kısa açıklama:
Çin Farmakopesi (2020 baskısı), YCH'nin metanol ekstraktının %20,0'dan az olmamasını gerektirir [2], başka hiçbir kalite değerlendirme göstergesi belirtilmemiş. Bu çalışmanın sonuçları yabani ve kültür örneklerinin metanol ekstraktlarının içeriklerinin hem farmakope standardını karşıladığını hem de aralarında önemli bir fark olmadığını göstermektedir. Dolayısıyla bu indekse göre yabani ve kültüre alınmış örnekler arasında belirgin bir kalite farkı yoktu. Bununla birlikte, yabani örneklerdeki toplam sterol ve toplam flavonoid içeriği, kültür örneklerindekilerden önemli ölçüde daha yüksekti. Daha ileri metabolomik analiz, yabani ve ekili örnekler arasında bol miktarda metabolit çeşitliliğini ortaya çıkardı. Ek olarak, listede listelenen 97 önemli ölçüde farklı metabolit elendi.Ek Tablo S2. Bu önemli ölçüde farklı metabolitler arasında, aktif bileşenler olduğu bildirilen β-sitosterol (ID, M397T42'dir) ve kersetin türevleri (M447T204_2) bulunmaktadır. Trigonelin (M138T291_2), betain (M118T277_2), fustin (M269T36), rotenon (M241T189), arktiin (M557T165) ve loganik asit (M399T284_2) gibi daha önce bildirilmemiş bileşenler de diferansiyel metabolitler arasına dahil edildi. Bu bileşenler, anti-oksidasyon, anti-inflamatuar, serbest radikalleri temizleme, anti-kanser ve ateroskleroz tedavisinde çeşitli roller oynar ve bu nedenle YCH'de varsayılan yeni aktif bileşenler oluşturabilir. Aktif bileşenlerin içeriği tıbbi malzemelerin etkinliğini ve kalitesini belirler.7] Özetle, tek YCH kalite değerlendirme indeksi olan metanol ekstraktının bazı sınırlamaları vardır ve daha spesifik kalite belirteçlerinin daha fazla araştırılması gerekmektedir. Yabani ve kültüre alınmış YCH arasında toplam steroller, toplam flavonoidler ve diğer birçok diferansiyel metabolit içeriği açısından önemli farklılıklar vardı; dolayısıyla aralarında potansiyel olarak bazı kalite farklılıkları vardı. Aynı zamanda, YCH'de yeni keşfedilen potansiyel aktif bileşenler, YCH'nin işlevsel temellerinin araştırılması ve YCH kaynaklarının daha da geliştirilmesi için önemli bir referans değerine sahip olabilir.
Orijinal tıbbi malzemelerin önemi, mükemmel kalitede Çin bitkisel ilaçları üretmek için belirli menşe bölgelerinde uzun zamandır bilinmektedir.
