Kesan kapur dan asid oksalik terhadap enzim antioksidan dan komponen aktif Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium

Terima kasih kerana melayari Nature.com. Anda menggunakan versi pelayar dengan sokongan CSS yang terhad. Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan anda menggunakan pelayar yang dikemas kini (atau melumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer). Di samping itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami memaparkan laman web tanpa gaya dan JavaScript.
Gelangsar menunjukkan tiga artikel setiap slaid. Gunakan butang kembali dan seterusnya untuk bergerak melalui slaid, atau butang pengawal slaid di hujungnya untuk bergerak melalui setiap slaid.
Pencemaran kadmium (Cd) menimbulkan ancaman kepada penanaman tumbuhan ubatan Panax notoginseng di Wilayah Yunnan. Di bawah keadaan tekanan Cd eksogen, satu eksperimen lapangan telah dijalankan untuk memahami kesan penggunaan kapur (0.750, 2250 dan 3750 kg bm-2) dan semburan asid oksalik (0, 0.1 dan 0.2 mol l-1) terhadap pengumpulan Cd. dan tindakan antioksidan Komponen sistemik dan perubatan yang mempengaruhi Panax notoginseng. Keputusan menunjukkan bahawa penyemburan kapur dan foliar dengan asid oksalik boleh meningkatkan tahap Ca2+ dalam Panax notoginseng di bawah tekanan Cd dan mengurangkan ketoksikan Cd2+. Penambahan kapur dan asid oksalik meningkatkan aktiviti enzim antioksidan dan mengubah metabolisme osmoregulator. Aktiviti CAT meningkat paling ketara, meningkat 2.77 kali ganda. Aktiviti SOD tertinggi meningkat sebanyak 1.78 kali ganda apabila dirawat dengan asid oksalik. Kandungan MDA menurun sebanyak 58.38%. Terdapat korelasi yang sangat signifikan dengan gula larut, asid amino bebas, prolin, dan protein larut. Limau nipis dan asid oksalik dapat meningkatkan ion kalsium (Ca2+), menurunkan Cd, meningkatkan toleransi tekanan dalam Panax notoginseng, dan meningkatkan jumlah saponin dan penghasilan flavonoid. Kandungan Cd adalah yang terendah, 68.57% lebih rendah daripada kawalan, yang sepadan dengan nilai piawai (Cd≤0.5 mg/kg, GB/T 19086-2008). Perkadaran SPN adalah 7.73%, yang mencapai tahap tertinggi bagi setiap rawatan, dan kandungan flavonoid meningkat dengan ketara sebanyak 21.74%, mencapai nilai piawai ubat dan hasil terbaik.
Kadmium (Cd), sebagai bahan pencemar biasa dalam tanah yang ditanam, mudah berhijrah dan mempunyai ketoksikan biologi yang ketara1. El Shafei et al. 2 melaporkan bahawa ketoksikan Cd menjejaskan kualiti dan produktiviti tumbuhan yang digunakan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, fenomena kadmium berlebihan dalam tanah tanah yang ditanam di barat daya China telah menjadi sangat serius. Wilayah Yunnan merupakan Kerajaan Biodiversiti China, di mana spesies tumbuhan ubatan menduduki tempat pertama di negara ini. Walau bagaimanapun, sumber mineral yang kaya di Wilayah Yunnan pasti membawa kepada pencemaran logam berat tanah semasa proses perlombongan, yang menjejaskan pengeluaran tumbuhan ubatan tempatan.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3 ialah tumbuhan ubatan herba saka yang sangat berharga daripada genus Araliaceae Panax ginseng. Akar Panax notoginseng menggalakkan peredaran darah, menghilangkan stasis darah dan melegakan kesakitan. Tapak pengeluaran utama ialah Wilayah Wenshan, Wilayah Yunnan 5. Pencemaran Cd terdapat pada lebih daripada 75% kawasan tanah di kawasan penanaman Panax notoginseng dan melebihi 81-100% di pelbagai lokasi6. Kesan toksik Cd juga sangat mengurangkan pengeluaran komponen ubatan Panax notoginseng, terutamanya saponin dan flavonoid. Saponin ialah kelas aglikon, antaranya aglikon ialah triterpenoid atau spirosterane, yang merupakan bahan aktif utama banyak ubat herba Cina dan mengandungi saponin. Sesetengah saponin juga mempunyai aktiviti biologi yang berharga seperti aktiviti antibakteria, antipiretik, sedatif dan aktiviti antikanser7. Flavonoid secara amnya merujuk kepada satu siri sebatian di mana dua cincin benzena dengan kumpulan hidroksil fenolik dihubungkan melalui tiga atom karbon pusat, dan teras utama ialah 2-fenilkromanon 8. Ia merupakan antioksidan yang kuat, yang boleh menyingkirkan radikal bebas oksigen dalam tumbuhan dengan berkesan, menghalang eksudasi enzim biologi keradangan, menggalakkan penyembuhan luka dan melegakan kesakitan, dan menurunkan tahap kolesterol. Ia merupakan salah satu bahan aktif utama Panax Ginseng. Menyelesaikan masalah pencemaran tanah dengan kadmium di kawasan pengeluaran Panax notoginseng adalah syarat yang perlu untuk memastikan penghasilan komponen perubatan utamanya.
