Děkujeme za návštěvu webu Nature.com. Používáte verzi prohlížeče s omezenou podporou CSS. Pro nejlepší možný zážitek doporučujeme používat aktualizovaný prohlížeč (nebo v prohlížeči Internet Explorer vypnout režim kompatibility). Abychom zajistili trvalou podporu, zobrazujeme web bez stylů a JavaScriptu.
Posuvníky zobrazující tři články na snímek. Pro pohyb mezi snímky použijte tlačítka Zpět a Další nebo tlačítka ovladače snímků na konci pro pohyb mezi jednotlivými snímky.
Znečištění kadmiem (Cd) představuje hrozbu pro pěstování léčivé rostliny Panax notoginseng v provincii Yunnan. Za podmínek exogenního stresu Cd byl proveden polní experiment s cílem pochopit vliv aplikace vápna (0,750, 2250 a 3750 kg bm-2) a postřiku kyselinou šťavelovou (0, 0,1 a 0,2 mol l-1) na akumulaci Cd. a antioxidační účinek. Systémové a léčivé složky ovlivňující Panax notoginseng. Výsledky ukázaly, že pálené vápno a listový postřik kyselinou šťavelovou mohou zvýšit hladiny Ca2+ v Panax notoginseng za stresu Cd a snížit toxicitu Cd2+. Přidání vápna a kyseliny šťavelové zvýšilo aktivitu antioxidačních enzymů a změnilo metabolismus osmoregulátorů. Nejvýznamněji se zvýšila aktivita CAT, a to 2,77krát. Nejvyšší aktivita SOD se při ošetření kyselinou šťavelovou zvýšila 1,78krát. Obsah MDA se snížil o 58,38 %. Existuje velmi významná korelace s rozpustným cukrem, volnými aminokyselinami, prolinem a rozpustnými bílkovinami. Vápno a kyselina šťavelová mohou zvýšit množství vápenatých iontů (Ca2+), snížit množství Cd, zlepšit toleranci stresu u Panax notoginseng a zvýšit celkovou produkci saponinů a flavonoidů. Obsah Cd byl nejnižší, o 68,57 % nižší než v kontrole, což odpovídalo standardní hodnotě (Cd ≤ 0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Podíl SPN byl 7,73 %, což dosáhlo nejvyšší úrovně v každém ošetření, a obsah flavonoidů se významně zvýšil o 21,74 %, čímž dosáhlo standardní hodnoty pro léčivo a nejlepšího výtěžku.
Kadmium (Cd) jako běžný kontaminant v obdělávané půdě snadno migruje a má značnou biologickou toxicitu1. El Shafei a kol.2 uvádějí, že toxicita Cd ovlivňuje kvalitu a produktivitu používaných rostlin. V posledních letech se fenomén nadměrného kadmia v půdě obdělávané půdy v jihozápadní Číně stal velmi závažným. Provincie Yunnan je čínským královstvím biodiverzity, mezi nímž léčivé rostlinné druhy zaujímají první místo v zemi. Bohaté nerostné zdroje provincie Yunnan však nevyhnutelně vedou ke kontaminaci půdy těžkými kovy během těžebního procesu, což ovlivňuje produkci místních léčivých rostlin.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 je velmi cenná vytrvalá léčivá rostlina patřící do rodu Araliaceae (Panax ginseng). Kořen Panax notoginseng podporuje krevní oběh, odstraňuje krevní stáze a zmírňuje bolest. Hlavním místem produkce je prefektura Wenshan, provincie Yunnan5. Kontaminace kadmiem byla přítomna na více než 75 % plochy půdy v oblasti výsadby Panax notoginseng a na různých místech překročila 81–100 %6. Toxický účinek kadmia také výrazně snižuje produkci léčivých složek Panax notoginseng, zejména saponinů a flavonoidů. Saponiny jsou třídou aglykonů, mezi nimiž jsou aglykony triterpenoidy neboli spirosterany, které jsou hlavními aktivními složkami mnoha čínských bylinných léčiv a obsahují saponiny. Některé saponiny mají také cenné biologické účinky, jako je antibakteriální, antipyretická, sedativní a protirakovinná aktivita7. Flavonoidy obecně označují řadu sloučenin, ve kterých jsou dva benzenové kruhy s fenolickými hydroxylovými skupinami propojeny prostřednictvím tří centrálních atomů uhlíku a hlavním jádrem je 2-fenylchromanon 8. Je to silný antioxidant, který dokáže účinně odstraňovat volné kyslíkové radikály v rostlinách, inhibovat exsudaci zánětlivých biologických enzymů, podporovat hojení ran a úlevu od bolesti a snižovat hladinu cholesterolu. Je to jedna z hlavních aktivních složek ženšenu Panax. Řešení problému kontaminace půdy kadmiem v produkčních oblastech ženšenu Panax notoginseng je nezbytnou podmínkou pro zajištění produkce jeho hlavních léčivých složek.
