Dankie dat u Nature.com besoek het. Die weergawe van die blaaier wat u gebruik, het beperkte CSS-ondersteuning. Vir die beste resultate beveel ons aan dat u 'n nuwer weergawe van u blaaier gebruik (of dat u die versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer afskakel). Intussen, om voortgesette ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder stilering of JavaScript.
Kadmium (Cd)-besmetting hou 'n potensiële bedreiging in vir die veiligheid van die verbouing van die medisinale plant Panax notoginseng in Yunnan. Onder eksogene Cd-stres is veldeksperimente uitgevoer om die effekte van kalktoediening (0, 750, 2250 en 3750 kg/h/m2) en blaarbespuiting met oksaalsuur (0, 0.1 en 0.2 mol/L) op die akkumulasie van Cd en antioksidant te verstaan. Sistemiese en medisinale komponente van Panax notoginseng. Die resultate het getoon dat kalk en blaarbespuiting met oksaalsuur onder Cd-stres die Ca2+-inhoud van Panax notoginseng kan verhoog en die toksisiteit van Cd2+ kan verminder. Die byvoeging van kalk en oksaalsuur het die aktiwiteit van antioksidantensieme verhoog en die metabolisme van osmotiese reguleerders verander. Die belangrikste is die toename in CAT-aktiwiteit met 2.77 keer. Onder die invloed van oksaalsuur het die aktiwiteit van SOD tot 1.78 keer toegeneem. Die MDA-inhoud het met 58,38% afgeneem. Daar is 'n baie beduidende korrelasie met oplosbare suiker, vrye aminosure, prolien en oplosbare proteïene. Kalk en oksaalsuur kan die kalsiumioon (Ca2+) inhoud van Panax notoginseng verhoog, die Cd-inhoud verminder, die stresweerstand van Panax notoginseng verbeter en die produksie van totale saponiene en flavonoïede verhoog. Die Cd-inhoud is die laagste, 68,57% laer as die kontrole, en stem ooreen met die standaardwaarde (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). Die proporsie SPN was 7,73%, wat die hoogste vlak onder alle behandelings bereik het, en die flavonoïedinhoud het beduidend met 21,74% toegeneem, wat standaard mediese waardes en optimale opbrengs bereik het.
Kadmium (Cd) is 'n algemene besoedelingsstof van bewerkte grond, migreer maklik en het beduidende biologiese toksisiteit. El-Shafei et al2 het berig dat kadmiumtoksisiteit die kwaliteit en produktiwiteit van die plante wat gebruik word, beïnvloed. Oormatige vlakke van kadmium in bewerkte grond in suidwes-China het die afgelope paar jaar ernstig geword. Yunnan-provinsie is China se biodiversiteitskoninkryk, met medisinale plantspesies wat eerste in die land is. Yunnan-provinsie is egter ryk aan minerale hulpbronne, en die mynproses lei onvermydelik tot swaarmetaalbesoedeling in die grond, wat die produksie van plaaslike medisinale plante beïnvloed.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) is 'n baie waardevolle meerjarige kruidagtige medisinale plant wat aan die genus Panax van die Araliaceae-familie behoort. Panax notoginseng verbeter bloedsirkulasie, elimineer bloedstagnasie en verlig pyn. Die hoofproduksiegebied is Wenshan-prefektuur, Yunnan-provinsie5. Meer as 75% van die grond in plaaslike Panax notoginseng ginseng-groeigebiede is besmet met kadmium, met vlakke wat wissel van 81% tot meer as 100% in verskillende gebiede6. Die toksiese effek van Cd verminder ook die produksie van medisinale komponente van Panax notoginseng aansienlik, veral saponiene en flavonoïede. Saponiene is 'n tipe glikosidiese verbinding waarvan die aglikone triterpenoïede of spirostane is. Hulle is die hoof aktiewe bestanddele van baie tradisionele Chinese medisyne en bevat saponiene. Sommige saponiene het ook antibakteriese aktiwiteit of waardevolle biologiese aktiwiteite soos koorswerend, kalmeermiddel en antikanker-effekte7. Flavonoïede verwys gewoonlik na 'n reeks verbindings waarin twee benseenringe met fenoliese hidroksielgroepe deur drie sentrale koolstofatome verbind is. Die hoofkern is 2-fenielchromanon 8. Dit is 'n sterk antioksidant wat suurstofvrye radikale in plante effektief kan verwyder. Dit kan ook die penetrasie van inflammatoriese biologiese ensieme inhibeer, wondgenesing en pynverligting bevorder, en cholesterolvlakke verlaag. Dit is een van die hoofaktiewe bestanddele van Panax notoginseng. Daar is 'n dringende behoefte om die probleem van kadmiumbesoedeling in gronde in Panax ginseng-produksiegebiede aan te spreek en die produksie van sy noodsaaklike medisinale bestanddele te verseker.
