īss apraksts:
Ķīnas farmakopeja (2020. gada izdevums) nosaka, ka YCH metanola ekstraktam jābūt ne mazākam par 20,0% [2], bez norādītiem citiem kvalitātes novērtēšanas rādītājiem. Šī pētījuma rezultāti liecina, ka gan savvaļas, gan kultivēto paraugu metanola ekstraktu saturs atbilda farmakopejas standartam, un starp tiem nebija būtiskas atšķirības. Tādēļ saskaņā ar šo indeksu nebija acīmredzamas kvalitātes atšķirības starp savvaļas un kultivētiem paraugiem. Tomēr kopējo sterīnu un kopējo flavonoīdu saturs savvaļas paraugos bija ievērojami augstāks nekā kultivētajos paraugos. Turpmākā metabolomiskā analīze atklāja lielu metabolītu daudzveidību starp savvaļas un kultivētajiem paraugiem. Turklāt tika izsijāti 97 būtiski atšķirīgi metabolīti, kas ir uzskaitīti tabulā.Papildu tabula S2Starp šiem būtiski atšķirīgajiem metabolītiem ir β-sitosterīns (ID ir M397T42) un kvercetīna atvasinājumi (M447T204_2), par kuriem ziņots, ka tie ir aktīvās sastāvdaļas. Starp diferenciālajiem metabolītiem tika iekļautas arī iepriekš neziņotas sastāvdaļas, piemēram, trigonellīns (M138T291_2), betaīns (M118T277_2), fustīns (M269T36), rotenons (M241T189), arktiins (M557T165) un logānskābe (M399T284_2). Šīm sastāvdaļām ir dažādas lomas antioksidācijā, pretiekaisuma iedarbībā, brīvo radikāļu iznīcināšanā, pretvēža iedarbībā un aterosklerozes ārstēšanā, un tāpēc tās varētu veidot iespējamas jaunas aktīvās sastāvdaļas YCH. Aktīvo sastāvdaļu saturs nosaka medicīnisko materiālu efektivitāti un kvalitāti [7Rezumējot, metanola ekstraktam kā vienīgajam YCH kvalitātes novērtēšanas rādītājam ir daži ierobežojumi, un ir jāturpina pētīt specifiskākus kvalitātes marķierus. Starp savvaļas un kultivēto YCH bija ievērojamas atšķirības kopējos sterīnu, kopējos flavonoīdus un daudzu citu diferenciālo metabolītu saturā; tāpēc starp tiem, iespējams, pastāvēja dažas kvalitātes atšķirības. Tajā pašā laikā jaunatklātajām potenciālajām aktīvajām sastāvdaļām YCH varētu būt svarīga atsauces vērtība YCH funkcionālā pamata izpētei un YCH resursu tālākai attīstībai.
Īstu ārstniecības materiālu nozīme konkrētajā izcelsmes reģionā ir atzīta jau sen, lai ražotu izcilas kvalitātes ķīniešu augu izcelsmes zāles.
8Augsta kvalitāte ir būtiska īstu medicīnisko materiālu īpašība, un dzīvotne ir svarīgs faktors, kas ietekmē šādu materiālu kvalitāti. Kopš YCH sāka lietot kā zāles, tajā jau sen dominē savvaļas YCH. Pēc YCH veiksmīgas ieviešanas un pieradināšanas Ninsja provincē 20. gs. astoņdesmitajos gados Yinchaihu medicīnisko materiālu avots pakāpeniski mainījās no savvaļas uz kultivētām YCH. Saskaņā ar iepriekšēju YCH avotu izpēti [
9] un mūsu pētniecības grupas lauka pētījumos ir konstatētas būtiskas atšķirības kultivēto un savvaļas ārstniecības materiālu izplatības apgabalos. Savvaļas YCH galvenokārt ir izplatīts Šaaņsji provinces Ningxia Hui autonomajā reģionā, kas atrodas blakus Iekšējās Mongolijas sausajai zonai un centrālajai Ningxia. Jo īpaši tuksneša stepe šajos apgabalos ir vispiemērotākā dzīvotne YCH augšanai. Turpretī kultivētā YCH galvenokārt ir izplatīta uz dienvidiem no savvaļas izplatības apgabala, piemēram, Tongxin apgabalā (kultivētā I) un tā apkārtējos apgabalos, kas ir kļuvis par lielāko audzēšanas un ražošanas bāzi Ķīnā, un Pengyang apgabalā (kultivētā II), kas atrodas dienvidu apgabalā un ir vēl viena kultivētās YCH ražošanas zona. Turklāt iepriekš minēto divu kultivēto apgabalu dzīvotnes nav tuksneša stepes. Tāpēc papildus ražošanas veidam pastāv arī būtiskas atšķirības savvaļas un kultivētās YCH dzīvotnē. Dzīvotne ir svarīgs faktors, kas ietekmē augu izcelsmes ārstniecības materiālu kvalitāti. Dažādas dzīvotnes ietekmēs sekundāro metabolītu veidošanos un uzkrāšanos augos, tādējādi ietekmējot zāļu kvalitāti [
10,
11Tādēļ šajā pētījumā konstatētās būtiskās atšķirības kopējo flavonoīdu un kopējo sterīnu saturā, kā arī 53 metabolītu ekspresijā varētu būt lauka apsaimniekošanas un dzīvotņu atšķirību rezultāts.
