Terima kasih kerana melayari Nature.com. Versi pelayar yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad. Untuk hasil terbaik, kami mengesyorkan menggunakan versi pelayar anda yang lebih baharu (atau mematikan mod keserasian dalam Internet Explorer). Sementara itu, bagi memastikan sokongan berterusan, kami memaparkan laman web ini tanpa penggayaan atau JavaScript.
Pencemaran kadmium (Cd) menimbulkan ancaman yang berpotensi kepada keselamatan penanaman tumbuhan ubatan Panax notoginseng di Yunnan. Di bawah tekanan Cd eksogen, eksperimen lapangan telah dijalankan untuk memahami kesan penggunaan kapur (0, 750, 2250 dan 3750 kg/j/m2) dan penyemburan foliar dengan asid oksalik (0, 0.1 dan 0.2 mol/L) terhadap pengumpulan Cd dan antioksidan. Komponen sistemik dan perubatan Panax notoginseng. Keputusan menunjukkan bahawa di bawah tekanan Cd, semburan kapur dan foliar dengan asid oksalik boleh meningkatkan kandungan Ca2+ Panax notoginseng dan mengurangkan ketoksikan Cd2+. Penambahan kapur dan asid oksalik meningkatkan aktiviti enzim antioksidan dan mengubah metabolisme pengawal selia osmotik. Yang paling ketara ialah peningkatan aktiviti CAT sebanyak 2.77 kali ganda. Di bawah pengaruh asid oksalik, aktiviti SOD meningkat kepada 1.78 kali ganda. 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 kandungan ion kalsium (Ca2+) Panax notoginseng, mengurangkan kandungan Cd, meningkatkan rintangan tekanan Panax notoginseng, dan meningkatkan penghasilan jumlah saponin dan flavonoid. Kandungan Cd adalah yang terendah, 68.57% lebih rendah daripada kawalan, dan sepadan dengan nilai piawai (Cd≤0.5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). Perkadaran SPN adalah 7.73%, mencapai tahap tertinggi di antara semua rawatan, dan kandungan flavonoid meningkat dengan ketara sebanyak 21.74%, mencapai nilai perubatan piawai dan hasil optimum.
Kadmium (Cd) merupakan bahan pencemar biasa dalam tanah yang ditanam, mudah bermigrasi dan mempunyai ketoksikan biologi yang ketara. El-Shafei et al2 melaporkan bahawa ketoksikan kadmium menjejaskan kualiti dan produktiviti tumbuhan yang digunakan. Tahap kadmium yang berlebihan dalam tanah yang ditanam di barat daya China telah menjadi serius sejak kebelakangan ini. Wilayah Yunnan merupakan kerajaan biodiversiti China, dengan spesies tumbuhan ubatan menduduki tempat pertama di negara ini. Walau bagaimanapun, Wilayah Yunnan kaya dengan sumber mineral, dan proses perlombongan pasti membawa kepada pencemaran logam berat dalam tanah, yang menjejaskan pengeluaran tumbuhan ubatan tempatan.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) ialah tumbuhan ubatan herba saka yang sangat berharga yang tergolong dalam genus Panax daripada keluarga Araliaceae. Panax notoginseng meningkatkan peredaran darah, menghilangkan genangan darah dan melegakan kesakitan. Kawasan pengeluaran utama ialah Wilayah Wenshan, Wilayah Yunnan5. Lebih daripada 75% tanah di kawasan penanaman ginseng Panax notoginseng tempatan tercemar dengan kadmium, dengan tahap yang berbeza-beza dari 81% hingga lebih 100% di kawasan yang berbeza6. Kesan toksik Cd juga mengurangkan pengeluaran komponen ubatan Panax notoginseng dengan ketara, terutamanya saponin dan flavonoid. Saponin ialah sejenis sebatian glikosidik yang aglikonnya ialah triterpenoid atau spirostana. Ia merupakan bahan aktif utama dalam banyak ubat tradisional Cina dan mengandungi saponin. Sesetengah saponin juga mempunyai aktiviti antibakteria atau aktiviti biologi yang berharga seperti kesan antipiretik, sedatif dan antikanser7. Flavonoid secara amnya merujuk kepada satu siri sebatian di mana dua cincin benzena dengan kumpulan hidroksil fenolik disambungkan melalui tiga atom karbon pusat. Teras utama ialah 2-fenilkromanon 8. Ia merupakan antioksidan kuat yang boleh menghapuskan radikal bebas oksigen dalam tumbuhan secara berkesan. Ia juga boleh menghalang penembusan enzim biologi keradangan, menggalakkan penyembuhan luka dan melegakan kesakitan, dan menurunkan tahap kolesterol. Ia merupakan salah satu bahan aktif utama Panax notoginseng. Terdapat keperluan segera untuk menangani masalah pencemaran kadmium dalam tanah di kawasan pengeluaran Panax ginseng dan memastikan penghasilan bahan perubatan pentingnya.