Kapur merupakan salah satu pasifator biasa untuk membetulkan pencemaran tanah kadmium in situ. Ia mempengaruhi penjerapan dan pemendapan Cd dalam tanah dan mengurangkan aktiviti biologi Cd dalam tanah dengan meningkatkan pH dan mengubah kapasiti pertukaran kation tanah (CEC), ketepuan garam tanah (BS), kecekapan potensi redoks tanah (Eh)3,11. Di samping itu, kapur menyediakan sejumlah besar Ca2+, yang membentuk antagonisme ionik dengan Cd2+, bersaing untuk tapak penjerapan akar, menghalang pengangkutan Cd ke pucuk, dan mempunyai ketoksikan biologi yang rendah. Dengan penambahan 50 mmol/l Ca di bawah tekanan Cd, pengangkutan Cd dalam daun bijan telah dihalang dan pengumpulan Cd telah dikurangkan sebanyak 80%. Banyak kajian berkaitan telah dilaporkan mengenai padi (Oryza sativa L.) dan tanaman lain12,13.
Menyembur daun tanaman untuk mengawal pengumpulan logam berat merupakan kaedah baharu dalam menangani logam berat sejak kebelakangan ini. Prinsip ini terutamanya berkaitan dengan tindak balas khelasi dalam sel tumbuhan, yang menyebabkan logam berat termendap pada dinding sel dan menghalang penyerapan logam berat oleh tumbuhan14,15. Sebagai agen khelasi asid dikarboksilik yang stabil, asid oksalik boleh mengkhelasi ion logam berat secara langsung dalam tumbuhan, sekali gus mengurangkan ketoksikan. Kajian telah menunjukkan bahawa asid oksalik dalam kacang soya boleh mengkhelasi Cd2+ dan melepaskan kristal yang mengandungi Cd melalui sel apikal trikoma, mengurangkan tahap Cd2+ badan16. Asid oksalik boleh mengawal pH tanah, meningkatkan aktiviti superoksida dismutase (SOD), peroksidase (POD), dan katalase (CAT), dan mengawal penyusupan gula larut, protein larut, asid amino bebas, dan prolin. Modulator metabolik 17,18. Bahan berasid dan Ca2+ berlebihan dalam tumbuhan oksalat membentuk mendakan kalsium oksalat di bawah tindakan protein kuman. Pengawalan kepekatan Ca2+ dalam tumbuhan boleh mengawal asid oksalik dan Ca2+ terlarut dalam tumbuhan dengan berkesan dan mengelakkan pengumpulan asid oksalik dan Ca2+19,20 yang berlebihan.
Jumlah kapur yang digunakan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kesan pemulihan. Telah ditetapkan bahawa penggunaan kapur adalah antara 750 hingga 6000 kg·h·m−2. Bagi tanah berasid dengan pH 5.0-5.5, kesan penggunaan kapur pada dos 3000-6000 kg·h·m-2 adalah jauh lebih tinggi berbanding dos 750 kg·h·m-221. Walau bagaimanapun, penggunaan kapur yang berlebihan akan menyebabkan beberapa kesan negatif pada tanah, seperti perubahan besar dalam pH tanah dan pemadatan tanah22. Oleh itu, kami menetapkan tahap rawatan CaO sebagai 0, 750, 2250 dan 3750 kg·h·m−2. Apabila asid oksalik digunakan pada Arabidopsis, Ca2+ didapati berkurangan dengan ketara pada 10 mM L-1, dan keluarga gen CRT yang mempengaruhi isyarat Ca2+ adalah sangat responsif20. Pengumpulan beberapa kajian terdahulu membolehkan kami menentukan kepekatan eksperimen ini dan terus mengkaji interaksi bahan tambahan eksogen pada Ca2+ dan Cd2+23,24,25. Oleh itu, kajian ini bertujuan untuk mengkaji mekanisme pengawalseliaan kesan penggunaan kapur topikal dan penyemburan foliar asid oksalik terhadap kandungan Cd dan toleransi tekanan Panax notoginseng dalam tanah yang tercemar Cd, dan untuk meneroka lebih lanjut cara dan cara terbaik untuk mendapatkan kualiti perubatan. jaminan. Keluar dari Panax notoginseng. Ia menyediakan maklumat berharga untuk membimbing pengembangan penanaman herba dalam tanah yang tercemar kadmium dan penyediaan pengeluaran yang berkualiti tinggi dan mampan untuk memenuhi permintaan pasaran untuk ubat-ubatan.
