oksaalihapon tai kalkkiruiskutuksen määrän ja molempien käsittelyjen kanssa (taulukko 3). SOD-aktiivisuus juurissa korreloi voimakkaasti kalkki- ja oksaalihappokäsittelyn tai oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kanssa. Juurien POD-aktiivisuus korreloi merkittävästi käytetyn kalkin määrän tai kalkin ja oksaalihapon samanaikaisen käytön kanssa.
Juurikasvien liukoisten sokereiden pitoisuus laski kalkin levitysmäärän ja oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kasvaessa. Panax notoginsengin juurien liukoisten sokereiden pitoisuuksissa ei ollut merkittävää eroa ilman kalkin levitystä ja 750 kg·h·m−2 kalkin levityksessä. Käytettäessä 2250 kg·hm·2 kalkkia, liukoisten sokereiden pitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapolla käsiteltynä oli merkittävästi korkeampi kuin ei-oksaalihapporuiskutuksessa, joka nousi 22,81 %. Käytettäessä 3750 kg·h·m−2 kalkkia, liukoisten sokereiden pitoisuus laski merkittävästi oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kasvaessa. 0,2 mol l-1 oksaalihapporuiskutuksen liukoisten sokereiden pitoisuus oli 38,77 % pienempi kuin käsittelyn ilman oksaalihappokäsittelyä. Lisäksi 0,2 mol l-1 oksaalihapolla tehdyssä ruiskutuskäsittelyssä oli alhaisin liukoisten sokerien pitoisuus, 205,80 mg g-1 (kuva 3).
Oksaalihapolla ruiskutetun lehtien vaikutus Panax notoginsengin juurien liukoisen kokonaissokerin ja liukoisen proteiinin pitoisuuksiin kadmiumrasituksen alaisena [J].
Liukoisen proteiinin pitoisuus juurissa laski kalkin ja oksaalihapon levitysmäärän kasvaessa. Ilman kalkkia liukoisen proteiinin pitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapolla käsitellyssä ruiskutuksessa oli merkitsevästi 16,20 % pienempi kuin kontrollissa. Kun kalkkia levitettiin 750 kg hm-2, Panax notoginsengin juurien liukoisen proteiinin pitoisuudessa ei havaittu merkittävää eroa. Kalkin levitysmäärällä 2250 kg h m-2 liukoisen proteiinin pitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapporuiskutuksessa oli merkitsevästi korkeampi kuin ei-oksaalihapporuiskutuksessa (35,11 %). Kun kalkkia levitettiin 3750 kg h m-2, liukoisen proteiinin pitoisuus laski merkitsevästi oksaalihapporuiskutuspitoisuuden kasvaessa, ja liukoisen proteiinin pitoisuus (269,84 µg g-1) oli pienin 0,2 mol l-1,1 oksaalihapporuiskutuksessa (kuva 3).
Panax notoginsengin juurien vapaiden aminohappojen pitoisuudessa ei havaittu merkittävää eroa kalkin puuttuessa. Oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden noustessa ja kalkin levitysmäärällä 750 kg·hm-2 vapaiden aminohappojen pitoisuus ensin laski ja sitten nousi. 2250 kg hm-2 kalkilla ja 0,2 mol l-1 oksaalihapolla käsittely lisäsi vapaiden aminohappojen pitoisuutta merkittävästi 33,58 % verrattuna tilanteeseen, jossa oksaalihappoa ei käsitelty lainkaan. Oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden noustessa ja 3750 kg·hm-2 kalkin lisäämisellä vapaiden aminohappojen pitoisuus laski merkittävästi. Vapaiden aminohappojen pitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapporuiskutuksessa oli 49,76 % pienempi kuin käsittelyssä ilman oksaalihappokäsittelyä. Vapaiden aminohappojen pitoisuus oli suurimmillaan, kun oksaalihappokäsittelyä ei tehty, ja se oli 2,09 mg/g. Vapaiden aminohappojen pitoisuus (1,05 mg g-1) oli pienin, kun ruiskutettiin 0,2 mol l-1 oksaalihapolla (kuva 4).
Oksaalihapolla ruiskutetun lehtien vaikutus vapaiden aminohappojen ja proliinin pitoisuuksiin Panax notogingen -kasvin juurissa kadmiumstressa [J].