Viens no galvenajiem veidiem, kā vide ietekmē ārstniecības materiālu kvalitāti, ir stresa radīšana izejvielām. Mērens vides stress parasti stimulē sekundāro metabolītu uzkrāšanos [
12,
13Augšanas/diferenciācijas līdzsvara hipotēze apgalvo, ka tad, kad barības vielu ir pietiekamā daudzumā, augi galvenokārt aug, savukārt, ja barības vielu trūkst, augi galvenokārt diferencējas un ražo vairāk sekundāro metabolītu [
14Sausuma stress, ko izraisa ūdens trūkums, ir galvenais vides stress, ar ko saskaras augi sausās teritorijās. Šajā pētījumā kultivētās YCH ūdens stāvoklis ir bagātīgāks, un gada nokrišņu daudzums ir ievērojami augstāks nekā savvaļas YCH (ūdens apgāde kultivētajā I bija aptuveni 2 reizes lielāka nekā savvaļas; kultivētajā II bija aptuveni 3,5 reizes lielāka nekā savvaļas). Turklāt savvaļas vidē augsne ir smilšaina augsne, bet lauksaimniecības zemē augsne ir mālaina augsne. Salīdzinot ar mālu, smilšainai augsnei ir slikta ūdens saglabāšanas spēja, un tā, visticamāk, pastiprinās sausuma stresu. Tajā pašā laikā kultivēšanas process bieži vien tika pavadīts ar laistīšanu, tāpēc sausuma stresa pakāpe bija zema. Savvaļas YCH aug skarbos dabiskos, sausos biotopos, un tāpēc tai var būt nopietnāks sausuma stress.
Osmoregulācija ir svarīgs fizioloģisks mehānisms, ar kuru augi tiek galā ar sausuma stresu, un alkaloīdi ir svarīgi osmotiskie regulatori augstākajos augos [1].
15Betaīni ir ūdenī šķīstoši alkaloīdu kvaternārie amonija savienojumi, un tie var darboties kā osmoprotektanti. Sausuma stress var samazināt šūnu osmotisko potenciālu, savukārt osmoprotektanti saglabā un uztur bioloģisko makromolekulu struktūru un integritāti, kā arī efektīvi mazina sausuma stresa radītos bojājumus augiem [
16Piemēram, sausuma stresa apstākļos cukurbiešu un šķirņu lilijas (Lycium barbarum) betaīna saturs ievērojami palielinājās [
17,
18Trigonellīns ir šūnu augšanas regulators, un sausuma stresa apstākļos tas var pagarināt augu šūnu cikla ilgumu, kavēt šūnu augšanu un izraisīt šūnu tilpuma sarukšanu. Relatīvais izšķīdušās vielas koncentrācijas pieaugums šūnā ļauj augam sasniegt osmotisko regulāciju un uzlabo spēju pretoties sausuma stresam [
19]. JIA X [
20] atklāja, ka, palielinoties sausuma stresam, Astragalus membranaceus (tradicionālās ķīniešu medicīnas avots) ražoja vairāk trigonellīna, kas regulē osmotisko potenciālu un uzlabo spēju pretoties sausuma stresam. Ir arī pierādīts, ka flavonoīdiem ir svarīga loma augu izturībā pret sausuma stresu [
21,
22Liels skaits pētījumu ir apstiprinājuši, ka mērens sausuma stress veicināja flavonoīdu uzkrāšanos. Lang Duo-Yong et al. [
23] salīdzināja sausuma stresa ietekmi uz YCH, kontrolējot ūdens noturēšanas spēju laukā. Tika konstatēts, ka sausuma stress zināmā mērā kavē sakņu augšanu, bet mērena un spēcīga sausuma stresa gadījumā (40% lauka ūdens noturēšanas spēja) kopējais flavonoīdu saturs YCH palielinājās. Tikmēr sausuma stresa apstākļos fitosterīni var regulēt šūnu membrānas plūstamību un caurlaidību, kavēt ūdens zudumu un uzlabot izturību pret stresu [
24,
25Tādēļ kopējā flavonoīdu, kopējā sterīnu, betaīna, trigonellīna un citu sekundāro metabolītu uzkrāšanās savvaļas YCH varētu būt saistīta ar augstas intensitātes sausuma stresu.