Kapur merupakan salah satu pasif yang digunakan secara meluas untuk penulenan tanah pegun daripada pencemaran kadmium10. Ia mempengaruhi penjerapan dan pemendapan Cd dalam tanah dengan mengurangkan bioavailabiliti Cd dalam tanah dengan meningkatkan nilai pH dan mengubah kapasiti pertukaran kation tanah (CEC), tepu garam tanah (BS) dan potensi redoks tanah (Eh)3, 11. Di samping itu, , kapur menyediakan sejumlah besar Ca2+, membentuk antagonisme ionik dengan Cd2+, bersaing untuk tapak penjerapan dalam akar, menghalang pengangkutan Cd ke dalam tanah, dan mempunyai ketoksikan biologi yang rendah. Apabila 50 mmol L-1 Ca ditambah di bawah tekanan Cd, pengangkutan Cd dalam daun bijan terhalang dan pengumpulan Cd dikurangkan sebanyak 80%. Beberapa kajian serupa telah dilaporkan dalam padi (Oryza sativa L.) dan tanaman lain12,13.
Penyemburan foliar tanaman untuk mengawal pengumpulan logam berat merupakan kaedah baharu untuk mengawal logam berat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Prinsipnya terutamanya berkaitan dengan tindak balas khelasi dalam sel tumbuhan, yang mengakibatkan pemendapan logam berat pada dinding sel dan menghalang penyerapan logam berat oleh tumbuhan14,15. Sebagai agen khelasi diasid 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 trikoma atas, mengurangkan tahap Cd2+ dalam badan16. Asid oksalik boleh mengawal pH tanah, meningkatkan aktiviti superoksida dismutase (SOD), peroksidase (POD) dan katalase (CAT), dan mengawal penembusan gula larut, protein larut, asid amino bebas dan prolin. Pengawal selia metabolik17,18. Asid dan Ca2+ berlebihan dalam tumbuhan membentuk mendakan kalsium oksalat di bawah tindakan protein nukleasi. Mengawal kepekatan Ca2+ dalam tumbuhan boleh mencapai pengawalaturan asid oksalik dan Ca2+ terlarut dalam tumbuhan secara berkesan dan mengelakkan pengumpulan asid oksalik dan Ca2+19,20 yang berlebihan.
Jumlah kapur yang digunakan merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi kesan pembaikan. Didapati bahawa dos kapur adalah antara 750 hingga 6000 kg/m2. Bagi tanah berasid dengan pH 5.0~5.5, kesan penggunaan kapur pada dos 3000~6000 kg/j/m2 adalah jauh lebih tinggi berbanding dos 750 kg/j/m221. Walau bagaimanapun, penggunaan kapur yang berlebihan akan mengakibatkan beberapa kesan negatif pada tanah, seperti perubahan ketara dalam pH tanah dan pemadatan tanah22. Oleh itu, kami mentakrifkan tahap rawatan CaO sebagai 0, 750, 2250 dan 3750 kg hm-2. Apabila asid oksalik digunakan pada Arabidopsis thaliana, didapati bahawa Ca2+ berkurangan dengan ketara pada kepekatan 10 mmol L-1, dan keluarga gen CRT, yang mempengaruhi isyarat Ca2+, bertindak balas dengan kuat20. Pengumpulan beberapa kajian terdahulu membolehkan kami menentukan kepekatan ujian ini dan mengkaji lebih lanjut kesan interaksi suplemen eksogen pada Ca2+ dan Cd2+23,24,25. Oleh itu, kajian ini bertujuan untuk meneroka mekanisme pengawalseliaan semburan daun kapur dan asid oksalik eksogen terhadap kandungan Cd dan toleransi tekanan Panax notoginseng dalam tanah yang tercemar Cd dan meneroka lebih lanjut cara untuk memastikan kualiti dan keberkesanan perubatan dengan lebih baik. Pengeluaran Panax notoginseng. Beliau memberikan panduan berharga tentang peningkatan skala penanaman tumbuhan herba dalam tanah yang tercemar kadmium dan mencapai pengeluaran berkualiti tinggi dan mampan yang diperlukan oleh pasaran farmaseutikal.
Menggunakan varieti ginseng tempatan Wenshan Panax notoginseng sebagai bahan, satu eksperimen lapangan telah dijalankan di Lannizhai, Daerah Qiubei, Wilayah Wenshan, Wilayah Yunnan (24°11′U, 104°3′T, ketinggian 1446 m). Purata suhu tahunan ialah 17°C dan purata hujan tahunan ialah 1250 mm. Nilai latar belakang tanah yang dikaji ialah TN 0.57 g kg-1, TP 1.64 g kg-1, TC 16.31 g kg-1, OM 31.86 g kg-1, N terhidrolisis alkali 88.82 mg kg-1, bebas fosforus. 18.55 mg kg-1, kalium bebas 100.37 mg kg-1, jumlah kadmium 0.3 mg kg-1, pH 5.4.
