krátký popis:
Čínský lékopis (vydání z roku 2020) vyžaduje, aby methanolový extrakt YCH nebyl nižší než 20,0 % [2], nejsou uvedeny žádné další ukazatele hodnocení kvality. Výsledky této studie ukazují, že obsahy metanolových extraktů divokých i kultivovaných vzorků odpovídaly lékopisnému standardu a nebyl mezi nimi žádný významný rozdíl. Proto nebyl podle tohoto indexu žádný zjevný rozdíl v kvalitě mezi divokými a kultivovanými vzorky. Obsah celkových sterolů a celkových flavonoidů v divokých vzorcích byl však významně vyšší než ve vzorcích kultivovaných. Další metabolomická analýza odhalila hojnou diverzitu metabolitů mezi divokými a kultivovanými vzorky. Kromě toho bylo vytříděno 97 významně odlišných metabolitů, které jsou uvedeny vDoplňková tabulka S2. Mezi tyto významně odlišné metabolity patří β-sitosterol (ID je M397T42) a deriváty kvercetinu (M447T204_2), o kterých se uvádí, že jsou aktivními složkami. Dříve nehlášené složky, jako je trigonellin (M138T291_2), betain (M118T277_2), fustin (M269T36), rotenon (M241T189), arctiin (M557T165) a kyselina loganová (M399T284_2), byly také zahrnuty mezi metabolity. Tyto složky hrají různé role v antioxidační, protizánětlivé, zachycující volné radikály, proti rakovině a léčbě aterosklerózy, a proto by mohly představovat domnělé nové aktivní složky v YCH. Obsah účinných látek určuje účinnost a kvalitu léčivých materiálů [7]. Stručně řečeno, methanolový extrakt jako jediný index hodnocení kvality YCH má určitá omezení a je třeba dále prozkoumat konkrétnější ukazatele kvality. Mezi divokým a kultivovaným YCH byly signifikantní rozdíly v celkových sterolech, celkových flavonoidech a obsahu mnoha dalších rozdílných metabolitů; takže mezi nimi byly potenciálně určité rozdíly v kvalitě. Nově objevené potenciální účinné látky v YCH mohou mít zároveň důležitou referenční hodnotu pro studium funkčního základu YCH a další rozvoj zdrojů YCH.
Význam pravých léčivých materiálů je již dlouho uznáván ve specifické oblasti původu pro výrobu čínských bylinných léčiv vynikající kvality [
8]. Vysoká kvalita je základním atributem pravých léčivých materiálů a stanoviště je důležitým faktorem ovlivňujícím kvalitu těchto materiálů. Od té doby, co se YCH začal používat jako lék, dlouho v něm dominoval divoký YCH. Po úspěšném zavedení a domestikaci YCH v Ningxia v 80. letech 20. století se zdroj léčivých materiálů Yinchaihu postupně přesunul z divokého na kultivovaný YCH. Podle předchozího vyšetřování zdrojů YCH [
9] a terénním šetřením naší výzkumné skupiny existují významné rozdíly v distribučních oblastech pěstovaných a volně žijících léčivých materiálů. Divoká YCH se vyskytuje hlavně v autonomní oblasti Ningxia Hui v provincii Shaanxi, která sousedí se suchou zónou Vnitřní Mongolsko a centrální Ningxia. Zejména pouštní step v těchto oblastech je nejvhodnějším biotopem pro růst YCH. Naproti tomu pěstovaný YCH je distribuován hlavně na jih od oblasti divokého rozšíření, jako je okres Tongxin (kultivovaný I) a jeho okolní oblasti, které se staly největší pěstitelskou a produkční základnou v Číně, a okres Pengyang (kultivovaný II) , která se nachází v jižnější oblasti a je další produkční oblastí pro pěstované YCH. Navíc stanoviště výše uvedených dvou obdělávaných oblastí nejsou pouštní stepi. Proto kromě způsobu produkce existují také výrazné rozdíly v biotopu divokého a pěstovaného YCH. Stanoviště je důležitým faktorem ovlivňujícím kvalitu rostlinných léčivých materiálů. Různá stanoviště ovlivní tvorbu a akumulaci sekundárních metabolitů v rostlinách, čímž ovlivní kvalitu léčivých přípravků [
10,
11]. Významné rozdíly v obsahu celkových flavonoidů a celkových sterolů a expresi 53 metabolitů, které jsme našli v této studii, proto mohou být výsledkem terénního managementu a rozdílů mezi stanovišti.