8] Yüksek kalite, orijinal tıbbi malzemelerin temel bir özelliğidir ve habitat, bu tür malzemelerin kalitesini etkileyen önemli bir faktördür. YCH ilaç olarak kullanılmaya başladığından beri, uzun süredir yabani YCH'nin hakimiyetindedir. 1980'lerde Ningxia'da YCH'nin başarılı bir şekilde tanıtılması ve evcilleştirilmesinin ardından, Yinchaihu tıbbi malzemelerinin kaynağı yavaş yavaş yabani YCH'den kültüre alınan YCH'ye kaydı. YCH kaynaklarına ilişkin daha önceki bir araştırmaya göre [
9] ve araştırma grubumuzun saha araştırmasında, kültüre alınan ve yabani tıbbi malzemelerin dağılım alanlarında önemli farklılıklar bulunmaktadır. Yabani YCH esas olarak, İç Moğolistan'ın kurak bölgesine ve Ningxia'nın merkezine komşu olan Shaanxi Eyaletinin Ningxia Hui Özerk Bölgesi'nde dağıtılmaktadır. Özellikle bu bölgelerdeki çöl bozkırları YCH büyümesi için en uygun yaşam alanıdır. Buna karşılık, yetiştirilen YCH esas olarak Çin'deki en büyük ekim ve üretim üssü haline gelen Tongxin İlçesi (Ekili I) ve çevresindeki alanlar ile Pengyang İlçesi (Ekili II) gibi yabani dağıtım alanının güneyine dağıtılır. Daha güneydeki bir bölgede yer alan ve ekili YCH için başka bir üretim alanı olan bölge. Üstelik yukarıdaki iki tarım alanının habitatları çöl bozkırları değildir. Bu nedenle, üretim şeklinin yanı sıra yabani ve yetiştirilen YCH'lerin habitatlarında da önemli farklılıklar vardır. Habitat, bitkisel tıbbi malzemelerin kalitesini etkileyen önemli bir faktördür. Farklı habitatlar bitkilerde sekonder metabolitlerin oluşumunu ve birikimini etkileyerek tıbbi ürünlerin kalitesini etkileyecektir.
10,
11] Bu nedenle, toplam flavonoidlerin ve toplam sterollerin içeriğindeki ve bu çalışmada bulduğumuz 53 metabolitin ifadesindeki önemli farklılıklar, tarla yönetimi ve habitat farklılıklarının bir sonucu olabilir.
Çevrenin tıbbi malzemelerin kalitesini etkilemesinin ana yollarından biri kaynak bitkiler üzerinde stres yaratmaktır. Orta derecede çevresel stres, ikincil metabolitlerin birikimini uyarma eğilimindedir.
12,
13] Büyüme/farklılaşma dengesi hipotezi, besin maddeleri yeterli miktarda olduğunda bitkilerin öncelikli olarak büyüdüğünü, besin maddeleri yetersiz olduğunda ise bitkilerin esas olarak farklılaştığını ve daha fazla ikincil metabolit ürettiğini belirtir.
14] Su eksikliğinden kaynaklanan kuraklık stresi, kurak bölgelerdeki bitkilerin karşılaştığı temel çevresel strestir. Bu çalışmada, yetiştirilen YCH'nin su durumu daha bol olup, yıllık yağış seviyeleri yabani YCH'ye göre önemli ölçüde daha yüksektir (Ekili I için su temini Yabani'nin yaklaşık 2 katıydı; Ekili II için Yabani'nin yaklaşık 3,5 katıydı). ). Ayrıca yabani ortamdaki toprak kumlu toprak, tarım arazisindeki toprak ise killi topraktır. Kil ile karşılaştırıldığında kumlu toprağın su tutma kapasitesi zayıftır ve kuraklık stresini artırma olasılığı daha yüksektir. Aynı zamanda yetiştirme sürecine sıklıkla sulama da eşlik ediyordu, dolayısıyla kuraklık stresinin derecesi düşüktü. Yabani YCH sert doğal kurak habitatlarda yetişir ve bu nedenle daha ciddi kuraklık stresine maruz kalabilir.
Osmoregülasyon, bitkilerin kuraklık stresiyle baş etmesini sağlayan önemli bir fizyolojik mekanizmadır ve alkaloitler, yüksek bitkilerde önemli ozmotik düzenleyicilerdir.
15] Betainler suda çözünebilen alkaloid kuaterner amonyum bileşikleridir ve ozmoprotektanlar olarak görev yapabilirler. Kuraklık stresi hücrelerin ozmotik potansiyelini azaltırken, ozmoprotektanlar biyolojik makromoleküllerin yapısını ve bütünlüğünü korur ve muhafaza eder ve kuraklık stresinin bitkilere verdiği zararı etkili bir şekilde hafifletir.
16] Örneğin kuraklık stresi altında şeker pancarı ve Lycium barbarumun betain içeriği önemli ölçüde arttı.