Kalk is een van die wyd gebruikte passiveerders vir stasionêre grondsuiwering van kadmiumbesoedeling10. Dit beïnvloed die adsorpsie en afsetting van Cd in grond deur die biobeskikbaarheid van Cd in grond te verminder deur die pH-waarde te verhoog en die grond se kationuitruilkapasiteit (KUK), grondsoutversadiging (BS) en grondredokspotensiaal (Eh)3, 11 te verander. Daarbenewens verskaf kalk 'n groot hoeveelheid Ca2+, vorm ioniese antagonisme met Cd2+, kompeteer vir adsorpsieplekke in wortels, voorkom die vervoer van Cd in die grond en het lae biologiese toksisiteit. Toe 50 mmol L-1 Ca onder Cd-stres bygevoeg is, is Cd-vervoer in sesamblare geïnhibeer en Cd-akkumulasie met 80% verminder. 'n Aantal soortgelyke studies is gerapporteer in rys (Oryza sativa L.) en ander gewasse12,13.
Blaarbespuiting van gewasse om die ophoping van swaar metale te beheer, is 'n nuwe metode vir die beheer van swaar metale in onlangse jare. Die beginsel daarvan hou hoofsaaklik verband met die cheleringsreaksie in plantselle, wat lei tot die afsetting van swaar metale op die selwand en die opname van swaar metale deur plante inhibeer14,15. As 'n stabiele disuur-cheleringsmiddel kan oksaalsuur swaarmetaalione direk in plante cheleer, waardeur toksisiteit verminder word. Navorsing het getoon dat oksaalsuur in sojabone Cd2+ kan cheleer en Cd-bevattende kristalle deur die boonste trichoomselle kan vrystel, wat Cd2+-vlakke in die liggaam verminder16. Oksaalsuur kan grond-pH reguleer, die aktiwiteit van superoksieddismutase (SOD), peroksidase (POD) en katalase (CAT) verbeter, en die penetrasie van oplosbare suiker, oplosbare proteïene, vrye aminosure en prolien reguleer. Metaboliese reguleerders17,18. Suur en oortollige Ca2+ in die plant vorm 'n kalsiumoksalaatpresipitaat onder die werking van nukleerende proteïene. Die regulering van die Ca2+-konsentrasie in plante kan die regulering van opgeloste oksaalsuur en Ca2+ in plante effektief bereik en die oormatige ophoping van oksaalsuur en Ca2+19,20 vermy.
Die hoeveelheid kalk wat toegedien word, is een van die sleutelfaktore wat die herstel-effek beïnvloed. Daar is gevind dat die dosis kalk gewissel het van 750 tot 6000 kg/m2. Vir suur grond met 'n pH van 5.0~5.5, is die effek van die toediening van kalk teen 'n dosis van 3000~6000 kg/h/m2 aansienlik hoër as teen 'n dosis van 750 kg/h/m221. Oormatige toediening van kalk sal egter lei tot negatiewe effekte op die grond, soos beduidende veranderinge in grond-pH en grondverdigting22. Daarom het ons die CaO-behandelingsvlakke gedefinieer as 0, 750, 2250 en 3750 kg hm-2. Toe oksaalsuur op Arabidopsis thaliana toegedien is, is gevind dat Ca2+ aansienlik verminder is teen 'n konsentrasie van 10 mmol L-1, en die CRT-geenfamilie, wat Ca2+-seintransduksie beïnvloed, het sterk gereageer20. Die ophoping van sommige vorige studies het ons toegelaat om die konsentrasie van hierdie toets te bepaal en die effek van die interaksie van eksogene aanvullings op Ca2+ en Cd2+ verder te bestudeer23,24,25. Daarom is hierdie studie daarop gemik om die regulatoriese meganisme van eksogene kalk- en oksaalsuurblaarbespuiting op Cd-inhoud en stresverdraagsaamheid van Panax notoginseng in Cd-besmette grond te ondersoek en verder maniere te ondersoek om medisinale kwaliteit en doeltreffendheid beter te verseker. Panax notoginseng-produksie. Hy bied waardevolle leiding oor die verhoging van die skaal van kruidagtige plantverbouing in kadmium-besmette gronde en die bereiking van die hoëgehalte, volhoubare produksie wat deur die farmaseutiese mark vereis word.
Met die gebruik van die plaaslike ginseng-variëteit Wenshan Panax notoginseng as materiaal, is 'n veldeksperiment uitgevoer in Lannizhai, Qiubei County, Wenshan Prefektuur, Yunnan Provinsie (24°11′N, 104°3′O, hoogte 1446 m). Die gemiddelde jaartemperatuur is 17°C en die gemiddelde jaarlikse neerslag is 1250 mm. Die agtergrondwaardes van die bestudeerde grond was TN 0.57 g kg-1, TP 1.64 g kg-1, TC 16.31 g kg-1, OM 31.86 g kg-1, alkali gehidroliseerde N 88.82 mg kg-1, fosforvry 18.55 mg kg-1, vry kalium 100.37 mg kg-1, totale kadmium 0.3 mg kg-1, pH 5.4.