Vápno je jedním z běžných pasivátorů pro fixaci půdní kontaminace kadmiem in situ. Ovlivňuje adsorpci a depozici Cd v půdě a snižuje biologickou aktivitu Cd v půdě zvýšením pH a změnou kapacity výměny kationtů v půdě (CEC), nasycení půdy solí (BS) a redoxního potenciálu půdy (Eh)3,11. Kromě toho vápno poskytuje velké množství Ca2+, které tvoří iontový antagonismus s Cd2+, soutěží o adsorpční místa v kořenech, zabraňuje transportu Cd k výhonku a má nízkou biologickou toxicitu. Po přidání 50 mmol l-1 Ca za stresu Cd byl transport Cd v listech sezamu inhibován a akumulace Cd byla snížena o 80 %. Byla publikována řada souvisejících studií o rýži (Oryza sativa L.) a dalších plodinách12,13.
Postřik listů plodin za účelem kontroly akumulace těžkých kovů je v posledních letech novou metodou boje s těžkými kovy. Princip se týká hlavně chelatační reakce v rostlinných buňkách, která způsobuje ukládání těžkých kovů na buněčnou stěnu a inhibuje jejich příjem rostlinami14,15. Jako stabilní chelatační činidlo s dikarboxylovými kyselinami může kyselina šťavelová přímo chelátovat ionty těžkých kovů v rostlinách, čímž snižuje toxicitu. Studie ukázaly, že kyselina šťavelová v sójových bobech může chelátovat Cd2+ a uvolňovat krystaly obsahující Cd prostřednictvím apikálních buněk trichomů, čímž snižuje hladiny Cd2+ v těle16. Kyselina šťavelová může regulovat pH půdy, zvyšovat aktivitu superoxiddismutázy (SOD), peroxidázy (POD) a katalázy (CAT) a regulovat infiltraci rozpustného cukru, rozpustných proteinů, volných aminokyselin a prolinu. Metabolické modulátory 17,18. Kyselé látky a přebytek Ca2+ v oxalátových rostlinách tvoří působením zárodečných proteinů sraženiny oxalátu vápenatého. Regulace koncentrace Ca2+ v rostlinách může účinně regulovat rozpuštěnou kyselinu šťavelovou a Ca2+ v rostlinách a zabránit nadměrné akumulaci kyseliny šťavelové a Ca2+19,20.
Množství aplikovaného vápna je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících účinek obnovy. Bylo zjištěno, že spotřeba vápna se pohybuje od 750 do 6000 kg·h·m−2. U kyselých půd s pH 5,0–5,5 byl účinek aplikace vápna v dávce 3000–6000 kg·h·m−2 výrazně vyšší než při dávce 750 kg·h·m−221. Nadměrná aplikace vápna však způsobí některé negativní účinky na půdu, jako jsou velké změny pH půdy a zhutnění půdy22. Proto jsme nastavili úrovně ošetření CaO na 0, 750, 2250 a 3750 kg·h·m−2. Při aplikaci kyseliny šťavelové na Arabidopsis bylo zjištěno, že Ca2+ byl významně snížen při 10 mM L-1 a rodina genů CRT ovlivňujících signalizaci Ca2+ byla silně citlivá20. Souhrn některých předchozích studií nám umožnil určit koncentraci tohoto experimentu a pokračovat ve studiu interakce exogenních aditiv na Ca2+ a Cd2+23,24,25. Tato studie si tedy klade za cíl zkoumat regulační mechanismus účinků lokální aplikace vápna a listového postřiku kyselinou šťavelovou na obsah Cd a toleranci Panax notoginseng vůči stresu v půdách kontaminovaných kadmiem a dále prozkoumat nejlepší způsoby a prostředky pro zajištění léčivé kvality. Ukončit Panax notoginseng. Poskytuje cenné informace pro vedení rozšíření pěstování bylin v půdách kontaminovaných kadmiem a zajištění vysoce kvalitní a udržitelné produkce, která uspokojí poptávku na trhu po léčivech.