Menggunakan varieti tempatan Wenshan notoginseng sebagai bahan, satu eksperimen lapangan telah dijalankan di Lannizhai (24°11′U, 104°3′T, ketinggian 1446m), Daerah Qiubei, Wilayah Wenshan, Wilayah Yunnan. Purata suhu tahunan ialah 17°C dan purata hujan tahunan ialah 1250 mm. Nilai latar belakang tanah yang dikaji: TN 0.57 g kg-1, TP 1.64 g kg-1, TC 16.31 g kg-1, RH 31.86 g kg-1, N terhidrolisis alkali 88.82 mg kg-1, P berkesan 18.55. mg kg-1, K tersedia 100.37 mg kg-1, jumlah Cd 0.3 mg kg-1 dan pH 5.4.
Pada 10 Disember, 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2.5H2O) dan kapur (0.750, 2250 dan 3750 kg h m-2) telah disapu dan dicampurkan dengan tanah atas 0–10 cm dalam setiap plot, 2017. Setiap rawatan diulang sebanyak 3 kali. Plot eksperimen ditempatkan secara rawak, luas setiap plot ialah 3 m2. Anak benih Panax notoginseng berusia satu tahun dipindahkan selepas 15 hari penanaman di dalam tanah. Apabila menggunakan jaring teduhan, keamatan cahaya Panax notoginseng di kanopi teduhan adalah kira-kira 18% daripada keamatan cahaya semula jadi biasa. Tanam mengikut kaedah penanaman tradisional tempatan. Menjelang peringkat kematangan Panax notoginseng pada tahun 2019, asid oksalik akan disembur sebagai natrium oksalat. Kepekatan asid oksalik masing-masing adalah 0, 0.1 dan 0.2 mol l-1, dan pH telah diselaraskan kepada 5.16 dengan NaOH untuk meniru purata pH turasan serpihan. Sembur permukaan atas dan bawah daun sekali seminggu pada pukul 8 pagi. Selepas menyembur 4 kali, pokok Panax notoginseng berusia 3 tahun telah dituai pada minggu ke-5.
Pada November 2019, tumbuhan Panax notoginseng berusia tiga tahun yang dirawat dengan asid oksalik telah dikumpulkan di lapangan. Beberapa sampel tumbuhan Panax notoginseng berusia 3 tahun untuk diuji untuk metabolisme fisiologi dan aktiviti enzimatik telah diletakkan di dalam tiub penyejuk beku, dibekukan dengan cepat dalam nitrogen cecair, dan kemudian dipindahkan ke peti sejuk pada suhu -80°C. Bahagian peringkat matang mesti ditentukan dalam sampel akar untuk Cd dan kandungan bahan aktif. Selepas dibasuh dengan air paip, keringkan pada suhu 105°C selama 30 minit, tahan jisim pada suhu 75°C dan kisar sampel dalam lesung. Simpan.
Timbang 0.2 g sampel tumbuhan kering ke dalam kelalang Erlenmeyer, tambahkan 8 ml HNO3 dan 2 ml HClO4 dan tutup semalaman. Keesokan harinya, corong berleher melengkung diletakkan di dalam kelalang segi tiga untuk penguraian elektroterma sehingga asap putih muncul dan larutan penguraian menjadi jernih. Selepas disejukkan pada suhu bilik, campuran dipindahkan ke dalam kelalang isipadu 10 ml. Kandungan Cd ditentukan pada spektrometer penyerapan atom (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Timbang 0.2 g sampel tumbuhan kering ke dalam botol plastik 50 ml, tambahkan 10 ml 1 mol l-1 HCL, tutup dan goncang selama 15 jam dan tapis. Dengan menggunakan pipet, ambil jumlah turasan yang diperlukan untuk pencairan yang sesuai dan tambahkan larutan SrCl2 untuk mencapai kepekatan Sr2+ kepada 1 g L–1. Kandungan Ca ditentukan menggunakan spektrometer penyerapan atom (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA).