Op 10 Desember 2017 is 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2·2.5H2O) en kalkbehandeling (0, 750, 2250 en 3750 kg/h/m2) gemeng en op die grondoppervlak toegedien in 'n laag van 0~10 cm van elke perseel. Elke behandeling is 3 keer herhaal. Toetspersele is ewekansig geplaas, elke perseel dek 'n oppervlakte van 3 m2. Eenjarige Panax notoginseng-saailinge is na 15 dae se bewerking oorgeplant. Wanneer 'n sonskermnet gebruik word, is die ligintensiteit van Panax notoginseng binne die sonskermnet ongeveer 18% van die normale natuurlike ligintensiteit. Verbouing word uitgevoer volgens plaaslike tradisionele verbouingsmetodes. Voor die rypwordingsstadium van Panax notoginseng in 2019, word oksaalsuur in die vorm van natriumoksalaat gespuit. Oksaalsuurkonsentrasies was onderskeidelik 0, 0.1 en 0.2 mol L-1, en NaOH is gebruik om die pH na 5.16 aan te pas om die gemiddelde pH van die rommelloogoplossing te simuleer. Spuit die boonste en onderste oppervlaktes van die blare een keer per week om 8:00 vm. Na 4 keer bespuiting in die 5de week, is 3-jaar oue Panax notoginseng-plante geoes.
In November 2019 is drie jaar oue Panax notoginseng-plante uit die veld versamel en met oksaalsuur gespuit. 'n Paar monsters van drie jaar oue Panax notoginseng-plante wat vir fisiologiese metabolisme en ensiemaktiwiteit gemeet moes word, is in buise geplaas vir vries, vinnig gevries met vloeibare stikstof en dan na 'n yskas oorgeplaas teen -80°C. Wortelmonsters wat vir Cd- en aktiewe bestanddeelinhoud in volwassenheidsfase gemeet moes word, is met kraanwater gewas, vir 30 minute by 105°C gedroog, teen konstante gewig by 75°C, en in 'n vysel gemaal vir berging.
Weeg 0.2 g droë plantmonster af, plaas dit in 'n Erlenmeyer-fles, voeg 8 ml HNO3 en 2 ml HClO4 by en bedek oornag. Gebruik die volgende dag 'n geboë tregter in 'n Erlenmeyer-fles vir elektrotermiese vertering totdat wit rook verskyn en die verteringsappe helder loop. Na afkoeling tot kamertemperatuur is die mengsel oorgedra na 'n 10 ml-maatfles. Die Cd-inhoud is bepaal met behulp van 'n atoomabsorpsiespektrometer (Thermo ICE™ 3300 AAS, VSA). (GB/T 23739-2009).
Weeg 0.2 g droë plantmonster af, plaas dit in 'n 50 ml plastiekbottel, voeg 1 mol L-1 HCL by 10 ml, maak die dop toe en skud goed vir 15 uur en filtreer. Gebruik 'n pipet om die vereiste hoeveelheid filtraat te pipetteer, verdun dit dienooreenkomstig en voeg SrCl2-oplossing by om die Sr2+-konsentrasie tot 1 g L-1 te bring. Ca-inhoud is gemeet met behulp van 'n atoomabsorpsiespektrometer (Thermo ICE™ 3300 AAS, VSA).
Malondialdehied (MDA), superoksied dismutase (SOD), peroksidase (POD) en katalase (CAT) verwysingskitmetode (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., produkregistrasie), gebruik die ooreenstemmende meetkit. Nr.: Beijing Pharmacopoeia (akkuraat) 2013 Nr. 2400147).
Weeg ongeveer 0.05 g Panax notoginseng-monster af en voeg antron-swaelsuurreagens langs die kante van die buis by. Skud die buis vir 2-3 sekondes om die vloeistof deeglik te meng. Plaas die buis op 'n buisrak om kleur vir 15 minute te ontwikkel. Oplosbare suikerinhoud is bepaal deur ultraviolet-sigbare spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) teen 'n golflengte van 620 nm.
Weeg 0.5 g van 'n vars monster Panax notoginseng, maal dit tot 'n homogenaat met 5 ml gedistilleerde water, en sentrifugeer dan teen 10 000 g vir 10 minute. Die supernatant is verdun tot 'n vaste volume. Die Coomassie Brilliant Blue-metode is gebruik. Oplosbare proteïeninhoud is gemeet met behulp van ultraviolet-sigbare spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) teen 'n golflengte van 595 nm en bereken op grond van die standaardkurwe van beeserumalbumien.
Weeg 0.5 g vars monster, voeg 5 ml 10% asynsuur by, maal tot 'n homogenaat, filtreer en verdun tot konstante volume. Die kleurontwikkelingsmetode is met 'n ninhidrienoplossing gebruik. Vrye aminosuurinhoud is bepaal deur UV-sigbare spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) teen 570 nm en bereken op grond van die leusienstandaardkurwe28.
Weeg 0.5 g van 'n vars monster af, voeg 5 ml van 'n 3%-oplossing van sulfosalisielsuur by, verhit in 'n waterbad en skud vir 10 minute. Na afkoeling is die oplossing gefiltreer en tot 'n konstante volume gebring. Die kolorimetriese metode met suur ninhidrien is gebruik. Prolieninhoud is bepaal deur ultraviolet-sigbare spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) teen 'n golflengte van 520 nm en bereken op grond van die prolienstandaardkurwe29.