S využitím místní odrůdy Wenshan notoginseng jako materiálu byl proveden polní experiment v Lannizhai (24°11′ s. š., 104°3′ v. d., nadmořská výška 1446 m), okres Qiubei, prefektura Wenshan, provincie Yunnan. Průměrná roční teplota je 17 °C a průměrné roční srážky jsou 1250 mm. Hodnoty pozadí studované půdy: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, alkalicky hydrolyzovaný N 88,82 mg kg-1, efektivní P 18,55 mg kg-1, dostupný K 100,37 mg kg-1, celkové Cd 0,3 mg kg-1 a pH 5,4.
Dne 10. prosince 2017 bylo na každou parcelu aplikováno 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2,5H2O) a vápno (0,750, 2250 a 3750 kg h m-2) a smícháno s ornicí 0–10 cm. Každé ošetření bylo opakováno 3krát. Experimentální parcely byly umístěny náhodně, plocha každé parcely byla 3 m2. Jednoleté sazenice Panax notoginseng byly přesazeny po 15 dnech kultivace v půdě. Při použití stínící sítě dosahuje intenzita světla Panax notoginseng ve stínícím porostu přibližně 18 % běžné intenzity přirozeného světla. Pěstujte podle místních tradičních pěstitelských metod. Do fáze zralosti Panax notoginseng v roce 2019 bude kyselina šťavelová postřikována jako oxalát sodný. Koncentrace kyseliny šťavelové byla 0, 0,1 a 0,2 mol l-1 a ​​pH bylo upraveno na 5,16 pomocí NaOH, aby se napodobilo průměrné pH filtrátu zbytků. Horní a spodní strana listů se postřikovala jednou týdně v 8 hodin ráno. Po čtyřech postřikech byly v 5. týdnu sklizeny tříleté rostliny Panax notoginseng.
V listopadu 2019 byly na poli odebrány tříleté rostliny Panax notoginseng ošetřené kyselinou šťavelovou. Některé vzorky tříletých rostlin Panax notoginseng, které měly být testovány na fyziologický metabolismus a enzymatickou aktivitu, byly umístěny do mrazicích zkumavek, rychle zmraženy v tekutém dusíku a poté přeneseny do chladničky při teplotě -80 °C. V kořenových vzorcích je nutné stanovit část zralého stádia na obsah Cd a obsah účinné látky. Po promytí vodou z vodovodu je třeba vzorky sušit 30 minut při teplotě 105 °C, poté je hmota držet při teplotě 75 °C a rozemlít v hmoždíři.
Do Erlenmeyerovy baňky se naváží 0,2 g sušených rostlinných vzorků, přidá se 8 ml HNO3 a 2 ml HClO4 a přes noc se zazátkuje. Následující den se trychtýř se zakřiveným hrdlem umístí do trojúhelníkové baňky pro elektrotermický rozklad, dokud se neobjeví bílý kouř a rozkladný roztok se nestane čirým. Po ochlazení na pokojovou teplotu se směs převede do 10ml odměrné baňky. Obsah Cd se stanoví na atomovém absorpčním spektrometru (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Do plastové lahvičky o objemu 50 ml navažte 0,2 g sušených rostlinných vzorků, přidejte 10 ml 1 mol l-1 HCl, uzavřete, třepejte po dobu 15 hodin a přefiltrujte. Pipetou odeberte požadované množství filtrátu pro příslušné ředění a přidejte roztok SrCl2 tak, aby koncentrace Sr2+ dosáhla 1 g L–1. Obsah Ca byl stanoven atomovým absorpčním spektrometrem (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Malondialdehyd (MDA), superoxiddismutáza (SOD), peroxidáza (POD) a kataláza (CAT) – referenční sada (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., registrační číslo produktu) – použijte odpovídající číslo měřicí sady: Jingyaodianji (kvazi)word 2013 č. 2400147).