Pada 10 Disember 2017, 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2·2.5H2O) dan rawatan kapur (0, 750, 2250 dan 3750 kg/j/m2) telah dicampurkan dan disapu pada permukaan tanah dalam lapisan 0~10 cm bagi setiap plot. . Setiap rawatan diulang sebanyak 3 kali. Plot ujian diletakkan secara rawak, setiap plot meliputi kawasan seluas 3 m2. Anak benih Panax notoginseng berusia satu tahun dipindahkan selepas 15 hari pembajakan. Apabila menggunakan jaring pelindung matahari, keamatan cahaya Panax notoginseng di dalam jaring pelindung matahari adalah kira-kira 18% daripada keamatan cahaya semula jadi biasa. Penanaman dijalankan mengikut kaedah penanaman tradisional tempatan. Sebelum peringkat pematangan Panax notoginseng pada tahun 2019, semburkan asid oksalik dalam bentuk natrium oksalat. Kepekatan asid oksalik masing-masing adalah 0, 0.1 dan 0.2 mol L-1, dan NaOH digunakan untuk melaraskan pH kepada 5.16 bagi mensimulasikan purata pH larutan lindian serasah. Sembur permukaan atas dan bawah daun sekali seminggu pada jam 8:00 pagi. Selepas menyembur 4 kali pada minggu ke-5, pokok Panax notoginseng berusia 3 tahun telah dituai.
Pada November 2019, pokok Panax notoginseng berusia tiga tahun telah dikumpulkan dari ladang dan disembur dengan asid oksalik. Beberapa sampel pokok Panax notoginseng berusia tiga tahun yang perlu diukur untuk metabolisme fisiologi dan aktiviti enzim telah diletakkan di dalam tiub untuk dibekukan, dibekukan dengan cepat dengan nitrogen cecair dan kemudian dipindahkan ke peti sejuk pada suhu -80°C. Beberapa sampel akar yang hendak diukur untuk kandungan Cd dan bahan aktif pada peringkat kematangan telah dibasuh dengan air paip, dikeringkan pada suhu 105°C selama 30 minit, pada berat malar pada suhu 75°C, dan dikisar dalam lesung untuk disimpan.
Timbang 0.2 g sampel tumbuhan kering, letakkannya dalam kelalang Erlenmeyer, tambahkan 8 ml HNO3 dan 2 ml HClO4 dan tutup semalaman. Keesokan harinya, gunakan corong melengkung yang diletakkan dalam kelalang Erlenmeyer untuk pencernaan elektroterma sehingga asap putih muncul dan jus pencernaan menjadi jernih. Selepas disejukkan pada suhu bilik, campuran dipindahkan ke kelalang isipadu 10 ml. Kandungan Cd ditentukan menggunakan spektrometer penyerapan atom (Thermo ICE™ 3300 AAS, USA). (GB/T 23739-2009).
Timbang 0.2 g sampel tumbuhan kering, masukkan ke dalam botol plastik 50 ml, tambahkan 1 mol L-1 HCL dalam 10 ml, tutup dan goncangkan dengan baik selama 15 jam dan tapis. Dengan menggunakan pipet, pipet jumlah turasan yang diperlukan, cairkan dengan sewajarnya dan tambahkan larutan SrCl2 untuk mencapai kepekatan Sr2+ kepada 1 g L-1. Kandungan Ca diukur 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 Prong New Technology Co., Ltd., pendaftaran produk), gunakan kit pengukuran yang sepadan. No.: Beijing Pharmacopeia (tepat) 2013 No. 2400147).
Timbang kira-kira 0.05 g sampel Panax notoginseng dan tambahkan reagen asid antron-sulfurik di sepanjang sisi tiub. Goncangkan tiub selama 2-3 saat untuk mencampurkan cecair dengan teliti. Letakkan tiub di atas rak tiub untuk menghasilkan warna selama 15 minit. Kandungan gula larut ditentukan melalui spektrofotometri ultraungu–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 kemudian emparkan pada 10,000 g selama 10 minit. Supernatan dicairkan hingga mencapai isipadu tetap. Kaedah Coomassie Brilliant Blue telah digunakan. Kandungan protein larut diukur menggunakan spektrofotometri ultraungu–nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 595 nm dan dikira berdasarkan lengkung piawai albumin serum lembu.
Timbang 0.5 g sampel segar, tambahkan 5 ml 10% asid asetik, kisar hingga homogen, tapis dan cairkan hingga mencapai isipadu malar. Kaedah pengembangan warna digunakan dengan larutan ninhidrin. Kandungan asid amino bebas ditentukan melalui spektrofotometri UV–nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada 570 nm dan dikira berdasarkan lengkung piawai leusina28.
Timbang 0.5 g sampel segar, tambahkan 5 ml larutan 3% asid sulfosalisilik, panaskan dalam mandian air dan goncang selama 10 minit. Selepas menyejuk, larutan ditapis dan dibawa ke isipadu malar. Kaedah kolorimetri dengan asid ninhidrin telah digunakan. Kandungan prolin ditentukan melalui spektrofotometri ultraungu–nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 520 nm dan dikira berdasarkan lengkung piawai prolin29.