Saponieninhoud is bepaal deur middel van hoëprestasievloeistofchromatografie met verwysing na die Farmakopee van die Volksrepubliek van China (2015-uitgawe). Die basiese beginsel van hoëprestasievloeistofchromatografie is om hoëdrukvloeistof as die mobiele fase te gebruik en ultrafyn deeltjieskeidingstegnologie van hoëprestasiekolomchromatografie op die stasionêre fase toe te pas. Die bedryfstegniek is soos volg:
HPLC-toestande en stelselgeskiktheidstoets (Tabel 1): Gebruik oktadecielsilaan-gebonde silikagel as die vulstof, asetonitriel as die mobiele fase A en water as die mobiele fase B. Voer gradiënteluering uit soos in die tabel hieronder getoon. Die deteksiegolflengte is 203 nm. Volgens die R1-piek van die totale saponiene van Panax notoginseng, moet die aantal teoretiese plate ten minste 4000 wees.
Voorbereiding van standaardoplossing: Weeg ginsenosied Rg1, ginsenosied Rb1 en notoginsenosied R1 akkuraat af en voeg metanol by om 'n mengsel voor te berei wat 0.4 mg ginsenosied Rg1, 0.4 mg ginsenosied Rb1 en 0.1 mg notoginsenosied R1 per 1 ml oplossing bevat.
Voorbereiding van toetsoplossing: Weeg 0.6 g Panax ginsengpoeier af en voeg 50 ml metanol by. Die gemengde oplossing is geweeg (W1) en oornag gelaat. Die gemengde oplossing is toe vir 2 uur saggies in 'n waterbad by 80°C gekook. Na afkoeling, weeg die gemengde oplossing en voeg die voorbereide metanol by die eerste massa W1. Skud dan goed en filtreer. Die filtraat word vir analise gelaat.
Versamel akkuraat 10 μL van die standaardoplossing en 10 μL van die filtraat en spuit dit in 'n hoëprestasievloeistofchromatograaf (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) om die saponien 24-inhoud te bepaal.
Standaardkromme: meting van 'n gemengde standaardoplossing van Rg1, Rb1 en R1. Chromatografietoestande is dieselfde as hierbo. Bereken die standaardkromme deur die gemete piekarea op die y-as en die konsentrasie van saponien in die standaardoplossing op die x-as te plot. Die saponienkonsentrasie kan bereken word deur die gemete piekarea van die monster in die standaardkromme in te voeg.
Weeg 0.1 g P. notogensings monster af en voeg 50 ml 70% CH3OH oplossing by. Ultrasoniese ekstraksie is vir 2 uur uitgevoer, gevolg deur sentrifugering teen 4000 rpm vir 10 minute. Neem 1 ml supernatant en verdun dit 12 keer. Die flavonoïed inhoud is bepaal deur middel van ultraviolet-sigbare spektrofotometrie (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) teen 'n golflengte van 249 nm. Quercetin is een van die standaard algemene stowwe8.
Data is georganiseer met behulp van Excel 2010 sagteware. SPSS 20 statistiese sagteware is gebruik om variansie-analise op die data uit te voer. Prente is geteken met behulp van Origin Pro 9.1. Berekende statistiese waardes sluit gemiddelde ± SD in. Verklarings van statistiese beduidendheid is gebaseer op P < 0.05.
Teen dieselfde konsentrasie oksaalsuur wat op die blare gespuit is, het die Ca-inhoud in die wortels van Panax notoginseng beduidend toegeneem namate die hoeveelheid kalk wat toegedien is, toegeneem het (Tabel 2). In vergelyking met die afwesigheid van kalk, het die Ca-inhoud met 212% toegeneem toe 3750 kg/h/m2 kalk bygevoeg is sonder om oksaalsuur te spuit. Vir dieselfde hoeveelheid kalk wat toegedien is, het die Ca-inhoud effens toegeneem namate die konsentrasie oksaalsuur wat gespuit is, toegeneem het.
Die Cd-inhoud in wortels wissel van 0.22 tot 0.70 mg kg-1. Teen dieselfde spuitkonsentrasie oksaalsuur, soos die hoeveelheid bygevoegde kalk toeneem, neem die Cd-inhoud van 2250 kg/h aansienlik af. In vergelyking met die kontrole het die Cd-inhoud in die wortels met 68.57% afgeneem na bespuiting met 2250 kg hm-2 kalk en 0.1 mol l-1 oksaalsuur. Toe kalklose en 750 kg/h kalk toegedien is, het die Cd-inhoud in die wortels van Panax notoginseng aansienlik afgeneem met toenemende konsentrasie oksaalsuurspuit. Toe 2250 kg/m2 kalk en 3750 kg/m2 kalk toegedien is, het die wortel-Cd-inhoud eers afgeneem en toe toegeneem met toenemende oksaalsuurkonsentrasie. Daarbenewens het bivariate analise getoon dat kalk 'n beduidende effek op die Ca-inhoud van Panax notoginseng-wortels gehad het (F = 82.84**), kalk 'n beduidende effek op die Cd-inhoud in Panax notoginseng-wortels (F = 74.99**), en oksaalsuur (F=7.72*).