Odvažte 0,05 g vzorku Panax notoginseng a přidejte anthron-kyselinu sírovou s činidlem podél stěny zkumavky. Zkumavku třepejte 2–3 sekundy, aby se tekutina důkladně promíchala. Zkumavku umístěte na 15 minut do stojanu na zkumavky. Obsah rozpustných cukrů byl stanoven pomocí UV-VIS spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Čína) při vlnové délce 620 nm.
Navažte 0,5 g čerstvého vzorku Panax notoginseng, rozemlejte ho na homogenát s 5 ml destilované vody a centrifugujte při 10 000 g po dobu 10 minut. Supernatant zřeďte na pevný objem. Byla použita metoda s Coomassie Brilliant Blue. Obsah rozpustného proteinu byl stanoven spektrofotometrií v ultrafialové a viditelné oblasti spektra (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Čína) při vlnové délce 595 nm a vypočten ze standardní křivky bovinního sérového albuminu.
Navažte 0,5 g čerstvého vzorku, přidejte 5 ml 10% kyseliny octové k rozemletí a homogenizaci, přefiltrujte a zřeďte na konstantní objem. Chromogenní metoda s použitím roztoku ninhydrinu. Obsah volných aminokyselin byl stanoven ultrafialovo-viditelnou spektrofotometrií (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Čína) při vlnové délce 570 nm a vypočten ze standardní leucinové křivky.
Navažte 0,5 g čerstvého vzorku, přidejte 5 ml 3% roztoku kyseliny sulfosalicylové, zahřívejte ve vodní lázni a třepejte 10 minut. Po ochlazení byl roztok filtrován a zředěn na konstantní objem. Byla použita chromogenní metoda s kyselým ninhydrinem. Obsah prolinu byl stanoven UV-VIS spektrofotometrií (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Čína) při vlnové délce 520 nm a vypočten ze standardní křivky prolinu.
Obsah saponinů byl stanoven vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií (HPLC) v souladu s lékopisem Čínské lidové republiky (vydání 2015). Základním principem HPLC je použití vysokotlaké kapaliny jako mobilní fáze a aplikace vysoce účinné separační technologie na koloně se stacionární fází pro ultrajemné částice. Provozní dovednosti jsou následující:
Podmínky HPLC a test vhodnosti systému (tabulka 1): Gradientní eluce byla provedena podle následující tabulky za použití silikagelu vázaného na oktadecylsilan jako plnivo, acetonitrilu jako mobilní fáze A, vody jako mobilní fáze B a detekční vlnová délka byla 203 nm. Počet teoretických pohárků vypočítaný z píku R1 saponinů Panax notoginseng by měl být alespoň 4000.
Příprava referenčního roztoku: Přesně zvažte ginsenosidy Rg1, ginsenosidy Rb1 a notoginsenosidy R1, přidejte methanol, abyste získali směsný roztok 0,4 mg ginsenosidu Rg1, 0,4 mg ginsenosidu Rb1 a 0,1 mg notoginsenosidu R1 na ml.
Příprava testovacího roztoku: Odvažte 0,6 g prášku Sanxin a přidejte 50 ml methanolu. Směs byla zvážena (W1) a ponechána přes noc. Směs byla poté lehce vařena ve vodní lázni při 80 °C po dobu 2 hodin. Po ochlazení zvažte smíchaný roztok a výsledný methanol přidejte k první hmotnosti W1. Poté dobře protřepejte a přefiltrujte. Filtrát byl ponechán ke stanovení.
Obsah saponinu byl přesně absorbován 10 µl standardního roztoku a 10 µl filtrátu a nastříknut do HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Standardní křivka: stanovení směsného standardního roztoku Rg1, Rb1, R1, chromatografické podmínky jsou stejné jako výše. Vypočítejte standardní křivku s naměřenou plochou píku na ose y a koncentrací saponinu ve standardním roztoku na ose x. Dosaďte naměřenou plochu píku vzorku do standardní křivky pro výpočet koncentrace saponinu.
Odvažte 0,1 g vzorek P. notogensings a přidejte 50 ml 70% roztoku CH3OH. Sonikujte 2 hodiny, poté centrifugujte při 4000 ot/min po dobu 10 minut. Odeberte 1 ml supernatantu a zřeďte jej 12krát. Obsah flavonoidů byl stanoven ultrafialovo-viditelnou spektrofotometrií (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Čína) při vlnové délce 249 nm. Quercetin je standardní hojná látka8.