Kandungan saponin ditentukan melalui kromatografi cecair berprestasi tinggi dengan merujuk kepada Farmakope Republik Rakyat China (edisi 2015). Prinsip asas kromatografi cecair berprestasi tinggi adalah menggunakan cecair bertekanan tinggi sebagai fasa bergerak dan menggunakan teknologi pemisahan zarah ultrahalus kromatografi lajur berprestasi tinggi pada fasa pegun. Teknik operasi adalah seperti berikut:
Syarat HPLC dan Ujian Kesesuaian Sistem (Jadual 1): Gunakan gel silika terikat oktadesilsilane sebagai pengisi, asetonitril sebagai fasa bergerak A dan air sebagai fasa bergerak B. Lakukan elusi kecerunan seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah. Panjang gelombang pengesanan ialah 203 nm. Mengikut puncak R1 bagi jumlah saponin Panax notoginseng, bilangan plat teori hendaklah sekurang-kurangnya 4000.
Penyediaan larutan piawai: Timbang ginsenosida Rg1, ginsenosida Rb1 dan notoginsenosida R1 dengan tepat dan tambahkan metanol untuk menyediakan campuran yang mengandungi 0.4 mg ginsenosida Rg1, 0.4 mg ginsenosida Rb1 dan 0.1 mg notoginsenosida R1 setiap 1 ml larutan.
Penyediaan larutan ujian: Timbang 0.6 g serbuk ginseng Panax dan tambahkan 50 ml metanol. Larutan campuran ditimbang (W1) dan dibiarkan semalaman. Larutan campuran kemudian direbus perlahan-lahan dalam mandian air pada suhu 80°C selama 2 jam. Selepas sejuk, timbang larutan campuran dan tambahkan metanol yang telah disediakan kepada jisim pertama W1. Kemudian goncangkan dengan baik dan tapis. Turasan dibiarkan untuk dianalisis.
Kumpulkan 10 μL larutan piawai dan 10 μL turasan dengan tepat dan suntikannya ke dalam kromatografi cecair berprestasi tinggi (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) untuk menentukan kandungan saponin 24.
Lengkung piawai: pengukuran larutan piawai campuran Rg1, Rb1 dan R1. Keadaan kromatografi adalah sama seperti di atas. Kira lengkung piawai dengan memplotkan luas puncak yang diukur pada paksi-y dan kepekatan saponin dalam larutan piawai pada paksi-x. Kepekatan saponin boleh dikira dengan menggantikan luas puncak sampel yang diukur ke dalam lengkung piawai.
Timbang 0.1 g sampel P. notogensings dan tambahkan 50 ml larutan CH3OH 70%. Pengekstrakan ultrasonik dijalankan selama 2 jam, diikuti dengan sentrifugasi pada 4000 rpm selama 10 minit. Ambil 1 ml supernatan dan cairkannya sebanyak 12 kali. Kandungan flavonoid ditentukan menggunakan spektrofotometri ultraungu-nampak (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) pada panjang gelombang 249 nm. Quercetin adalah salah satu bahan biasa piawai8.
Data telah disusun menggunakan perisian Excel 2010. Perisian statistik SPSS 20 telah digunakan untuk menjalankan analisis varians ke atas data. Gambar telah dilukis menggunakan Origin Pro 9.1. Nilai statistik yang dikira termasuk min ± SD. Pernyataan kepentingan statistik adalah berdasarkan P < 0.05.
Pada kepekatan asid oksalik yang sama yang disembur pada daun, kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng meningkat dengan ketara apabila jumlah kapur yang digunakan meningkat (Jadual 2). Berbanding dengan ketiadaan kapur, kandungan Ca meningkat sebanyak 212% apabila menambah 3750 kg/j/m2 kapur tanpa menyembur asid oksalik. Untuk jumlah kapur yang sama yang digunakan, kandungan Ca meningkat sedikit apabila kepekatan semburan asid oksalik meningkat.
Kandungan Cd dalam akar adalah antara 0.22 hingga 0.70 mg kg-1. Pada kepekatan semburan asid oksalik yang sama, apabila jumlah kapur ditambah meningkat, kandungan Cd sebanyak 2250 kg/j menurun dengan ketara. Berbanding dengan kawalan, kandungan Cd dalam akar menurun sebanyak 68.57% selepas menyembur dengan 2250 kg hm-2 kapur dan 0.1 mol l-1 asid oksalik. Apabila kapur tanpa kapur dan 750 kg/j kapur digunakan, kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik. Apabila 2250 kg/m2 kapur dan 3750 kg/m2 kapur digunakan, kandungan Cd akar mula-mula menurun dan kemudian meningkat dengan peningkatan kepekatan asid oksalik. Di samping itu, analisis bivariat menunjukkan bahawa kapur mempunyai kesan yang ketara terhadap kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng (F = 82.84**), kapur mempunyai kesan yang ketara terhadap kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng (F = 74.99**), dan asid oksalik (F=7.72*).