Kaedah kit rujukan malondialdehid (MDA), superoksida dismutase (SOD), peroksidase (POD), dan katalase (CAT) (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., nombor pendaftaran produk), gunakan kit pengukuran yang sepadan No.: Jingyaodianji (kuasi) perkataan 2013 No. 2400147).
Timbang 0.05 g sampel Panax notoginseng dan masukkan reagen antron-asid sulfurik di sepanjang sisi tiub. Goncangkan tiub selama 2-3 saat untuk mencampurkan cecair dengan teliti. Letakkan tiub di atas rak tiub uji selama 15 minit. Kandungan gula larut ditentukan menggunakan spektrofotometri UV-nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 620 nm.
Timbang 0.5 g sampel segar Panax notoginseng, kisar hingga menjadi homogenat dengan 5 ml air suling dan emparkan pada 10,000 g selama 10 minit. Cairkan supernatan kepada isipadu tetap. Kaedah Coomassie Brilliant Blue telah digunakan. Kandungan protein larut ditentukan menggunakan spektrofotometri di kawasan ultraungu dan spektrum yang boleh dilihat (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 595 nm dan dikira daripada lengkung piawai albumin serum lembu.
Timbang 0.5 g sampel segar, tambahkan 5 ml asid asetik 10% untuk dikisar dan dihomogenkan, tapis dan cairkan kepada isipadu malar. Kaedah kromogenik menggunakan larutan ninhidrin. Kandungan asid amino bebas ditentukan oleh spektrofotometri ultraungu-nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 570 nm dan dikira daripada lengkung leusina piawai.
Timbang 0.5 g sampel segar, tambahkan 5 ml larutan 3% asid sulfosalisilik, panaskan dalam mandian air dan goncangkan selama 10 minit. Selepas menyejuk, larutan ditapis dan dicairkan kepada isipadu malar. Kaedah kromogenik asid ninhidrin telah digunakan. Kandungan prolin ditentukan melalui spektrofotometri UV-nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 520 nm dan dikira daripada lengkung piawai prolin.
Kandungan saponin ditentukan melalui kromatografi cecair prestasi tinggi (HPLC) selaras dengan Farmakope Republik Rakyat China (edisi 2015). Prinsip asas HPLC adalah menggunakan cecair bertekanan tinggi sebagai fasa bergerak dan menggunakan teknologi pemisahan yang sangat cekap pada lajur fasa pegun untuk zarah ultrahalus. Kemahiran operasi adalah seperti berikut:
Keadaan HPLC dan ujian kesesuaian sistem (Jadual 1): Elusi kecerunan telah dijalankan mengikut jadual berikut, menggunakan gel silika yang terikat dengan oktadesilsilana sebagai pengisi, asetonitril sebagai fasa bergerak A, air sebagai fasa bergerak B, dan panjang gelombang pengesanan ialah 203 nm. Bilangan cawan teori yang dikira daripada puncak R1 saponin Panax notoginseng hendaklah sekurang-kurangnya 4000.
Penyediaan larutan rujukan: Timbang ginsenosida Rg1, ginsenosida Rb1 dan notoginsenosida R1 dengan tepat, tambahkan metanol untuk mendapatkan larutan campuran 0.4 mg ginsenosida Rg1, 0.4 mg ginsenosida Rb1 dan 0.1 mg notoginsenosida R1 setiap ml.
Penyediaan larutan ujian: Timbang 0.6 g serbuk Sanxin dan tambahkan 50 ml metanol. Campuran ditimbang (W1) dan dibiarkan semalaman. Larutan campuran kemudiannya direbus ringan dalam mandian air pada suhu 80° C selama 2 jam. Selepas sejuk, timbang larutan campuran dan tambahkan metanol yang terhasil kepada jisim pertama W1. Kemudian goncangkan dengan baik dan tapis. Turasan dibiarkan untuk penentuan.
Kandungan saponin diserap dengan tepat oleh 10 µl larutan piawai dan 10 µl filtrat dan disuntik ke dalam HPLC (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.)24.