17,
18] Trigonellin hücre büyümesinin düzenleyicisidir ve kuraklık stresi altında bitki hücre döngüsünün uzunluğunu uzatabilir, hücre büyümesini engelleyebilir ve hücre hacminin küçülmesine yol açabilir. Hücredeki çözünen madde konsantrasyonundaki göreceli artış, bitkinin ozmotik düzenlemeyi başarmasını ve kuraklık stresine direnme yeteneğini geliştirmesini sağlar.
19] JIA X [
20], kuraklık stresindeki artışla birlikte Astragalus membranaceus'un (geleneksel Çin tıbbının bir kaynağı), ozmotik potansiyeli düzenleyen ve kuraklık stresine direnme yeteneğini artıran daha fazla trigonelin ürettiğini buldu. Flavonoidlerin ayrıca bitkilerin kuraklık stresine karşı direncinde önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir.
21,
22] Çok sayıda çalışma, orta dereceli kuraklık stresinin flavonoid birikimine yardımcı olduğunu doğrulamıştır. Lang Duo-Yong ve ark. [
23] tarladaki su tutma kapasitesini kontrol ederek kuraklık stresinin YCH üzerindeki etkilerini karşılaştırdı. Kuraklık stresinin köklerin büyümesini belli ölçüde engellediği ancak orta ve şiddetli kuraklık stresinde (%40 saha su tutma kapasitesi) YCH'deki toplam flavonoid içeriğinin arttığı tespit edildi. Bu arada, kuraklık stresi altında fitosteroller, hücre zarı akışkanlığını ve geçirgenliğini düzenleyecek, su kaybını engelleyecek ve stres direncini artıracak şekilde hareket edebilir.
24,
25] Bu nedenle, yabani YCH'de toplam flavonoidlerin, toplam sterollerin, betain, trigonellin ve diğer ikincil metabolitlerin artan birikimi, yüksek yoğunluklu kuraklık stresiyle ilişkili olabilir.
Bu çalışmada yabani ve kültürlü YCH arasında önemli ölçüde farklı olduğu tespit edilen metabolitler üzerinde KEGG yolu zenginleştirme analizi yapıldı. Zenginleştirilmiş metabolitler, askorbat ve aldarat metabolizması, aminoasil-tRNA biyosentezi, histidin metabolizması ve beta-alanin metabolizması yollarında rol oynayanları içeriyordu. Bu metabolik yollar bitki stres direnci mekanizmalarıyla yakından ilişkilidir. Bunlar arasında askorbat metabolizması, bitki antioksidan üretiminde, karbon ve nitrojen metabolizmasında, stres direncinde ve diğer fizyolojik fonksiyonlarda önemli bir rol oynar.
26]; Aminoasil-tRNA biyosentezi, protein oluşumu için önemli bir yoldur.
27,
28], strese dayanıklı proteinlerin sentezinde rol oynar. Hem histidin hem de β-alanin yolları, bitkinin çevresel strese karşı toleransını artırabilir.
29,
30] Bu ayrıca yabani ve kültürlü YCH arasındaki metabolitlerdeki farklılıkların stres direnci süreçleriyle yakından ilişkili olduğunu gösterir.
Toprak, şifalı bitkilerin büyümesi ve gelişmesinin maddi temelidir. Topraktaki azot (N), fosfor (P) ve potasyum (K), bitkilerin büyümesi ve gelişmesi için önemli besin elementleridir. Toprak organik maddesi ayrıca N, P, K, Zn, Ca, Mg ve şifalı bitkiler için gerekli olan diğer makro elementleri ve iz elementleri de içerir. Besin maddelerinin aşırı veya eksik olması veya dengesiz besin oranları, büyüme ve gelişmeyi ve tıbbi malzemelerin kalitesini etkileyecektir ve farklı bitkilerin farklı besin gereksinimleri vardır.