Jedním z hlavních způsobů, jak prostředí ovlivňuje kvalitu léčivých materiálů, je vyvíjení stresu na zdrojové rostliny. Mírný environmentální stres má tendenci stimulovat akumulaci sekundárních metabolitů [
12,
13]. Hypotéza rovnováhy mezi růstem a diferenciací uvádí, že když je dostatek živin, rostliny primárně rostou, zatímco když je živin nedostatek, rostliny se převážně diferencují a produkují více sekundárních metabolitů [
14]. Stres ze sucha způsobený nedostatkem vody je hlavním environmentálním stresem, kterému rostliny v suchých oblastech čelí. V této studii je vodní stav kultivovaného YCH hojnější, s ročními srážkami výrazně vyššími než u divokého YCH (zásoba vody pro kultivovaný I byl asi 2krát vyšší než u divokého; kultivovaný II byl asi 3,5krát vyšší než u divokého ). Kromě toho je půda v divokém prostředí písčitá, ale půda v zemědělské půdě je jílovitá půda. Ve srovnání s jílem má písčitá půda špatnou schopnost zadržovat vodu a je pravděpodobnější, že zhorší stres ze sucha. Pěstební proces byl přitom často doprovázen zálivkou, takže míra stresu ze sucha byla nízká. Wild YCH roste v drsných přírodních suchých stanovištích, a proto může trpět vážnějším stresem ze sucha.
Osmoregulace je důležitý fyziologický mechanismus, kterým se rostliny vyrovnávají se stresem ze sucha, a alkaloidy jsou důležitými osmotickými regulátory u vyšších rostlin [
15]. Betainy jsou ve vodě rozpustné alkaloidní kvartérní amoniové sloučeniny a mohou působit jako osmoprotektanty. Stres ze sucha může snižovat osmotický potenciál buněk, zatímco osmoprotektiva zachovávají a udržují strukturu a integritu biologických makromolekul a účinně zmírňují poškození rostlin způsobené stresem ze sucha.
16]. Například při stresu ze sucha se obsah betainu v cukrové řepě a Lycium barbarum výrazně zvýšil [
17,
18]. Trigonellin je regulátorem buněčného růstu a při stresu ze sucha může prodloužit délku buněčného cyklu rostliny, inhibovat buněčný růst a vést ke zmenšení objemu buněk. Relativní zvýšení koncentrace rozpuštěné látky v buňce umožňuje rostlině dosáhnout osmotické regulace a zvýšit její schopnost odolávat stresu ze sucha.
19]. JIA X [
20] zjistili, že s rostoucím stresem ze sucha produkoval Astragalus membranaceus (zdroj tradiční čínské medicíny) více trigonellinu, který působí na regulaci osmotického potenciálu a zlepšuje schopnost odolávat stresu ze sucha. Bylo také prokázáno, že flavonoidy hrají důležitou roli v odolnosti rostlin vůči stresu ze sucha [
21,
22]. Velké množství studií potvrdilo, že mírný stres ze sucha přispívá k hromadění flavonoidů. Lang Duo-Yong a kol. [
23] porovnával účinky stresu ze sucha na YCH řízením schopnosti zadržovat vodu na poli. Bylo zjištěno, že stres ze sucha do určité míry inhiboval růst kořenů, ale při středním a silném stresu suchem (40% polní kapacita zadržování vody) se celkový obsah flavonoidů v YCH zvýšil. Mezitím při stresu ze sucha mohou fytosteroly působit tak, že regulují fluiditu a propustnost buněčné membrány, inhibují ztrátu vody a zlepšují odolnost vůči stresu.
24,
25]. Zvýšená akumulace celkových flavonoidů, celkových sterolů, betainu, trigonelinu a dalších sekundárních metabolitů v divokém YCH by proto mohla souviset s vysoce intenzivním stresem ze sucha.
V této studii byla provedena analýza obohacení KEGG dráhy na metabolitech, u kterých bylo zjištěno, že se významně liší mezi divokým a kultivovaným YCH. Obohacené metabolity zahrnovaly ty, které se účastní drah metabolismu askorbátu a aldarátu, biosyntézy aminoacyl-tRNA, metabolismu histidinu a metabolismu beta-alaninu. Tyto metabolické dráhy úzce souvisejí s mechanismy odolnosti rostlin vůči stresu. Mezi nimi metabolismus askorbátu hraje důležitou roli v produkci rostlinných antioxidantů, metabolismu uhlíku a dusíku, odolnosti vůči stresu a dalších fyziologických funkcích [
26]; Biosyntéza aminoacyl-tRNA je důležitou cestou pro tvorbu proteinů [
27,
28], který se podílí na syntéze proteinů odolných vůči stresu. Jak histidinové, tak β-alaninové cesty mohou zvýšit toleranci rostlin k environmentálnímu stresu [
29,
30]. To dále ukazuje, že rozdíly v metabolitech mezi divokým a kultivovaným YCH úzce souvisely s procesy odolnosti vůči stresu.