Lengkung piawai: penentuan larutan piawai campuran Rg1, Rb1, R1, keadaan kromatografi adalah sama seperti di atas. Kira lengkung piawai dengan luas puncak yang diukur pada paksi-y dan kepekatan saponin dalam larutan piawai pada absis. Pasangkan luas puncak sampel yang diukur ke dalam lengkung piawai untuk mengira kepekatan saponin.
Timbang sampel P. notogensings seberat 0.1 g dan tambahkan 50 ml larutan CH3OH 70%. Sonikasi selama 2 jam, kemudian emparkan pada 4000 rpm selama 10 minit. Ambil 1 ml supernatan dan cairkannya sebanyak 12 kali. Kandungan flavonoid ditentukan melalui spektrofotometri ultraungu-tampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 249 nm. Quercetin ialah bahan piawai yang banyak8.
Data disusun menggunakan perisian Excel 2010. Analisis varians data dinilai menggunakan perisian SPSS Statistics 20. Gambar dilukis mengikut asalan Pro 9.1. Statistik yang dikira termasuk min ± sisihan piawai. Pernyataan kepentingan statistik adalah berdasarkan P<0.05.
Dalam kes semburan foliar dengan kepekatan asid oksalik yang sama, kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng meningkat dengan ketara dengan peningkatan penggunaan kapur (Jadual 2). Berbanding tanpa penggunaan kapur, kandungan Ca meningkat sebanyak 212% pada 3750 kg ppm kapur tanpa semburan asid oksalik. Pada kadar penggunaan kapur yang sama, kandungan kalsium sedikit meningkat dengan peningkatan kepekatan asid oksalik yang disembur.
Kandungan Cd dalam akar berbeza-beza dari 0.22 hingga 0.70 mg/kg. Pada kepekatan semburan asid oksalik yang sama, kandungan 2250 kg hm-2 Cd menurun dengan ketara dengan peningkatan kadar penggunaan kapur. Berbanding dengan kawalan, apabila menyembur akar dengan 2250 kg gm-2 kapur dan 0.1 mol l-1 asid oksalik, kandungan Cd menurun sebanyak 68.57%. Apabila digunakan tanpa kapur dan 750 kg hm-2 kapur, kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik. Dengan pengenalan 2250 kg kapur gm-2 dan 3750 kg kapur gm-2, kandungan Cd dalam akar mula-mula menurun dan kemudian meningkat dengan peningkatan kepekatan asid oksalik. Di samping itu, analisis 2D menunjukkan bahawa kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng dipengaruhi dengan ketara oleh kapur (F = 82.84**), kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng dipengaruhi dengan ketara oleh kapur (F = 74.99**) dan asid oksalik. (F = 74.99**). F = 7.72*).
Dengan peningkatan kadar penggunaan kapur dan kepekatan semburan dengan asid oksalik, kandungan MDA menurun dengan ketara. Tiada perbezaan ketara yang ditemui dalam kandungan MDA antara akar Panax notoginseng yang dirawat dengan kapur dan 3750 kg g/m2 kapur. Pada kadar penggunaan 750 kg hm-2 dan 2250 kg hm-2 kapur, kandungan MDA dalam 0.2 mol l-1 asid oksalik apabila disembur adalah masing-masing 58.38% dan 40.21% lebih rendah berbanding asid oksalik yang tidak disembur. Kandungan MDA (7.57 nmol g-1) adalah yang terendah apabila 750 kg kapur hm-2 dan 0.2 mol l-1 asid oksalik ditambah (Rajah 1).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap kandungan malondialdehid dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J]. P<0.05). Sama seperti di bawah.
Kecuali penggunaan 3750 kg h m-2 kapur, tiada perbezaan ketara diperhatikan dalam aktiviti SOD sistem akar Panax notoginseng. Apabila menggunakan kapur 0, 750 dan 2250 kg hm-2, aktiviti SOD apabila menyembur 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah jauh lebih tinggi berbanding tanpa rawatan dengan asid oksalik, yang masing-masing meningkat sebanyak 177.89%, 61.62% dan 45.08%. Aktiviti SOD (598.18 unit g-1) dalam akar adalah tertinggi apabila dirawat tanpa kapur dan disembur dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik. Pada kepekatan yang sama tanpa asid oksalik atau disembur dengan 0.1 mol l-1 asid oksalik, aktiviti SOD meningkat dengan peningkatan jumlah penggunaan kapur. Aktiviti SOD menurun dengan ketara selepas menyembur dengan 0.2 mol L–1 asid oksalik (Rajah 2).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap aktiviti superoksida dismutase, peroksidase, dan katalase dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Sama seperti aktiviti SOD dalam akar, aktiviti POD dalam akar (63.33 µmol g-1) adalah tertinggi apabila disembur tanpa kapur dan 0.2 mol L-1 asid oksalik, iaitu 148.35% lebih tinggi daripada kawalan (25.50 µmol g-1). Aktiviti POD mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik dan rawatan kapur 3750 kg/hm−2. Berbanding dengan rawatan dengan 0.1 mol l-1 asid oksalik, aktiviti POD menurun sebanyak 36.31% apabila dirawat dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik (Rajah 2).