Apabila jumlah kapur ditambah dan kepekatan asid oksalik yang disembur meningkat, kandungan MDA menurun dengan ketara. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan MDA dalam akar Panax notoginseng tanpa penambahan kapur dan dengan penambahan 3750 kg/m2 kapur. Pada kadar penggunaan 750 kg/j/m2 dan 2250 kg/j/m2, kandungan kapur bagi rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol/L menurun masing-masing sebanyak 58.38% dan 40.21%, berbanding tanpa rawatan semburan asid oksalik. Kandungan MDA terendah (7.57 nmol g-1) diperhatikan apabila menyembur 750 kg kapur hm-2 dan 0.2 mol l-1 asid oksalik (Rajah 1).
Kesan penyemburan foliar dengan asid oksalik terhadap kandungan malondialdehid dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium. Nota: Legenda dalam rajah menunjukkan kepekatan asid oksalik pada semburan (mol L-1), huruf kecil yang berbeza menunjukkan perbezaan yang ketara antara rawatan bagi aplikasi kapur yang sama. nombor (P < 0.05). Sama di bawah.
Kecuali penggunaan kapur 3750 kg/j, tiada perbezaan yang ketara dalam aktiviti SOD dalam akar Panax notoginseng. Apabila menambah 0, 750 dan 2250 kg/j/m2 kapur, aktiviti SOD apabila dirawat dengan menyembur dengan asid oksalik pada kepekatan 0.2 mol/l adalah jauh lebih tinggi berbanding tanpa penggunaan asid oksalik, masing-masing meningkat sebanyak 177.89%, 61.62% dan 45.08%. Aktiviti SOD dalam akar (598.18 U g-1) adalah yang tertinggi apabila tiada penggunaan kapur dan apabila dirawat dengan menyembur dengan asid oksalik pada kepekatan 0.2 mol/l. Apabila asid oksalik disembur pada kepekatan yang sama atau 0.1 mol L-1, aktiviti SOD meningkat dengan peningkatan jumlah kapur yang ditambah. Selepas menyembur dengan 0.2 mol/L asid oksalik, aktiviti SOD menurun dengan ketara (Rajah 2).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap aktiviti superoksida dismutase, peroksidase dan katalase dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium
Seperti aktiviti SOD dalam akar, aktiviti POD dalam akar yang dirawat tanpa kapur dan disembur dengan 0.2 mol L-1 asid oksalik adalah yang tertinggi (63.33 µmol g-1), iaitu 148.35% lebih tinggi daripada kawalan (25.50 µmol g-1). Dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik dan rawatan kapur 3750 kg/m2, aktiviti POD mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Berbanding dengan rawatan dengan 0.1 mol L-1 asid oksalik, aktiviti POD apabila dirawat dengan 0.2 mol L-1 asid oksalik menurun sebanyak 36.31% (Rajah 2).
Kecuali penyemburan 0.2 mol/l asid oksalik dan penambahan 2250 kg/j/m2 atau 3750 kg/j/m2 kapur, aktiviti CAT adalah jauh lebih tinggi daripada kawalan. Apabila menyembur 0.1 mol/l asid oksalik dan penambahan 0.2250 kg/m2 atau 3750 kg/j/m2 kapur, aktiviti CAT meningkat masing-masing sebanyak 276.08%, 276.69% dan 33.05% berbanding rawatan tanpa penyemburan asid oksalik. Aktiviti CAT dalam akar adalah tertinggi (803.52 μmol/g) dalam rawatan tanpa kapur dan dalam rawatan 0.2 mol/L asid oksalik. Aktiviti CAT adalah terendah (172.88 μmol/g) apabila dirawat dengan 3750 kg/j/m2 kapur dan 0.2 mol/L asid oksalik (Rajah 2).
Analisis bivariat menunjukkan bahawa aktiviti CAT dan aktiviti MDA akar Panax notoginseng berkait rapat dengan jumlah asid oksalik atau limau nipis yang disembur dan kedua-dua rawatan (Jadual 3). Aktiviti SOD dalam akar berkait rapat dengan rawatan limau nipis dan asid oksalik atau kepekatan semburan asid oksalik. Aktiviti POD akar bergantung secara signifikan pada jumlah limau nipis yang digunakan atau rawatan limau nipis dan asid oksalik.
Kandungan gula larut dalam akar menurun dengan peningkatan jumlah penggunaan kapur dan kepekatan semburan asid oksalik. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan gula larut dalam akar Panax notoginseng tanpa penggunaan kapur dan apabila 750 kg/j/m3 kapur digunakan. Apabila 2250 kg/m2 kapur digunakan, kandungan gula larut apabila dirawat dengan 0.2 mol/L asid oksalik adalah jauh lebih tinggi daripada apabila dirawat tanpa menyembur asid oksalik, meningkat sebanyak 22.81%. Apabila 3750 kg j/m2 kapur digunakan, kandungan gula larut menurun dengan ketara apabila kepekatan asid oksalik yang disembur meningkat. Kandungan gula larut apabila dirawat dengan 0.2 mol L-1 asid oksalik menurun sebanyak 38.77% berbanding tanpa menyembur asid oksalik. Di samping itu, rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol·L-1 mempunyai kandungan gula larut terendah, iaitu 205.80 mg·g-1 (Rajah 3).