Šajā pētījumā tika veikta KEGG ceļa bagātināšanas analīze ar metabolītiem, kas ievērojami atšķīrās starp savvaļas un kultivēto YCH. Bagātinātie metabolīti ietvēra tos, kas iesaistīti askorbāta un aldarāta metabolisma, aminoacil-tRNS biosintēzes, histidīna metabolisma un beta-alanīna metabolisma ceļos. Šie metabolisma ceļi ir cieši saistīti ar augu stresa rezistences mehānismiem. Starp tiem askorbāta metabolismam ir svarīga loma augu antioksidantu ražošanā, oglekļa un slāpekļa metabolismā, stresa rezistencē un citās fizioloģiskās funkcijās [
26]; aminoacil-tRNS biosintēze ir svarīgs olbaltumvielu veidošanās ceļš [
27,
28], kas ir iesaistīts stresa rezistentu olbaltumvielu sintēzē. Gan histidīna, gan β-alanīna signālceļi var uzlabot augu toleranci pret vides stresu [
29,
30Tas vēl vairāk norāda, ka metabolītu atšķirības starp savvaļas un kultivēto YCH bija cieši saistītas ar stresa rezistences procesiem.
Augsne ir ārstniecības augu augšanas un attīstības materiālais pamats. Slāpeklis (N), fosfors (P) un kālijs (K) augsnē ir svarīgi barības elementi augu augšanai un attīstībai. Augsnes organiskās vielas satur arī N, P, K, Zn, Ca, Mg un citus makroelementus un mikroelementus, kas nepieciešami ārstniecības augiem. Pārmērīgs vai nepietiekams barības vielu daudzums, vai nesabalansētas barības vielu attiecības ietekmēs augšanu un attīstību, kā arī ārstniecības materiālu kvalitāti, un dažādiem augiem ir atšķirīgas barības vielu prasības [
31,
32,
33Piemēram, zems N stress veicināja alkaloīdu sintēzi Isatis indigotica un bija labvēlīgs flavonoīdu uzkrāšanai tādos augos kā Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge un Dichondra repens Forst. Turpretī pārāk daudz N kavēja flavonoīdu uzkrāšanos tādās sugās kā Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis un Ginkgo biloba, un ietekmēja medicīnisko materiālu kvalitāti [
34Fosfora mēslojuma lietošana efektīvi palielināja glicirizīnskābes un dihidroacetona saturu Urālu lakricā [
35Kad lietošanas daudzums pārsniedza 0,12 kg·m−2, kopējais flavonoīdu saturs Tussilago farfara samazinājās [
36Fosfora mēslojuma lietošana negatīvi ietekmēja polisaharīdu saturu tradicionālās ķīniešu medicīnas augos rhizoma polygonati [
37], bet K mēslojums efektīvi palielināja tā saponīnu saturu [
38Divgadīga žeņšeņa Panax notoginseng augšanai un saponīnu uzkrāšanai vislabāk veicināja 450 kg·hm−2 K mēslojuma lietošana.