Kecuali penyemburan 0.2 mol l-1 asid oksalik dan penggunaan 2250 kg hm-2 atau 3750 kg hm-2 kapur, aktiviti CAT adalah jauh lebih tinggi daripada kawalan. Aktiviti CAT rawatan dengan 0.1 mol l-1 asid oksalik dan rawatan dengan 0.2250 kg h-m-2 kapur atau 3750 kg h-m-2 kapur meningkat masing-masing sebanyak 276.08%, 276.69% dan 33.05% berbanding tanpa rawatan asid oksalik. Aktiviti CAT akar (803.52 µmol g-1) yang dirawat dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah yang tertinggi. Aktiviti CAT (172.88 µmol g-1) adalah yang terendah dalam rawatan 3750 kg hm-2 kapur dan 0.2 mol l-1 asid oksalik (Rajah 2).
Analisis bivariat menunjukkan bahawa aktiviti CAT Panax notoginseng dan MDA berkorelasi secara signifikan dengan jumlah asid oksalik atau semburan kapur dan kedua-dua rawatan (Jadual 3). Aktiviti SOD dalam akar berkorelasi tinggi dengan rawatan kapur dan asid oksalik atau kepekatan semburan asid oksalik. Aktiviti POD akar berkorelasi secara signifikan dengan jumlah kapur yang digunakan atau dengan penggunaan kapur dan asid oksalik secara serentak.
Kandungan gula larut dalam tanaman akar menurun dengan peningkatan kadar penggunaan kapur dan kepekatan semburan dengan asid oksalik. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan gula larut dalam akar Panax notoginseng tanpa penggunaan kapur dan dengan penggunaan 750 kg·h·m−2 kapur. Apabila menggunakan 2250 kg hm-2 kapur, kandungan gula larut apabila dirawat dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah jauh lebih tinggi berbanding semasa menyembur dengan asid bukan oksalik, yang meningkat sebanyak 22.81%. Apabila menggunakan kapur dalam jumlah 3750 kg·h·m-2, kandungan gula larut menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik. Kandungan gula larut bagi rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol L-1 adalah 38.77% lebih rendah berbanding rawatan tanpa rawatan asid oksalik. Di samping itu, rawatan semburan dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik mempunyai kandungan gula larut terendah iaitu 205.80 mg g-1 (Rajah 3).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap kandungan jumlah gula larut dan protein larut dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Kandungan protein larut dalam akar menurun dengan peningkatan kadar penggunaan kapur dan asid oksalik. Dengan ketiadaan kapur, kandungan protein larut dalam rawatan semburan dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah jauh lebih rendah daripada kawalan, iaitu sebanyak 16.20%. Apabila menggunakan kapur 750 kg hm-2, tiada perbezaan ketara dalam kandungan protein larut dalam akar Panax notoginseng diperhatikan. Pada kadar penggunaan kapur 2250 kg h m-2, kandungan protein larut dalam rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol l-1 adalah jauh lebih tinggi daripada rawatan semburan bukan asid oksalik (35.11%). Apabila kapur digunakan pada 3750 kg h m-2, kandungan protein larut menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik, dan kandungan protein larut (269.84 µg g-1) adalah terendah apabila dirawat pada 0.2 mol l-1. 1 penyemburan dengan asid oksalik (Rajah 3).