Data byla uspořádána pomocí softwaru Excel 2010. Analýza rozptylu dat byla vyhodnocena pomocí softwaru SPSS Statistics 20. Obrázek byl vytvořen v programu Origin Pro 9.1. Vypočítané statistiky zahrnují průměr ± směrodatnou odchylku. Údaj o statistické významnosti je založen na P < 0,05.
V případě listového postřiku stejnou koncentrací kyseliny šťavelové se obsah vápna v kořenech rostliny Panax notoginseng významně zvýšil se zvyšující se aplikací vápna (tabulka 2). Ve srovnání s neaplikací vápna se obsah vápna při 3750 kg ppm vápna bez postřiku kyselinou šťavelovou zvýšil o 212 %. Při stejném dávkování vápna se obsah vápníku se zvyšující se koncentrací postřikované kyseliny šťavelové mírně zvýšil.
Obsah Cd v kořenech se pohyboval od 0,22 do 0,70 mg/kg. Při stejné koncentraci postřiku kyseliny šťavelové se obsah 2250 kg hm-2 Cd významně snižoval se zvyšující se dávkou aplikace vápna. Ve srovnání s kontrolou se při postřiku kořenů 2250 kg gm-2 vápna a 0,1 mol l-1 kyseliny šťavelové obsah Cd snížil o 68,57 %. Při aplikaci bez vápna a 750 kg hm-2 vápna se obsah Cd v kořenech Panax notoginseng významně snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyseliny šťavelové. Po aplikaci 2250 kg vápna gm-2 a 3750 kg vápna gm-2 se obsah Cd v kořenech nejprve snížil a poté se zvyšující se koncentrací kyseliny šťavelové zvýšil. 2D analýza navíc ukázala, že obsah Ca v kořeni Panax notoginseng byl významně ovlivněn vápnem (F = 82,84**), obsah Cd v kořeni Panax notoginseng byl významně ovlivněn vápnem (F = 74,99**) a kyselinou šťavelovou (F = 74,99**). F = 7,72*).
Se zvýšením aplikovaného množství vápna a koncentrace postřiku kyselinou šťavelovou se obsah MDA významně snížil. Nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v obsahu MDA mezi kořeny Panax notoginseng ošetřenými vápnem a 3750 kg g/m2 vápna. Při aplikačních dávkách 750 kg hm-2 a 2250 kg hm-2 vápna byl obsah MDA v 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové po postřiku o 58,38 %, respektive o 40,21 % nižší než v nepostřikované kyselině šťavelové. Obsah MDA (7,57 nmol g-1) byl nejnižší při přidání 750 kg hm-2 vápna a 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové (obr. 1).
Vliv postřiku listů kyselinou šťavelovou na obsah malondialdehydu v kořenech Panax notoginseng za kadmiového stresu [J]. P<0,05). Totéž níže.
S výjimkou aplikace 3750 kg h m-2 vápna nebyl pozorován žádný významný rozdíl v aktivitě SOD v kořenovém systému Panax notoginseng. Při použití vápna 0, 750 a 2250 kg hm-2 byla aktivita SOD při postřiku 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové významně vyšší než bez ošetření kyselinou šťavelovou, která se zvýšila o 177,89 %, 61,62 % a 45,08 %. Aktivita SOD (598,18 jednotek g-1) v kořenech byla nejvyšší při ošetření bez vápna a postřiku 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové. Při stejné koncentraci bez kyseliny šťavelové nebo postřiku 0,1 mol l-1 kyseliny šťavelové se aktivita SOD zvyšovala se zvyšujícím se množstvím aplikovaného vápna. Aktivita SOD se významně snížila po postřiku 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové (obr. 2).
Vliv postřiku listů kyselinou šťavelovou na aktivitu superoxiddismutázy, peroxidázy a katalázy v kořenech Panax notoginseng za stresu kadmiem [J].
Podobně jako aktivita SOD v kořenech byla aktivita POD v kořenech (63,33 µmol g-1) nejvyšší při postřiku bez vápna a s 0,2 mol L-1 kyseliny šťavelové, což bylo o 148,35 % vyšší než u kontroly (25,50 µmol g-1). Aktivita POD se nejprve zvyšovala a poté snižovala se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou a ošetřením vápnem o dávce 3750 kg hm-2. Ve srovnání s ošetřením 0,1 mol l-1 kyseliny šťavelové se aktivita POD snížila o 36,31 % při ošetření 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové (obr. 2).