Proliinipitoisuus juurissa laski kalkin ja oksaalihapon levitysmäärien kasvaessa. Panax notoginsengin proliinipitoisuudessa ei ollut merkittävää eroa ilman kalkkia. Kun oksaalihapon ruiskutuspitoisuus kasvoi ja kalkin levitysmäärät olivat 750 ja 2250 kg hm-2, proliinipitoisuus ensin laski ja sitten nousi. Proliinipitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapolla ruiskutetussa käsittelyssä oli merkitsevästi korkeampi kuin 0,1 mol l-1 oksaalihapolla ruiskutetussa käsittelyssä, joka nousi vastaavasti 19,52 % ja 44,33 %. Käytettäessä 3750 kg·hm-2 kalkkia proliinipitoisuus laski merkitsevästi oksaalihapolla ruiskutetun ruiskutuksen pitoisuuden kasvaessa. Proliinipitoisuus 0,2 mol l-1 oksaalihapolla ruiskutuksen jälkeen oli 54,68 % pienempi kuin ilman oksaalihappoa. Proliinin pitoisuus oli pienin ja nousi 11,37 μg/g:iin käsiteltäessä 0,2 mol/l oksaalihapolla (kuva 4).
Kokonaissaponiinien pitoisuus ginsengin kasvissa oli Rg1>Rb1>R1. Kolmen saponiinin pitoisuuksissa ei ollut merkittävää eroa oksaalihapposumutteen pitoisuuden kasvaessa eikä kalkin puuttuessa (taulukko 4).
R1-pitoisuus ruiskutettaessa 0,2 mol l-1 oksaalihappoa oli merkittävästi alhaisempi kuin ilman oksaalihappoa ja kalkkia käytettäessä 750 tai 3750 kg·h·m-2. Oksaalihapporuiskutuspitoisuudella 0 tai 0,1 mol l-1 R1-pitoisuudessa ei ollut merkittävää eroa kalkin levitysmäärän kasvaessa. Oksaalihapporuiskutuspitoisuudella 0,2 mol l-1 kalkin R1-pitoisuus 3750 kg hm-2 oli merkittävästi alhaisempi kuin 43,84 % ilman kalkkia (taulukko 4).
Rg1-pitoisuus ensin nousi ja sitten laski oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden ja 750 kg·h·m−2 kalkin levitysmäärän kasvaessa. Kalkin levitysmäärällä 2250 tai 3750 kg h m−2 Rg1-pitoisuus laski oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kasvaessa. Samalla oksaalihappopitoisuudella Rg1-pitoisuus ensin nousi ja sitten laski kalkin levitysmäärän kasvaessa. Verrokkiryhmään verrattuna, lukuun ottamatta kolmea oksaalihapporuiskutuspitoisuutta ja 750 kg h m−2, Rg1-pitoisuus oli korkeampi kuin kontrollissa. Muiden käsittelyjen juurien Rg1-pitoisuus oli alhaisempi kuin kontrollissa. Rg1-pitoisuus oli korkein, kun ruiskutettiin 750 kg gm−2 kalkilla ja 0,1 mol l−1 oksaalihapolla, mikä oli 11,54 % korkeampi kuin kontrollissa (taulukko 4).
Rb1-pitoisuus ensin nousi ja sitten laski oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kasvaessa ja kalkin levitysmäärän kasvaessa 2250 kg hm-2. 0,1 mol l–1 oksaalihapon ruiskutuksen jälkeen Rb1-pitoisuus saavutti maksimissaan 3,46 %:n, mikä on 74,75 % korkeampi kuin ilman oksaalihapporuiskutusta. Muilla kalkkikäsittelyillä ei ollut merkittävää eroa eri oksaalihapporuiskutuspitoisuuksien välillä. 0,1 ja 0,2 mol l-1 oksaalihapolla ruiskutettaessa Rb1-pitoisuus ensin laski ja sitten laski kalkin lisäyksen kasvaessa (taulukko 4).
Samalla oksaalihappopitoisuudella flavonoidien pitoisuus ensin nousi ja sitten laski kalkin levitysmäärän kasvaessa. Flavonoidipitoisuuksissa oli merkittävä ero, kun kalkkia ei käytetty lainkaan tai 3750 kg hm-2 kalkkia ruiskutettiin eri oksaalihappopitoisuuksilla. Kun kalkkia levitettiin 750 ja 2250 kg hm-2 määrinä, flavonoidien pitoisuus ensin nousi ja sitten laski oksaalihapporuiskutuksen pitoisuuden kasvaessa. Kun kalkkia käsiteltiin 750 kg hm-2 levitysmäärällä ja ruiskutettiin 0,1 mol l-1 oksaalihappoa, flavonoidien pitoisuus oli korkein ja oli 4,38 mg g-1, mikä on 18,38 % korkeampi kuin samalla levitysmäärällä käsitellyllä kalkilla ilman oksaalihapporuiskutusta. Flavonoidipitoisuus oksaalihapolla 0,1 mol l-1 ruiskutettaessa kasvoi 21,74 % verrattuna käsittelyyn ilman oksaalihapporuiskutusta ja kalkkikäsittelyyn 2250 kg hm-2:lla (kuva 5).