Tiada perbezaan ketara dalam kandungan asid amino bebas dalam akar Panax notoginseng tanpa kapur ditemui. Dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik dan kadar penggunaan kapur sebanyak 750 kg hm-2, kandungan asid amino bebas mula-mula menurun dan kemudian meningkat. Penggunaan rawatan dengan 2250 kg hm-2 kapur dan 0.2 mol l-1 asid oksalik meningkatkan kandungan asid amino bebas dengan ketara sebanyak 33.58% berbanding tanpa rawatan dengan asid oksalik. Dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik dan pengenalan 3750 kg·hm-2 kapur, kandungan asid amino bebas menurun dengan ketara. Kandungan asid amino bebas dalam rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol L-1 adalah 49.76% lebih rendah berbanding rawatan tanpa rawatan asid oksalik. Kandungan asid amino bebas adalah maksimum apabila dirawat tanpa rawatan dengan asid oksalik dan berjumlah 2.09 mg/g. Kandungan asid amino bebas (1.05 mg g-1) adalah terendah apabila disembur dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik (Rajah 4).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap kandungan asid amino bebas dan prolin dalam akar Panax notoginseng di bawah keadaan tekanan kadmium [J].
Kandungan prolin dalam akar menurun dengan peningkatan kadar penggunaan kapur dan asid oksalik. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan prolin Panax notoginseng tanpa kapur. Dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik dan kadar penggunaan kapur sebanyak 750, 2250 kg hm-2, kandungan prolin mula-mula menurun dan kemudian meningkat. Kandungan prolin dalam rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol l-1 adalah jauh lebih tinggi daripada kandungan prolin dalam rawatan semburan asid oksalik 0.1 mol l-1, yang masing-masing meningkat sebanyak 19.52% dan 44.33%. Apabila menggunakan 3750 kg·hm-2 kapur, kandungan prolin menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik. Kandungan prolin selepas semburan dengan 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah 54.68% lebih rendah berbanding tanpa asid oksalik. Kandungan prolin adalah yang terendah dan berjumlah 11.37 μg/g setelah dirawat dengan 0.2 mol/l asid oksalik (Rajah 4).
Kandungan saponin total dalam Panax notoginseng ialah Rg1>Rb1>R1. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan ketiga-tiga saponin dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik dan tanpa kapur (Jadual 4).
Kandungan R1 semasa menyembur 0.2 mol l-1 asid oksalik adalah jauh lebih rendah berbanding tanpa penyemburan asid oksalik dan menggunakan kapur 750 atau 3750 kg·h·m-2. Dengan kepekatan semburan asid oksalik 0 atau 0.1 mol l-1, tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan R1 dengan peningkatan kadar penggunaan kapur. Pada kepekatan semburan asid oksalik 0.2 mol l-1, kandungan R1 bagi 3750 kg hm-2 kapur adalah jauh lebih rendah berbanding 43.84% tanpa kapur (Jadual 4).
Kandungan Rg1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik dan kadar aplikasi kapur sebanyak 750 kg·h·m−2. Pada kadar aplikasi kapur sebanyak 2250 atau 3750 kg h m-2, kandungan Rg1 menurun dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik. Pada kepekatan semburan asid oksalik yang sama, kandungan Rg1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kadar aplikasi kapur. Berbanding dengan kawalan, kecuali untuk tiga kepekatan semburan asid oksalik dan 750 kg h m-2, kandungan Rg1 adalah lebih tinggi daripada kawalan, kandungan Rg1 dalam akar rawatan lain adalah lebih rendah daripada kawalan. Kandungan Rg1 adalah tertinggi apabila disembur dengan 750 kg gm-2 kapur dan 0.1 mol l-1 asid oksalik, iaitu 11.54% lebih tinggi daripada kawalan (Jadual 4).
Kandungan Rb1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kepekatan semburan dengan asid oksalik dan kadar penggunaan kapur sebanyak 2250 kg hm-2. Selepas menyembur 0.1 mol l–1 asid oksalik, kandungan Rb1 mencapai maksimum 3.46%, iaitu 74.75% lebih tinggi berbanding tanpa menyembur asid oksalik. Dengan rawatan kapur yang lain, tiada perbezaan yang ketara antara kepekatan semburan asid oksalik yang berbeza. Apabila disembur dengan 0.1 dan 0.2 mol l-1 asid oksalik, kandungan Rb1 mula-mula menurun, dan kemudian menurun dengan peningkatan jumlah kapur yang ditambah (jadual 4).