S výjimkou postřiku 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové a aplikace 2250 kg hm-2 nebo 3750 kg vápna hm-2 byla aktivita CAT významně vyšší než u kontroly. Aktivita CAT po ošetření 0,1 mol l-1 kyseliny šťavelové a po ošetření vápnem 0,2250 kg h m-2 nebo 3750 kg h m-2 se zvýšila o 276,08 %, 276,69 % a 33,05 % ve srovnání s neošetřením kyselinou šťavelovou. Aktivita CAT kořenů (803,52 µmol g-1) ošetřených 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové byla nejvyšší. Aktivita CAT (172,88 µmol g-1) byla nejnižší po ošetření 3750 kg vápna hm-2 a 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové (obr. 2).
Bivariační analýza ukázala, že aktivita CAT a MDA u Panax notoginseng významně korelovaly s množstvím postřiku kyselinou šťavelovou nebo vápnem a s oběma ošetřeními (tabulka 3). Aktivita SOD v kořenech silně korelovala s ošetřením vápnem a kyselinou šťavelovou nebo s koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou. Aktivita POD v kořenech významně korelovala s množstvím aplikovaného vápna nebo se současnou aplikací vápna a kyseliny šťavelové.
Obsah rozpustných cukrů v okopaninách se snižoval se zvyšující se dávkou aplikace vápna a koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou. V obsahu rozpustných cukrů v kořenech Panax notoginseng bez aplikace vápna a s aplikací 750 kg·h·m−2 vápna nebyl zjištěn žádný významný rozdíl. Při aplikaci 2250 kg hm-2 vápna byl obsah rozpustného cukru při ošetření 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové výrazně vyšší než při postřiku nešťavelovou kyselinou, který se zvýšil o 22,81 %. Při aplikaci vápna v množství 3750 kg·h·m−2 se obsah rozpustných cukrů významně snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou. Obsah rozpustného cukru po ošetření postřikem 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové byl o 38,77 % nižší než při ošetření bez ošetření kyselinou šťavelovou. Kromě toho mělo postřikové ošetření kyselinou šťavelovou o koncentraci 0,2 mol l-1 nejnižší obsah rozpustného cukru 205,80 mg g-1 (obr. 3).
Vliv postřiku listů kyselinou šťavelovou na obsah celkového rozpustného cukru a rozpustných bílkovin v kořenech Panax notoginseng za kadmiového stresu [J].
Obsah rozpustných bílkovin v kořenech se snižoval se zvyšující se dávkou aplikace vápna a kyseliny šťavelové. V nepřítomnosti vápna byl obsah rozpustných bílkovin při postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,2 mol l-1 významně nižší než v kontrole, a to o 16,20 %. Při aplikaci vápna 750 kg hm-2 nebyl pozorován žádný významný rozdíl v obsahu rozpustných bílkovin v kořenech Panax notoginseng. Při dávce aplikace vápna 2250 kg h m-2 byl obsah rozpustných bílkovin při postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,2 mol l-1 významně vyšší než při postřiku bez kyseliny šťavelové (35,11 %). Při aplikaci vápna v dávce 3750 kg h m-2 se obsah rozpustných bílkovin se zvyšující se koncentrací kyseliny šťavelové významně snižoval a obsah rozpustných bílkovin (269,84 µg g-1) byl nejnižší při postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,2 mol l-1 (obr. 3).
Nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v obsahu volných aminokyselin v kořenech rostliny Panax notoginseng bez vápna. Se zvýšením koncentrace postřiku kyselinou šťavelovou a dávkou aplikace vápna 750 kg hm-2 se obsah volných aminokyselin nejprve snížil a poté zvýšil. Aplikace ošetření 2250 kg hm-2 vápna a 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové významně zvýšila obsah volných aminokyselin o 33,58 % ve srovnání s neošetřením kyselinou šťavelovou. Se zvýšením koncentrace postřiku kyselinou šťavelovou a aplikací 3750 kg·hm-2 vápna se obsah volných aminokyselin významně snížil. Obsah volných aminokyselin při ošetření postřikem 0,2 mol l-1 kyseliny šťavelové byl o 49,76 % nižší než při ošetření bez ošetření kyselinou šťavelovou. Obsah volných aminokyselin byl maximální při ošetření bez ošetření kyselinou šťavelovou a činil 2,09 mg/g. Obsah volných aminokyselin (1,05 mg g-1) byl nejnižší při postřiku 0,2 mol l-1 kyselinou šťavelovou (obr. 4).