39]. Pie attiecības N:P:K = 2:2:1 kopējais hidrotermālā ekstrakta, harpagīda un harpagozīda daudzums bija visaugstākais [
40Augstā N, P un K attiecība bija labvēlīga Pogostemon cablin augšanas veicināšanai un gaistošās eļļas satura palielināšanai. Zemā N, P un K attiecība palielināja Pogostemon cablin stublāju lapu eļļas galveno efektīvo komponentu saturu [
41YCH ir augs, kas tolerē neauglīgu augsni, un tam var būt īpašas prasības pēc barības vielām, piemēram, N, P un K. Šajā pētījumā, salīdzinot ar kultivēto YCH, savvaļas YCH augu augsne bija relatīvi neauglīga: organisko vielu, kopējā N, kopējā P un kopējā K saturs augsnē bija attiecīgi aptuveni 1/10, 1/2, 1/3 un 1/3 no kultivēto augu satura. Tāpēc augsnes barības vielu atšķirības varētu būt vēl viens iemesls atšķirībām starp metabolītiem, kas konstatēti kultivētajā un savvaļas YCH. Weibao Ma et al. [
42] atklāja, ka noteikta daudzuma N mēslojuma un P mēslojuma lietošana ievērojami uzlaboja sēklu ražu un kvalitāti. Tomēr barības vielu ietekme uz YCH kvalitāti nav skaidra, un mēslošanas pasākumi ārstniecības materiālu kvalitātes uzlabošanai ir jāpēta sīkāk.
Ķīniešu augu izcelsmes zālēm piemīt īpašības: "Labvēlīgi biotopi veicina ražu, bet nelabvēlīgi biotopi uzlabo kvalitāti".
43Pakāpeniski pārejot no savvaļas uz kultivētu YCH, augu dzīvotne mainījās no sausām un neauglīgām tuksneša stepēm uz auglīgu lauksaimniecības zemi ar bagātīgāku ūdens pieejamību. Kultivētās YCH dzīvotne ir labāka, un raža ir augstāka, kas palīdz apmierināt tirgus pieprasījumu. Tomēr šī labākā dzīvotne izraisīja būtiskas izmaiņas YCH metabolītos; vai tas veicina YCH kvalitātes uzlabošanos un kā panākt augstas kvalitātes YCH ražošanu, izmantojot zinātniski pamatotus audzēšanas pasākumus, būs nepieciešami turpmāki pētījumi.
Simulatīvā dzīvotņu kultivēšana ir savvaļas ārstniecības augu dzīvotņu un vides apstākļu simulācijas metode, kuras pamatā ir zināšanas par augu ilgtermiņa adaptāciju specifiskiem vides stresa faktoriem.
43Simulējot dažādus vides faktorus, kas ietekmē savvaļas augus, īpaši to augu sākotnējo dzīvotni, kurus izmanto kā autentisku ārstniecības materiālu avotus, šī pieeja izmanto zinātnisko dizainu un inovatīvu cilvēka iejaukšanos, lai līdzsvarotu ķīniešu ārstniecības augu augšanu un sekundāro metabolismu.
43]. Šīs metodes mērķis ir panākt optimālus pasākumus augstas kvalitātes medicīnisko materiālu izstrādei. Simulatīvai dzīvotņu kultivēšanai vajadzētu nodrošināt efektīvu veidu augstas kvalitātes YCH ražošanai pat tad, ja farmakodinamiskais pamats, kvalitātes marķieri un reakcijas mehānismi uz vides faktoriem nav skaidri. Attiecīgi mēs iesakām, ka zinātniskā dizaina un lauka apsaimniekošanas pasākumi YCH audzēšanā un ražošanā jāveic, ņemot vērā savvaļas YCH vides īpašības, piemēram, sausu, neauglīgu un smilšainu augsni. Vienlaikus tiek cerēts, ka pētnieki veiks padziļinātākus pētījumus par YCH funkcionālo materiālu bāzi un kvalitātes marķieriem. Šie pētījumi var nodrošināt efektīvākus YCH novērtēšanas kritērijus un veicināt augstas kvalitātes ražošanu un nozares ilgtspējīgu attīstību.
FOB cena:0,5–9 999 ASV dolāri/gab. Minimālais pasūtījuma daudzums:100 gab./gab. Piegādes spēja:10000 gab./gab. mēnesī