Kesan penyemburan foliar dengan asid oksalik terhadap kandungan gula total larut dan protein larut dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium
Kandungan protein larut dalam akar menurun dengan peningkatan jumlah penggunaan kapur dan rawatan semburan asid oksalik. Tanpa penambahan kapur, kandungan protein larut apabila dirawat dengan semburan asid oksalik pada kepekatan 0.2 mol L-1 berkurangan dengan ketara sebanyak 16.20% berbanding kawalan. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan protein larut akar Panax notoginseng apabila 750 kg/j kapur digunakan. Di bawah keadaan penggunaan 2250 kg/j/m kapur, kandungan protein larut bagi rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol/L adalah jauh lebih tinggi daripada rawatan semburan bukan asid oksalik (35.11%). Apabila 3750 kg·j/m kapur digunakan, kandungan protein larut menurun dengan ketara apabila kepekatan semburan asid oksalik meningkat, dengan kandungan protein larut terendah (269.84 μg·g-1) apabila rawatan semburan asid oksalik ialah 0.2 mol·L-1 (Rajah 3).
Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan asid amino bebas dalam akar Panax notoginseng tanpa penggunaan kapur. Apabila kepekatan semburan asid oksalik meningkat dan penambahan 750 kg/j/m2 kapur, kandungan asid amino bebas mula-mula menurun dan kemudian meningkat. Berbanding dengan rawatan tanpa semburan asid oksalik, kandungan asid amino bebas meningkat dengan ketara sebanyak 33.58% apabila menyembur 2250 kg hm-2 kapur dan 0.2 mol l-1 asid oksalik. Kandungan asid amino bebas menurun dengan ketara dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik dan penambahan 3750 kg/m2 kapur. Kandungan asid amino bebas rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol L-1 berkurangan sebanyak 49.76% berbanding rawatan semburan bukan asid oksalik. Kandungan asid amino bebas adalah tertinggi tanpa semburan asid oksalik dan ialah 2.09 mg g-1. Rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol/L mempunyai kandungan asid amino bebas terendah (1.05 mg/g) (Rajah 4).
Kesan penyemburan daun dengan asid oksalik terhadap kandungan asid amino bebas dan prolin dalam akar Panax notoginseng di bawah keadaan tekanan kadmium
Kandungan prolin dalam akar menurun dengan peningkatan jumlah kapur yang digunakan dan jumlah semburan dengan asid oksalik. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan prolin akar ginseng Panax apabila kapur tidak digunakan. Apabila kepekatan semburan asid oksalik meningkat dan penggunaan 750 atau 2250 kg/m2 kapur meningkat, kandungan prolin mula-mula menurun dan kemudian meningkat. Kandungan prolin rawatan semburan asid oksalik 0.2 mol L-1 adalah jauh lebih tinggi daripada rawatan semburan asid oksalik 0.1 mol L-1, masing-masing meningkat sebanyak 19.52% dan 44.33%. Apabila 3750 kg/m2 kapur ditambah, kandungan prolin menurun dengan ketara apabila kepekatan asid oksalik yang disembur meningkat. Selepas menyembur 0.2 mol L-1 asid oksalik, kandungan prolin menurun sebanyak 54.68% berbanding tanpa menyembur asid oksalik. Kandungan prolin terendah adalah apabila dirawat dengan 0.2 mol/l asid oksalik dan berjumlah 11.37 μg/g (Rajah 4).
Jumlah kandungan saponin dalam Panax notoginseng ialah Rg1>Rb1>R1. Tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan ketiga-tiga saponin dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik dan kepekatan tanpa penggunaan kapur (Jadual 4).
Kandungan R1 selepas menyembur 0.2 mol L-1 asid oksalik adalah jauh lebih rendah berbanding tanpa menyembur asid oksalik dan menggunakan dos kapur sebanyak 750 atau 3750 kg/m2. Pada kepekatan asid oksalik yang disembur sebanyak 0 atau 0.1 mol/L, tiada perbezaan yang ketara dalam kandungan R1 dengan peningkatan jumlah kapur yang ditambah. Pada kepekatan semburan 0.2 mol/L asid oksalik, kandungan R1 dalam 3750 kg/j/m2 kapur adalah jauh lebih rendah daripada 43.84% tanpa menambah kapur (Jadual 4).