Vliv postřiku listů kyselinou šťavelovou na obsah volných aminokyselin a prolinu v kořenech Panax notoginseng za podmínek kadmiového stresu [J].
Obsah prolinu v kořenech se snižoval se zvyšujícím se dávkováním vápna a kyseliny šťavelové. V nepřítomnosti vápna nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v obsahu prolinu u rostliny Panax notoginseng. Se zvýšením koncentrace postřiku kyselinou šťavelovou a dávkování vápna 750, 2250 kg·hm-2 se obsah prolinu nejprve snížil a poté zvýšil. Obsah prolinu při postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,2 mol l-1 byl významně vyšší než obsah prolinu při postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,1 mol l-1, který se zvýšil o 19,52 %, respektive o 44,33 %. Při aplikaci 3750 kg·hm-2 vápna se obsah prolinu se zvyšujícím se dávkováním kyseliny šťavelové významně snížil. Obsah prolinu po postřiku kyselinou šťavelovou v koncentraci 0,2 mol l-1 byl o 54,68 % nižší než bez kyseliny šťavelové. Obsah prolinu byl nejnižší a činil 11,37 μg/g po ošetření 0,2 mol/l kyseliny šťavelové (obr. 4).
Obsah celkových saponinů v rostlině Panax notoginseng byl Rg1>Rb1>R1. Nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v obsahu všech tří saponinů se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou a bez vápna (tabulka 4).
Obsah R1 při postřiku kyselinou šťavelovou o koncentraci 0,2 mol l-1 byl významně nižší než bez postřiku kyselinou šťavelovou a s použitím vápna 750 nebo 3750 kg·h·m-2. Při koncentraci kyseliny šťavelové v postřiku 0 nebo 0,1 mol l-1 nebyl zjištěn žádný významný rozdíl v obsahu R1 se zvýšením aplikovaného množství vápna. Při koncentraci kyseliny šťavelové v postřiku 0,2 mol l-1 byl obsah R1 ve vápně 3750 kg hm-2 významně nižší než 43,84 % bez vápna (tabulka 4).
Obsah Rg1 se nejprve zvyšoval a poté snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou a dávkou aplikace vápna 750 kg·h·m−2. Při dávce aplikace vápna 2250 nebo 3750 kg h m−2 se obsah Rg1 snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou. Při stejné koncentraci postřiku kyselinou šťavelovou se obsah Rg1 nejprve zvyšoval a poté snižoval se zvyšující se dávkou aplikace vápna. Ve srovnání s kontrolou, s výjimkou tří koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou a 750 kg h m−2, byl obsah Rg1 vyšší než u kontroly, obsah Rg1 v kořenech ostatních ošetření byl nižší než u kontroly. Obsah Rg1 byl nejvyšší při postřiku 750 kg g m−2 vápna a 0,1 mol l−1 kyseliny šťavelové, což bylo o 11,54 % více než u kontroly (tabulka 4).
Obsah Rb1 se nejprve zvyšoval a poté snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou a dávkou aplikace vápna 2250 kg hm-2. Po postřiku 0,1 mol l–1 kyseliny šťavelové dosáhl obsah Rb1 maxima 3,46 %, což je o 74,75 % více než bez postřiku kyselinou šťavelovou. U jiných ošetření vápnem nebyl mezi různými koncentracemi postřiku kyselinou šťavelovou žádný významný rozdíl. Při postřiku 0,1 a 0,2 mol l–1 kyseliny šťavelové se obsah Rb1 nejprve snižoval a poté se snižoval se zvyšujícím se množstvím přidaného vápna (tabulka 4).