Soos die hoeveelheid bygevoegde kalk en die konsentrasie van die gespuite oksaalsuur toegeneem het, het die MDA-inhoud beduidend afgeneem. Daar was geen beduidende verskil in die MDA-inhoud in die wortels van Panax notoginseng sonder die byvoeging van kalk en met die byvoeging van 3750 kg/m2 kalk nie. Teen toedieningshoeveelhede van 750 kg/h/m2 en 2250 kg/h/m2 het die kalkinhoud van 0.2 mol/L oksaalsuur-spuitbehandeling met onderskeidelik 58.38% en 40.21% afgeneem in vergelyking met geen oksaalsuur-spuitbehandeling nie. Die laagste MDA-inhoud (7.57 nmol g-1) is waargeneem toe 750 kg hm-2 kalk en 0.2 mol l-1 oksaalsuur gespuit is (Fig. 1).
Effek van blaarbespuiting met oksaalsuur op malondialdehiedinhoud in Panax notoginseng-wortels onder kadmiumstres. Let wel: Die legende in die figuur dui die konsentrasie oksaalsuur by die bespuiting aan (mol L-1), verskillende kleinletters dui beduidende verskille tussen behandelings van dieselfde kalktoediening aan. aantal (P < 0.05). Dieselfde hieronder.
Behalwe vir die toediening van 3750 kg/h kalk, was daar geen beduidende verskil in SOD-aktiwiteit in Panax notoginseng-wortels nie. Met die byvoeging van 0, 750 en 2250 kg/h/m2 kalk, was die SOD-aktiwiteit wanneer dit behandel is deur met oksaalsuur te spuit teen 'n konsentrasie van 0.2 mol/l, beduidend hoër as sonder die gebruik van oksaalsuur, met 'n toename van onderskeidelik 177.89%, 61.62% en 45.08%. SOD-aktiwiteit in die wortels (598.18 U g-1) was die hoogste in die afwesigheid van kalktoediening en wanneer dit behandel is deur met oksaalsuur te spuit teen 'n konsentrasie van 0.2 mol/l. Toe oksaalsuur teen dieselfde konsentrasie of 0.1 mol L-1 gespuit is, het SOD-aktiwiteit toegeneem met toenemende hoeveelheid kalk wat bygevoeg is. Na bespuiting met 0.2 mol/L oksaalsuur het die SOD-aktiwiteit beduidend afgeneem (Fig. 2).
Effek van die bespuiting van blare met oksaalsuur op die aktiwiteit van superoksied dismutase, peroksidase en katalase in die wortels van Panax notoginseng onder kadmiumstres
Soos SOD-aktiwiteit in wortels, was POD-aktiwiteit in wortels wat sonder kalk behandel en met 0.2 mol L-1 oksaalsuur bespuit is die hoogste (63.33 µmol g-1), wat 148.35% hoër is as die kontrole (25.50 µmol g-1). Met toenemende oksaalsuur-spuitkonsentrasie en 3750 kg/m2 kalkbehandeling, het POD-aktiwiteit eers toegeneem en toe afgeneem. In vergelyking met die behandeling met 0.1 mol L-1 oksaalsuur, het die POD-aktiwiteit met 0.2 mol L-1 oksaalsuur met 36.31% afgeneem (Fig. 2).
Met die uitsondering van die bespuiting van 0.2 mol/l oksaalsuur en die byvoeging van 2250 kg/h/m2 of 3750 kg/h/m2 kalk, was KAT-aktiwiteit beduidend hoër as die kontrole. Wanneer 0.1 mol/l oksaalsuur gespuit is en 0.2250 kg/m2 of 3750 kg/h/m2 kalk bygevoeg is, het KAT-aktiwiteit met onderskeidelik 276.08%, 276.69% en 33.05% toegeneem in vergelyking met behandeling sonder om oksaalsuur te bespuit. KAT-aktiwiteit in wortels was die hoogste (803.52 μmol/g) in die geen-kalk behandeling en in die 0.2 mol/L oksaalsuur behandeling. KAT-aktiwiteit was die laagste (172.88 μmol/g) wanneer dit met 3750 kg/h/m2 kalk en 0.2 mol/L oksaalsuur behandel is (Fig. 2).
Bivariate analise het getoon dat CAT-aktiwiteit en MDA-aktiwiteit van Panax notoginseng-wortels beduidend geassosieer was met die hoeveelheid oksaalsuur of kalk wat gespuit is en die twee behandelings (Tabel 3). SOD-aktiwiteit in wortels was beduidend verwant aan kalk- en oksaalsuurbehandeling of oksaalsuurbespuitingskonsentrasie. Wortel-POD-aktiwiteit was beduidend afhanklik van die hoeveelheid kalk wat toegedien is of die kalk- en oksaalsuurbehandeling.
Die inhoud van oplosbare suikers in die wortels het afgeneem met toenemende hoeveelheid kalktoediening en konsentrasie oksaalsuurbespuiting. Daar was geen beduidende verskil in die inhoud van oplosbare suikers in Panax notoginseng-wortels sonder kalktoediening en toe 750 kg/h/m kalk toegedien is nie. Toe 2250 kg/m2 kalk toegedien is, was die oplosbare suikerinhoud wanneer dit met 0.2 mol/L oksaalsuur behandel is, beduidend hoër as dié wanneer dit sonder oksaalsuurbespuiting behandel is, met 'n toename van 22.81%. Toe 3750 kg h/m2 kalk toegedien is, het die oplosbare suikerinhoud beduidend afgeneem namate die konsentrasie van die gespuite oksaalsuur toegeneem het. Die oplosbare suikerinhoud wanneer dit met 0.2 mol L-1 oksaalsuur behandel is, het met 38.77% afgeneem in vergelyking met dié sonder oksaalsuurbespuiting. Daarbenewens het die 0.2 mol·L-1 oksaalsuurbespuiting die laagste oplosbare suikerinhoud gehad, wat 205.80 mg·g-1 was (Fig. 3).