Apabila kepekatan semburan asid oksalik meningkat dan 750 kg/m2 kapur ditambah, kandungan Rg1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Pada kadar penggunaan kapur 2250 dan 3750 kg/j, kandungan Rg1 menurun dengan peningkatan kepekatan semburan asid oksalik. Pada kepekatan asid oksalik yang disembur yang sama, apabila jumlah kapur meningkat, kandungan Rg1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Berbanding dengan kawalan, kecuali kandungan Rg1 dalam tiga kepekatan rawatan asid oksalik dan 750 kg/m2 kapur, yang lebih tinggi daripada kawalan, kandungan Rg1 dalam akar Panax notoginseng dalam rawatan lain adalah lebih rendah daripada kawalan. Kandungan maksimum Rg1 adalah apabila menyembur 750 kg/j/m2 kapur dan 0.1 mol/l asid oksalik, iaitu 11.54% lebih tinggi daripada kawalan (Jadual 4).
Apabila kepekatan semburan asid oksalik dan jumlah kapur yang digunakan meningkat pada kadar aliran 2250 kg/j, kandungan Rb1 mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Selepas menyembur 0.1 mol L-1 asid oksalik, kandungan Rb1 mencapai nilai maksimum 3.46%, iaitu 74.75% lebih tinggi berbanding tanpa menyembur asid oksalik. Bagi rawatan kapur yang lain, tiada perbezaan yang ketara antara kepekatan semburan asid oksalik yang berbeza. Selepas menyembur dengan 0.1 dan 0.2 mol L-1 asid oksalik, apabila jumlah kapur meningkat, kandungan Rb1 mula-mula menurun dan kemudian menurun (Jadual 4).
Pada kepekatan semburan yang sama dengan asid oksalik, apabila jumlah kapur yang ditambah meningkat, kandungan flavonoid mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Tiada perbezaan ketara dalam kandungan flavonoid dikesan apabila menyembur kepekatan asid oksalik yang berbeza tanpa kapur dan 3750 kg/m2 kapur. Apabila menambah 750 dan 2250 kg/m2 kapur, apabila kepekatan asid oksalik yang disembur meningkat, kandungan flavonoid mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Apabila menggunakan 750 kg/m2 dan menyembur asid oksalik pada kepekatan 0.1 mol/l, kandungan flavonoid adalah maksimum – 4.38 mg/g, iaitu 18.38% lebih tinggi daripada apabila menambah jumlah kapur yang sama, dan tidak perlu menyembur asid oksalik. Kandungan flavonoid apabila dirawat dengan semburan asid oksalik 0.1 mol L-1 meningkat sebanyak 21.74% berbanding rawatan tanpa asid oksalik dan rawatan dengan kapur pada dos 2250 kg/m2 (Rajah 5).
Kesan penyemburan daun dengan oksalat terhadap kandungan flavonoid dalam akar Panax notoginseng di bawah tekanan kadmium
Analisis bivariat menunjukkan bahawa kandungan gula larut akar Panax notoginseng bergantung secara signifikan kepada jumlah kapur yang digunakan dan kepekatan asid oksalik yang disembur. Kandungan protein larut dalam akar berkorelasi secara signifikan dengan dos kapur dan asid oksalik. Kandungan asid amino bebas dan prolin dalam akar berkorelasi secara signifikan dengan jumlah kapur yang digunakan, kepekatan penyemburan asid oksalik, kapur dan asid oksalik (Jadual 5).
Kandungan R1 dalam akar Panax notoginseng bergantung secara signifikan pada kepekatan asid oksalik yang disembur, jumlah kapur, limau nipis dan asid oksalik yang digunakan. Kandungan flavonoid bergantung secara signifikan pada kepekatan semburan asid oksalik dan jumlah kapur yang ditambah.