Při stejné koncentraci postřikované kyseliny šťavelové se obsah flavonoidů nejprve zvyšoval a poté snižoval se zvyšujícím se aplikačním množstvím vápna. U vápna bez vápna nebo 3750 kg hm-2 vápna postřikovaného různými koncentracemi kyseliny šťavelové byl vykázán významný rozdíl v obsahu flavonoidů. Při aplikaci vápna v dávce 750 a 2250 kg hm-2 se obsah flavonoidů nejprve zvyšoval a poté snižoval se zvyšující se koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou. Při ošetření aplikačním množstvím 750 kg hm-2 a postřiku 0,1 mol l-1 kyseliny šťavelové byl obsah flavonoidů nejvyšší a činil 4,38 mg g-1, což je o 18,38 % více než u vápna při stejném aplikačním množství bez postřiku kyselinou šťavelovou. Obsah flavonoidů při postřiku kyselinou šťavelovou 0,1 mol l-1 se zvýšil o 21,74 % ve srovnání s ošetřením bez postřiku kyselinou šťavelovou a ošetřením vápnem s 2250 kg hm-2 (obr. 5).
Vliv postřiku oxalátem na obsah flavonoidů v kořenech Panax notoginseng za stresu kadmiem [J].
Bivariační analýza ukázala, že obsah rozpustných cukrů v Panax notoginseng významně koreloval s množstvím aplikovaného vápna a koncentrací postřikované kyseliny šťavelové. Obsah rozpustných bílkovin v okopaninách významně koreloval s aplikovanou dávkou vápna, a to jak vápna, tak kyseliny šťavelové. Obsah volných aminokyselin a prolinu v kořenech významně koreloval s aplikovanou dávkou vápna, koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou, vápnem a kyselinou šťavelovou (tabulka 5).
Obsah R1 v kořenech Panax notoginseng významně koreloval s koncentrací postřiku kyselinou šťavelovou, množstvím aplikovaného vápna, vápnem a kyselinou šťavelovou. Obsah flavonoidů významně koreloval s koncentrací postřikované kyseliny šťavelové a množstvím aplikovaného vápna.
K redukci obsahu kadmia v rostlinách imobilizací kadmia v půdě bylo použito mnoho doplňků, jako je vápno a kyselina šťavelová30. Vápno se široce používá jako půdní přísada ke snížení obsahu kadmia v plodinách31. Liang a kol.32 uvedli, že kyselinu šťavelovou lze také použít k obnově půd kontaminovaných těžkými kovy. Po aplikaci různých koncentrací kyseliny šťavelové na kontaminovanou půdu se zvýšil obsah organické hmoty v půdě, snížila se kapacita kationtové výměny a hodnota pH se zvýšila o 33. Kyselina šťavelová může také reagovat s kovovými ionty v půdě. Při stresu kadmiem se obsah kadmia v rostlině Panax notoginseng významně zvýšil ve srovnání s kontrolou. Při použití vápna se však významně snížil. V této studii dosáhl obsah kadmia v kořeni při aplikaci 750 kg hm−2 vápna národní normy (limit pro kadmium: Cd ≤ 0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834) a účinek při aplikaci 2250 kg hm−2 vápna je nejlepší s vápnem. Aplikace vápna vytvořila v půdě velké množství míst konkurence mezi Ca2+ a Cd2+ a přidání kyseliny šťavelové mohlo snížit obsah Cd v kořenech Panax notoginseng. Obsah Cd v kořenech Panax notoginseng byl však kombinací vápna a kyseliny šťavelové významně snížen a dosáhl národního standardu. Ca2+ v půdě je adsorbován na povrchu kořenů během toku hmoty a může být kořenovými buňkami přijímán prostřednictvím vápníkových kanálů (Ca2+-kanály), vápníkových pump (Ca2+-AT-Páza) a Ca2+/H+ antiporterů a poté horizontálně transportován do kořenového xylému 23. Obsah Ca v kořeni byl významně negativně korelován s obsahem Cd (P<0,05). Obsah Cd se snižoval se zvyšujícím se obsahem Ca, což je v souladu s názorem na antagonismus Ca a Cd. Analýza rozptylu ukázala, že množství vápna významně ovlivnilo obsah Ca v kořenech Panax notoginseng. Pongrac a kol. 35 uvádí, že Cd se váže na oxalát v krystalech oxalátu vápenatého a soutěží s Ca. Regulace Ca oxalátem však nebyla významná. To ukázalo, že srážení oxalátu vápenatého vytvořeného kyselinou šťavelovou a Ca2+ nebylo jednoduché srážení a proces společného srážení lze řídit různými metabolickými cestami.