Effek van blaarbespuiting met oksaalsuur op die inhoud van oplosbare totale suiker en oplosbare proteïen in Panax notoginseng-wortels onder kadmiumstres
Die oplosbare proteïeninhoud in wortels het afgeneem met toenemende hoeveelhede kalktoediening en oksaalsuurbespuiting. Sonder die byvoeging van kalk is die oplosbare proteïeninhoud, wanneer dit met oksaalsuurbespuiting teen 'n konsentrasie van 0.2 mol L-1 behandel is, beduidend verminder met 16.20% in vergelyking met die kontrole. Daar was geen beduidende verskille in die oplosbare proteïeninhoud van Panax notoginseng-wortels toe 750 kg/h kalk toegedien is nie. Onder die toedieningsomstandighede van 2250 kg/h/m² kalk was die oplosbare proteïeninhoud van die 0.2 mol/L oksaalsuurbespuiting beduidend hoër as dié van die nie-oksaalsuurbespuiting (35.11%). Toe 3750 kg·h/m² kalk toegedien is, het die oplosbare proteïeninhoud beduidend afgeneem namate die oksaalsuurbespuitingkonsentrasie toegeneem het, met die laagste oplosbare proteïeninhoud (269.84 μg·g-1) toe die oksaalsuurbespuiting 0.2 mol·L-1 behandeling was (Fig. 3).
Daar was geen beduidende verskille in die inhoud van vrye aminosure in die wortel van Panax notoginseng in die afwesigheid van kalktoediening nie. Namate die spuitkonsentrasie van oksaalsuur toegeneem het en die byvoeging van 750 kg/h/m2 kalk, het die inhoud van vrye aminosure eers afgeneem en toe toegeneem. In vergelyking met die behandeling sonder oksaalsuurbespuiting, het die inhoud van vrye aminosure beduidend met 33.58% toegeneem met die bespuiting van 2250 kg hm-2 kalk en 0.2 mol l-1 oksaalsuur. Die inhoud van vrye aminosure het beduidend afgeneem met toenemende spuitkonsentrasie van oksaalsuur en die byvoeging van 3750 kg/m2 kalk. Die vrye aminosuurinhoud van 0.2 mol L-1 oksaalsuurbespuitingbehandeling is met 49.76% verminder in vergelyking met nie-oksaalsuurbespuitingbehandeling. Die vrye aminosuurinhoud was die hoogste sonder oksaalsuurbespuiting en was 2.09 mg g-1. Die 0.2 mol/L oksaalsuur-spuitbehandeling het die laagste vrye aminosuurinhoud (1.05 mg/g) gehad (Fig. 4).
Effek van die bespuiting van blare met oksaalsuur op die inhoud van vrye aminosure en prolien in die wortels van Panax notoginseng onder kadmiumstrestoestande
Die prolieninhoud in die wortels het afgeneem met 'n toename in die hoeveelheid kalk wat toegedien is en die hoeveelheid oksaalsuurbespuiting. Daar was geen beduidende verskille in die prolieninhoud van Panax ginseng-wortel toe kalk nie toegedien is nie. Namate die spuitkonsentrasie van oksaalsuur toegeneem het en die toediening van 750 of 2250 kg/m2 kalk toegeneem het, het die prolieninhoud eers afgeneem en toe toegeneem. Die prolieninhoud van 0.2 mol L-1 oksaalsuur-spuitbehandeling was beduidend hoër as dié van 0.1 mol L-1 oksaalsuur-spuitbehandeling, met 'n toename van onderskeidelik 19.52% en 44.33%. Toe 3750 kg/m2 kalk bygevoeg is, het die prolieninhoud beduidend afgeneem namate die konsentrasie van die gespuite oksaalsuur toegeneem het. Na die bespuiting van 0.2 mol L-1 oksaalsuur het die prolieninhoud met 54.68% afgeneem in vergelyking met dié sonder oksaalsuurbespuiting. Die laagste prolieninhoud was toe dit met 0.2 mol/l oksaalsuur behandel is en het 11.37 μg/g beloop (Fig. 4).
Die totale saponieninhoud in Panax notoginseng is Rg1>Rb1>R1. Daar was geen beduidende verskil in die inhoud van die drie saponiene met toenemende konsentrasie van oksaalsuurbespuiting en konsentrasie sonder kalktoediening nie (Tabel 4).
Die R1-inhoud na die bespuiting van 0.2 mol L-1 oksaalsuur was beduidend laer as sonder die bespuiting van oksaalsuur en die toediening van 'n kalkdosis van 750 of 3750 kg/m2. By 'n bespuite oksaalsuurkonsentrasie van 0 of 0.1 mol/L was daar geen beduidende verskil in R1-inhoud met toenemende hoeveelheid bygevoegde kalk nie. By 'n spuitkonsentrasie van 0.2 mol/L oksaalsuur was die R1-inhoud in 3750 kg/h/m2 kalk beduidend laer as 43.84% sonder die byvoeging van kalk (Tabel 4).