Pada kepekatan asid oksalik yang disembur dengan sama, kandungan flavonoid mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kadar penggunaan kapur. Tiada kapur atau 3750 kg hm-2 kapur yang disembur dengan pelbagai kepekatan asid oksalik mempunyai perbezaan yang ketara dalam kandungan flavonoid. Apabila kapur digunakan pada kadar 750 dan 2250 kg h-m-2, kandungan flavonoid mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan peningkatan kepekatan penyemburan dengan asid oksalik. Apabila dirawat dengan kadar penggunaan 750 kg hm-2 dan disembur dengan 0.1 mol l-1 asid oksalik, kandungan flavonoid adalah yang tertinggi dan berjumlah 4.38 mg g-1, iaitu 18.38% lebih tinggi daripada kapur pada kadar penggunaan yang sama. tanpa menyembur dengan asid oksalik. Kandungan flavonoid semasa penyemburan dengan asid oksalik 0.1 mol l-1 meningkat sebanyak 21.74% berbanding rawatan tanpa penyemburan dengan asid oksalik dan rawatan kapur dengan 2250 kg hm-2 (Rajah 5).
Kesan penyemburan foliar oksalat terhadap kandungan flavonoid dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium [J].
Analisis bivariat menunjukkan bahawa kandungan gula larut Panax notoginseng berkorelasi secara signifikan dengan jumlah kapur yang digunakan dan kepekatan asid oksalik yang disembur. Kandungan protein larut dalam tanaman akar berkorelasi secara signifikan dengan kadar penggunaan kapur, baik kapur mahupun asid oksalik. Kandungan asid amino bebas dan prolin dalam akar berkorelasi secara signifikan dengan kadar penggunaan kapur, kepekatan penyemburan dengan asid oksalik, kapur dan asid oksalik (Jadual 5).
Kandungan R1 dalam akar Panax notoginseng berkorelasi secara signifikan dengan kepekatan penyemburan asid oksalik, jumlah kapur, kapur dan asid oksalik yang digunakan. Kandungan flavonoid berkorelasi secara signifikan dengan kepekatan asid oksalik yang disembur dan jumlah kapur yang digunakan.
Banyak pindaan telah digunakan untuk mengurangkan Cd tumbuhan dengan melumpuhkan Cd dalam tanah, seperti kapur dan asid oksalik30. Kapur digunakan secara meluas sebagai bahan tambahan tanah untuk mengurangkan kandungan kadmium dalam tanaman31. Liang et al. 32 melaporkan bahawa asid oksalik juga boleh digunakan untuk memulihkan tanah yang tercemar dengan logam berat. Selepas menggunakan pelbagai kepekatan asid oksalik pada tanah yang tercemar, bahan organik tanah meningkat, kapasiti pertukaran kation menurun, dan nilai pH meningkat sebanyak 33. Asid oksalik juga boleh bertindak balas dengan ion logam dalam tanah. Di bawah tekanan Cd, kandungan Cd dalam Panax notoginseng meningkat dengan ketara berbanding kawalan. Walau bagaimanapun, apabila kapur digunakan, ia menurun dengan ketara. Dalam kajian ini, apabila menggunakan 750 kg hm-2 kapur, kandungan Cd dalam akar mencapai piawaian kebangsaan (had Cd: Cd≤0.5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), dan kesannya apabila menggunakan 2250 kg hm−2 kapur berfungsi dengan baik dengan kapur. Penggunaan kapur mewujudkan sejumlah besar tapak persaingan antara Ca2+ dan Cd2+ dalam tanah, dan penambahan asid oksalik dapat mengurangkan kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng. Walau bagaimanapun, kandungan Cd akar Panax notoginseng berkurangan dengan ketara dengan gabungan kapur dan asid oksalik, mencapai piawaian kebangsaan. Ca2+ dalam tanah diserap pada permukaan akar semasa aliran jisim dan boleh diambil oleh sel akar melalui saluran kalsium (saluran-Ca2+), pam kalsium (Ca2+-AT-Pase) dan antiporter Ca2+/H+, dan kemudian diangkut secara mendatar ke xilem akar 23. Kandungan Ca Akar berkorelasi negatif secara signifikan dengan kandungan Cd (P<0.05). Kandungan Cd berkurangan dengan peningkatan kandungan Ca, yang selaras dengan pendapat tentang antagonisme Ca dan Cd. Analisis varians menunjukkan bahawa jumlah kapur mempengaruhi kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng dengan signifikan. Pongrac et al. 35 melaporkan bahawa Cd mengikat oksalat dalam kristal kalsium oksalat dan bersaing dengan Ca. Walau bagaimanapun, pengawalaturan Ca oleh oksalat tidak signifikan. Ini menunjukkan bahawa pemendakan kalsium oksalat yang dibentuk oleh asid oksalik dan Ca2+ bukanlah pemendakan yang mudah, dan proses pemendakan bersama boleh dikawal oleh pelbagai laluan metabolik.


Masa siaran: 25 Mei 2023