Banyak pindaan telah digunakan untuk mengurangkan tahap kadmium dalam tumbuhan dengan mengikat kadmium dalam tanah, seperti kapur dan asid oksalik30. Kapur digunakan secara meluas sebagai pindaan tanah untuk mengurangkan tahap kadmium dalam tanaman31. Liang et al. 32 melaporkan bahawa asid oksalik juga boleh digunakan untuk memulihkan tanah yang tercemar dengan logam berat. Selepas kepekatan asid oksalik yang berbeza-beza ditambah ke dalam tanah yang tercemar, kandungan bahan organik tanah meningkat, kapasiti pertukaran kation menurun, dan pH meningkat33. Asid oksalik juga boleh bertindak balas dengan ion logam dalam tanah. Di bawah keadaan tekanan Cd, kandungan Cd dalam Panax notoginseng meningkat dengan ketara berbanding kawalan. Walau bagaimanapun, jika kapur digunakan, ia berkurangan dengan ketara. Apabila 750 kg/j/m3 kapur digunakan dalam kajian ini, kandungan Cd akar mencapai piawaian kebangsaan (had Cd ialah Cd≤0.5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), dan kesannya adalah baik. Kesan terbaik dicapai dengan menambah 2250 kg/m2 kapur. Penambahan kapur mewujudkan sejumlah besar tapak persaingan untuk Ca2+ dan Cd2+ di dalam tanah, dan penambahan asid oksalik mengurangkan kandungan Cd dalam akar Panax notoginseng. Selepas mencampurkan kapur dan asid oksalik, kandungan Cd akar Panax ginseng menurun dengan ketara dan mencapai piawaian kebangsaan. Ca2+ dalam tanah diserap ke permukaan akar melalui proses aliran jisim dan boleh diserap ke dalam sel akar melalui saluran kalsium (saluran Ca2+), pam kalsium (Ca2+-AT-Pase) dan antiporter Ca2+/H+, dan kemudian diangkut secara mendatar. ke akar. Xylem23. Terdapat korelasi negatif yang ketara antara kandungan Ca dan Cd dalam akar (P < 0.05). Kandungan Cd menurun dengan peningkatan kandungan Ca, yang selaras dengan idea antagonisme antara Ca dan Cd. ANOVA menunjukkan bahawa jumlah kapur mempunyai kesan yang ketara terhadap kandungan Ca dalam akar Panax notoginseng. Pongrack et al. 35 melaporkan bahawa Cd mengikat oksalat dalam hablur kalsium oksalat dan bersaing dengan Ca. Walau bagaimanapun, kesan pengawalaturan asid oksalik pada Ca adalah tidak ketara. Ini menunjukkan bahawa pemendakan kalsium oksalat daripada asid oksalik dan Ca2+ bukanlah pemendakan mudah, dan proses kopresipitasi mungkin dikawal oleh beberapa laluan metabolik.
Di bawah tekanan kadmium, sejumlah besar spesies oksigen reaktif (ROS) terbentuk dalam tumbuhan, merosakkan struktur membran sel36. Kandungan malondialdehid (MDA) boleh digunakan sebagai penunjuk untuk menilai tahap ROS dan tahap kerosakan pada membran plasma tumbuhan37. Sistem antioksidan merupakan mekanisme perlindungan penting untuk menyingkirkan spesies oksigen reaktif38. Aktiviti enzim antioksidan (termasuk POD, SOD, dan CAT) biasanya diubah oleh tekanan kadmium. Keputusan menunjukkan bahawa kandungan MDA berkorelasi positif dengan kepekatan Cd, menunjukkan bahawa tahap peroksidaan lipid membran tumbuhan semakin mendalam dengan peningkatan kepekatan Cd37. Ini selaras dengan keputusan kajian oleh Ouyang et al.39. Kajian ini menunjukkan bahawa kandungan MDA dipengaruhi dengan ketara oleh kapur, asid oksalik, kapur dan asid oksalik. Selepas penebulisasi 0.1 mol L-1 asid oksalik, kandungan MDA Panax notoginseng menurun, menunjukkan bahawa asid oksalik dapat mengurangkan bioavailabiliti tahap Cd dan ROS dalam Panax notoginseng. Sistem enzim antioksidan adalah tempat fungsi detoksifikasi tumbuhan berlaku. SOD menyingkirkan O2- yang terkandung dalam sel tumbuhan dan menghasilkan O2 tidak toksik dan H2O2 toksik rendah. POD dan CAT menyingkirkan H2O2 daripada tisu tumbuhan dan memangkinkan penguraian H2O2 menjadi H2O. Berdasarkan analisis proteom iTRAQ, didapati bahawa tahap ekspresi protein SOD dan PAL menurun dan tahap ekspresi POD meningkat selepas aplikasi kapur di bawah tekanan Cd40. Aktiviti CAT, SOD dan POD dalam akar Panax notoginseng terjejas dengan ketara oleh dos asid oksalik dan kapur. Rawatan semburan dengan 0.1 mol L-1 asid oksalik meningkatkan aktiviti SOD dan CAT dengan ketara, tetapi kesan pengawalseliaan terhadap aktiviti POD tidak jelas. Ini menunjukkan bahawa asid oksalik mempercepatkan penguraian ROS di bawah tekanan Cd dan terutamanya melengkapkan penyingkiran H2O2 dengan mengawal selia aktiviti CAT, yang serupa dengan hasil penyelidikan Guo et al.41 terhadap enzim antioksidan Pseudospermum sibiricum. Kos.). Kesan penambahan 750 kg/j/m2 kapur terhadap aktiviti enzim sistem antioksidan dan kandungan malondialdehid adalah serupa dengan kesan penyemburan dengan asid oksalik. Keputusan menunjukkan bahawa rawatan semburan asid oksalik dapat meningkatkan aktiviti SOD dan CAT dengan lebih berkesan dalam Panax notoginseng dan meningkatkan rintangan tekanan Panax notoginseng. Aktiviti SOD dan POD telah dikurangkan dengan rawatan dengan 0.2 mol L-1 asid oksalik dan 3750 kg hm-2 kapur, menunjukkan bahawa penyemburan asid oksalik dan Ca2+ kepekatan tinggi yang berlebihan boleh menyebabkan tekanan tumbuhan, yang selaras dengan kajian Luo dan sebagainya. Wait 42.