Soos die spuitkonsentrasie van oksaalsuur toegeneem het en 750 kg/m2 kalk bygevoeg is, het die Rg1-inhoud eers toegeneem en toe afgeneem. Teen kalktoedieningshoeveelhede van 2250 en 3750 kg/h het die Rg1-inhoud afgeneem met toenemende oksaalsuurspuitkonsentrasie. Teen dieselfde konsentrasie gespuite oksaalsuur, soos die hoeveelheid kalk toeneem, neem die Rg1-inhoud eers toe en dan af. In vergelyking met die kontrole, behalwe vir die Rg1-inhoud in drie konsentrasies oksaalsuur en 750 kg/m2 kalkbehandelings, wat hoër was as die kontrole, was die Rg1-inhoud in Panax notoginseng-wortels in ander behandelings laer as die kontrole. Die maksimum inhoud van Rg1 was toe 750 kg/h/m2 kalk gespuit is en 0.1 mol/l oksaalsuur, wat 11.54% hoër was as die kontrole (Tabel 4).
Soos die spuitkonsentrasie van oksaalsuur en die hoeveelheid toegediende kalk teen 'n vloeitempo van 2250 kg/h toegeneem het, het die Rb1-inhoud eers toegeneem en toe afgeneem. Na bespuiting van 0.1 mol L-1 oksaalsuur het die Rb1-inhoud 'n maksimum waarde van 3.46% bereik, wat 74.75% hoër was as sonder om oksaalsuur te bespuit. Vir ander kalkbehandelings was daar geen beduidende verskille tussen verskillende konsentrasies oksaalsuurbespuiting nie. Na bespuiting met 0.1 en 0.2 mol L-1 oksaalsuur, soos die hoeveelheid kalk toegeneem het, het die Rb1-inhoud eers afgeneem en toe afgeneem (Tabel 4).
Teen dieselfde spuitkonsentrasie met oksaalsuur, soos die hoeveelheid bygevoegde kalk toegeneem het, het die inhoud van flavonoïede eers toegeneem en toe afgeneem. Geen beduidende verskil in die inhoud van flavonoïede is waargeneem met die bespuiting van verskillende konsentrasies oksaalsuur sonder kalk en 3750 kg/m2 kalk nie. Met die byvoeging van 750 en 2250 kg/m2 kalk, soos die konsentrasie van die bespuite oksaalsuur toegeneem het, het die inhoud van flavonoïede eers toegeneem en toe afgeneem. Met die toediening van 750 kg/m2 en die bespuiting van oksaalsuur teen 'n konsentrasie van 0.1 mol/l, was die inhoud van flavonoïede maksimum – 4.38 mg/g, wat 18.38% hoër is as met die byvoeging van dieselfde hoeveelheid kalk, en daar was geen nodigheid om oksaalsuur te spuit nie. Die inhoud van flavonoïede het met 0.1 mol L-1 oksaalsuurbespuiting met 21.74% toegeneem in vergelyking met die behandeling sonder oksaalsuur en die behandeling met kalk teen 'n dosis van 2250 kg/m2 (Fig. 5).
Effek van die bespuiting van blare met oksalaat op die inhoud van flavonoïede in die wortel van Panax notoginseng onder kadmiumstres
Bivariate analise het getoon dat die oplosbare suikerinhoud van Panax notoginseng-wortels beduidend afhanklik was van die hoeveelheid kalk wat toegedien is en die konsentrasie oksaalsuur wat gespuit is. Die inhoud van oplosbare proteïene in die wortels was beduidend gekorreleer met die dosis kalk en oksaalsuur. Die inhoud van vrye aminosure en prolien in die wortels was beduidend gekorreleer met die hoeveelheid kalk wat toegedien is, die konsentrasie oksaalsuur wat gespuit is, kalk en oksaalsuur (Tabel 5).
Die R1-inhoud in Panax notoginseng-wortels was beduidend afhanklik van die konsentrasie van die gespuite oksaalsuur, die hoeveelheid kalk, kalk en oksaalsuur wat toegedien is. Die inhoud van flavonoïede het beduidend afgehang van die konsentrasie van die oksaalsuurbespuiting en die hoeveelheid kalk wat bygevoeg is.