Oksalaattilehtien ruiskutuksen vaikutus kadmiumrasituksen alaisena olevan Panax notoginseng -juurien flavonoidipitoisuuteen [J].
Kaksimuuttuja-analyysi osoitti, että Panax notoginsengin liukoisen sokerin pitoisuus korreloi merkittävästi käytetyn kalkin määrän ja ruiskutetun oksaalihappopitoisuuden kanssa. Juurikasvien liukoisen proteiinin pitoisuus korreloi merkittävästi kalkin, sekä kalkin että oksaalihapon, levitysmäärän kanssa. Juurien vapaiden aminohappojen ja proliinin pitoisuudet korreloivat merkittävästi kalkin levitysmäärän, oksaalihapon ruiskutuspitoisuuden, kalkin ja oksaalihappopitoisuuden kanssa (taulukko 5).
R1-pitoisuus lanttujuuren juurissa korreloi merkittävästi oksaalihapon ruiskutuksen pitoisuuden, käytetyn kalkin, kalkin ja oksaalihapon määrän kanssa. Flavonoidipitoisuus korreloi merkittävästi ruiskutetun oksaalihapon pitoisuuden ja käytetyn kalkin määrän kanssa.
Kasvien kadmiumin vähentämiseksi on käytetty monia lisäaineita sitomalla kadmiumia maaperään, kuten kalkkia ja oksaalihappoa30. Kalkkia käytetään laajalti maaperän lisäaineena kadmiumpitoisuuden vähentämiseksi viljelykasveissa31. Liang ym.32 raportoivat, että oksaalihappoa voidaan käyttää myös raskasmetalleilla saastuneiden maaperän ennallistamiseen. Kun saastuneeseen maaperään on levitetty erilaisia ​​oksaalihappopitoisuuksia, maaperän orgaaninen aines lisääntyi, kationinvaihtokapasiteetti laski ja pH-arvo nousi33. Oksaalihappo voi myös reagoida maaperän metalli-ionien kanssa. Kadmium-stressin alaisena Panax notoginsengin kadmiumpitoisuus nousi merkittävästi kontrolliin verrattuna. Kalkkia käytettäessä se kuitenkin laski merkittävästi. Tässä tutkimuksessa, kun kalkkia levitettiin 750 kg hm−2, juuren kadmiumpitoisuus saavutti kansallisen standardin (Cd-raja: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), ja vaikutus 2250 kg hm−2 kalkkia levitettäessä toimii parhaiten kalkin kanssa. Kalkin käyttö loi maaperään suuren määrän kilpailukohtia Ca2+:n ja Cd2+:n välille, ja oksaalihapon lisääminen saattoi vähentää Panax notoginsengin juurien kadmiumpitoisuutta. Kalkin ja oksaalihapon yhdistelmä laski kuitenkin merkittävästi Panax notoginsengin juurien kadmiumpitoisuutta ja saavutti kansallisen standardin. Maaperässä oleva kalsium adsorboituu juuren pinnalle massavirran aikana, ja juurisolut voivat ottaa sen vastaan ​​kalsiumkanavien (Ca2+-kanavat), kalsiumpumppujen (Ca2+-AT-Paasi) ja Ca2+/H+-antiportereiden kautta, ja sitten se kulkeutuu vaakasuunnassa juuren ksyleemiin 23. Juuren kalsiumpitoisuus korreloi merkitsevästi negatiivisesti kadmiumpitoisuuden kanssa (P<0,05). Kadmiumpitoisuus laski kalsiumpitoisuuden kasvaessa, mikä on yhdenmukaista kalsiumin ja kadmiumin antagonismin kanssa. Varianssianalyysi osoitti, että kalkin määrä vaikutti merkittävästi Panax notoginsengin juurien kalsiumpitoisuuteen. Pongrac ym. 35 raportoi, että kadmium sitoutuu oksalaattiin kalsiumoksalaattikiteissä ja kilpailee kalsiumin kanssa. Oksalaatin säätely ei kuitenkaan ollut merkittävää. Tämä osoitti, että oksaalihapon ja Ca2+:n muodostama kalsiumoksalaatin saostuminen ei ollut yksinkertaista saostumista, ja yhteissaostumisprosessia voidaan säädellä erilaisten aineenvaihduntareittien kautta.