Půda je materiální základnou pro růst a vývoj léčivých rostlin. Dusík (N), fosfor (P) a draslík (K) v půdě jsou důležitými živinami pro růst a vývoj rostlin. Půdní organická hmota dále obsahuje N, P, K, Zn, Ca, Mg a další makroprvky a stopové prvky potřebné pro léčivé rostliny. Nadměrné nebo nedostatečné živiny nebo nevyvážené poměry živin ovlivní růst a vývoj a kvalitu léčivých materiálů a různé rostliny mají různé požadavky na živiny [
31,
32,
33]. Například nízký N stres podpořil syntézu alkaloidů v Isatis indigotica a byl prospěšný pro akumulaci flavonoidů v rostlinách, jako je Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge a Dichondra repens Forst. Naproti tomu příliš mnoho N inhibovalo akumulaci flavonoidů u druhů, jako je Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis a Ginkgo biloba, a ovlivnilo kvalitu léčivých materiálů.
34]. Aplikace hnojiva P byla účinná při zvýšení obsahu kyseliny glycyrrhizové a dihydroacetonu v lékořici uralské [
35]. Když aplikační množství přesáhlo 0,12 kg·m−2, celkový obsah flavonoidů v Tussilago farfara poklesl [
36]. Aplikace hnojiva P měla negativní vliv na obsah polysacharidů v tradiční čínské medicíně rhizoma polygonati [
37], ale hnojivo K bylo účinné při zvyšování obsahu saponinů [
38]. Aplikace 450 kg·hm−2 K hnojiva byla nejlepší pro růst a akumulaci saponinů dvouletého Panax notoginseng [
39]. Při poměru N:P:K = 2:2:1 bylo celkové množství hydrotermálního extraktu, harpagidu a harpagosidu nejvyšší [
40]. Vysoký poměr N, P a K byl prospěšný pro podporu růstu Pogostemon cablin a zvýšení obsahu těkavého oleje. Nízký poměr N, P a K zvýšil obsah hlavních účinných složek oleje ze stonkových listů Pogostemon cablin [
41]. YCH je rostlina tolerantní k neplodné půdě a může mít specifické požadavky na živiny, jako je N, P a K. V této studii byla půda divokých rostlin YCH ve srovnání s pěstovanými YCH relativně neplodná: obsah půdy organické hmoty, celkový N, celkový P a celkový K byly asi 1/10, 1/2, 1/3 a 1/3 oproti pěstovaným rostlinám. Rozdíly v půdních živinách proto mohou být dalším důvodem rozdílů mezi metabolity detekovanými v kultivovaném a divokém YCH. Weibao Ma a kol. [
42] zjistili, že aplikace určitého množství N hnojiva a P hnojiva výrazně zlepšila výnos a kvalitu semen. Vliv živin na kvalitu YCH však není jasný a opatření pro hnojení ke zlepšení kvality léčivých materiálů vyžadují další studium.
Čínské bylinné léky mají vlastnosti „Příznivá stanoviště podporují výnos a nepříznivá stanoviště zlepšují kvalitu“ [
43]. V procesu postupného přechodu od divokých ke kultivovaným YCH se stanoviště rostlin změnilo z vyprahlé a neúrodné pouštní stepi na úrodnou zemědělskou půdu s hojnějším množstvím vody. Stanoviště pěstovaných YCH je lepší a výnos je vyšší, což pomáhá uspokojit poptávku trhu. Tento vynikající biotop však vedl k významným změnám v metabolitech YCH; zda to vede ke zlepšení kvality YCH a jak dosáhnout vysoce kvalitní produkce YCH pomocí vědecky podložených pěstebních opatření, bude vyžadovat další výzkum.
Simulační pěstování stanovišť je metoda simulace stanovištních a environmentálních podmínek planě rostoucích léčivých rostlin, založená na znalosti dlouhodobé adaptace rostlin na specifické zátěže prostředí [
43]. Simulací různých environmentálních faktorů, které ovlivňují divoké rostliny, zejména původní stanoviště rostlin používaných jako zdroje autentických léčivých materiálů, přístup využívá vědecký design a inovativní lidské zásahy k vyvážení růstu a sekundárního metabolismu čínských léčivých rostlin [
43]. Cílem metod je dosáhnout optimálních opatření pro vývoj vysoce kvalitních léčivých materiálů. Simulační kultivace stanovišť by měla poskytnout efektivní způsob pro vysoce kvalitní produkci YCH, i když farmakodynamický základ, markery kvality a mechanismy reakce na faktory prostředí nejsou jasné. V souladu s tím navrhujeme, aby vědecký návrh a opatření řízení na poli při pěstování a produkci YCH byly prováděny s ohledem na environmentální charakteristiky divoké YCH, jako jsou suché, neplodné a písčité půdní podmínky. Zároveň se také očekává, že výzkumníci provedou hlubší výzkum funkční materiálové základny a kvalitativních markerů YCH. Tyto studie mohou poskytnout efektivnější hodnotící kritéria pro YCH a podpořit vysoce kvalitní produkci a udržitelný rozvoj průmyslu.
Cena FOB:0,5–9 999 USD / kus Minimální množství objednávky:100 kusů/kusů Schopnost zásobování:10 000 kusů/kusů za měsíc