Baie grondverbeteringsmiddels is gebruik om kadmiumvlakke in plante te verminder deur kadmium in die grond te bind, soos kalk en oksaalsuur30. Kalk word wyd gebruik as 'n grondverbeteringsmiddel om kadmiumvlakke in gewasse te verminder31. Liang et al.32 het berig dat oksaalsuur ook gebruik kan word om grond wat met swaar metale besmet is, te remedieer. Nadat verskillende konsentrasies oksaalsuur by besmette grond gevoeg is, het die organiese materiaalinhoud van die grond toegeneem, die katioonuitruilkapasiteit afgeneem en die pH gestyg33. Oksaalsuur kan ook met metaalione in die grond reageer. Onder Cd-strestoestande het die Cd-inhoud in Panax notoginseng aansienlik toegeneem in vergelyking met die kontrole. As kalk egter gebruik word, word dit aansienlik verminder. Toe 750 kg/h/m3 kalk in hierdie studie toegedien is, het die Cd-inhoud van wortels die nasionale standaard bereik (Cd-limiet is Cd≤0.5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834), en die effek was goed. Die beste effek word bereik deur 2250 kg/m2 kalk by te voeg. Die byvoeging van kalk skep 'n groot aantal kompetisie-plekke vir Ca2+ en Cd2+ in die grond, en die byvoeging van oksaalsuur verminder die Cd-inhoud in die wortels van Panax notoginseng. Na die vermenging van kalk en oksaalsuur het die Cd-inhoud van Panax ginseng-wortel aansienlik afgeneem en die nasionale standaard bereik. Ca2+ in grond word deur 'n massavloeiproses aan die worteloppervlak geadsorbeer en kan deur kalsiumkanale (Ca2+-kanale), kalsiumpompe (Ca2+-AT-Pase) en Ca2+/H+-antiporteerders in wortelselle geabsorbeer word, en dan horisontaal na die wortels vervoer word. Xileem23. Daar was 'n beduidende negatiewe korrelasie tussen Ca- en Cd-inhoud in wortels (P < 0.05). Die Cd-inhoud het afgeneem met toenemende Ca-inhoud, wat ooreenstem met die idee van antagonisme tussen Ca en Cd. ANOVA het getoon dat die hoeveelheid kalk 'n beduidende effek op die Ca-inhoud in die wortel van Panax notoginseng gehad het. Pongrack et al. 35 het berig dat Cd aan oksalaat in kalsiumoksalaatkristalle bind en met Ca meeding. Die regulatoriese effek van oksaalsuur op Ca was egter onbeduidend. Dit toon dat die presipitasie van kalsiumoksalaat uit oksaalsuur en Ca2+ nie eenvoudige presipitasie is nie, en die kopresipitasieproses kan deur verskeie metaboliese weë beheer word.
Onder kadmiumstres word 'n groot hoeveelheid reaktiewe suurstofspesies (ROS) in plante gevorm, wat die struktuur van selmembrane beskadig36. Malondialdehied (MDA)-inhoud kan gebruik word as 'n aanduiding om die vlak van ROS en die mate van skade aan die plasmamembraan van plante37 te beoordeel. Die antioksidantstelsel is 'n belangrike beskermingsmeganisme vir die aas van reaktiewe suurstofspesies38. Die aktiwiteite van antioksidantensieme (insluitend POD, SOD en CAT) word tipies verander deur kadmiumstres. Die resultate het getoon dat MDA-inhoud positief gekorreleer was met Cd-konsentrasie, wat aandui dat die mate van plantmembraanlipiedperoksidasie verdiep het met toenemende Cd-konsentrasie37. Dit stem ooreen met die resultate van die studie deur Ouyang et al.39. Hierdie studie toon dat MDA-inhoud beduidend beïnvloed word deur kalk, oksaalsuur, kalk en oksaalsuur. Na verneveling van 0.1 mol L-1 oksaalsuur, het die MDA-inhoud van Panax notoginseng afgeneem, wat aandui dat oksaalsuur die biobeskikbaarheid van Cd- en ROS-vlakke in Panax notoginseng kan verminder. Die antioksidant ensiemstelsel is waar die plant se ontgiftingsfunksie plaasvind. SOD verwyder O2- wat in plantselle voorkom en produseer nie-giftige O2 en lae-giftige H2O2. POD en CAT verwyder H2O2 uit plantweefsels en kataliseer die ontbinding van H2O2 in H2O. Gebaseer op iTRAQ-proteoomanalise, is gevind dat die proteïen-ekspressievlakke van SOD en PAL verlaag is en die ekspressievlak van POD verhoog is na kalktoediening onder Cd40-stres. Die aktiwiteite van CAT, SOD en POD in die wortel van Panax notoginseng is beduidend beïnvloed deur die dosis oksaalsuur en kalk. Spuitbehandeling met 0.1 mol L-1 oksaalsuur het die aktiwiteit van SOD en CAT beduidend verhoog, maar die regulatoriese effek op POD-aktiwiteit was nie voor die hand liggend nie. Dit toon dat oksaalsuur die ontbinding van ROS onder Cd-stres versnel en hoofsaaklik die verwydering van H2O2 voltooi deur die aktiwiteit van CAT te reguleer, wat soortgelyk is aan die navorsingsresultate van Guo et al.41 oor die antioksidantensieme van Pseudospermum sibiricum. Kos. ). Die effek van die byvoeging van 750 kg/h/m2 kalk op die aktiwiteit van ensieme van die antioksidantstelsel en die inhoud van malondialdehied is soortgelyk aan die effek van bespuiting met oksaalsuur. Die resultate het getoon dat oksaalsuur-bespuiting die aktiwiteite van SOD en CAT in Panax notoginseng meer effektief kan verbeter en die stresweerstand van Panax notoginseng kan verbeter. Die aktiwiteite van SOD en POD is verminder deur behandeling met 0.2 mol L-1 oksaalsuur en 3750 kg hm-2 kalk, wat aandui dat oormatige bespuiting van hoë konsentrasies oksaalsuur en Ca2+ plantstres kan veroorsaak, wat ooreenstem met die studie van Luo en ens. al. Wait 42.