31,
32,
33] Örneğin, düşük N stresi, Isatis indigotica'da alkaloitlerin sentezini destekledi ve Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge ve Dichondra repens Forst gibi bitkilerde flavonoidlerin birikmesine faydalı oldu. Buna karşılık çok fazla N, Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis ve Ginkgo biloba gibi türlerde flavonoidlerin birikimini inhibe etti ve tıbbi materyallerin kalitesini etkiledi.
34] P gübresi uygulaması Ural meyankökünde glisirhizik asit ve dihidroaseton içeriğini arttırmada etkili olmuştur.
35] Uygulama miktarı 0·12 kg·m−2'yi aştığında Tussilago farfara'nın toplam flavonoid içeriği azaldı [
36] P gübresinin uygulanması, geleneksel Çin tıbbı rhizoma polygonati'deki polisakkaritlerin içeriği üzerinde olumsuz bir etkiye sahipti.
37], ancak K gübresi saponin içeriğini arttırmada etkiliydi [
38] 450 kg·hm−2 K gübre uygulamak, iki yaşındaki Panax notoginseng'in büyümesi ve saponin birikimi için en iyisiydi.
39] N:P:K = 2:2:1 oranında hidrotermal ekstrakt, harpajit ve harpagosidin toplam miktarları en yüksekti.
40] Yüksek N, P ve K oranı, Pogostemon cablin'in büyümesini teşvik etmede ve uçucu yağ içeriğini arttırmada faydalı olmuştur. Düşük bir N, P ve K oranı, Pogostemon cablin kök yaprağı yağının ana etkili bileşenlerinin içeriğini arttırdı.
41] YCH çorak toprağa toleranslı bir bitkidir ve N, P ve K gibi besin maddeleri açısından özel gereksinimleri olabilir. Bu çalışmada, yetiştirilen YCH ile karşılaştırıldığında yabani YCH bitkilerinin toprağı nispeten kısırdı: toprak içerikleri Organik madde açısından toplam N, toplam P ve toplam K, kültür bitkilerinin sırasıyla yaklaşık 1/10, 1/2, 1/3 ve 1/3'ü kadardı. Bu nedenle, toprak besin maddelerindeki farklılıklar, kültüre alınan ve yabani YCH'de tespit edilen metabolitler arasındaki farklılıkların bir başka nedeni olabilir. Weibao Ma ve ark. [
42] belirli miktarda N gübresi ve P gübresi uygulamasının tohumların verimini ve kalitesini önemli ölçüde arttırdığını buldu. Ancak besin elementlerinin YCH kalitesi üzerindeki etkisi açık değildir ve tıbbi materyallerin kalitesini artırmaya yönelik gübreleme önlemlerinin daha fazla araştırılması gerekmektedir.
Çin bitkisel ilaçları “Uygun habitatlar verimi artırır, uygun olmayan habitatlar ise kaliteyi artırır” özelliklerine sahiptir.
43] Yabani bitkilerden ekili YCH'ye kademeli geçiş sürecinde, bitkilerin yaşam alanı kurak ve çorak çöl bozkırlarından daha bol suya sahip verimli tarım arazilerine dönüştü. Yetiştirilen YCH'nin yaşam alanı üstündür ve verim daha yüksektir, bu da pazar talebinin karşılanmasına yardımcı olur. Ancak bu üstün habitat, YCH'nin metabolitlerinde önemli değişikliklere yol açtı; Bunun YCH'nin kalitesini artırmaya yardımcı olup olmadığı ve bilime dayalı ekim önlemleri yoluyla yüksek kaliteli bir YCH üretiminin nasıl elde edileceği daha fazla araştırma gerektirecektir.
Simülatif habitat ekimi, bitkilerin belirli çevresel streslere uzun vadeli adaptasyonu bilgisine dayanan, yabani şifalı bitkilerin habitatını ve çevre koşullarını simüle etmeye yönelik bir yöntemdir.
43] Yabani bitkileri etkileyen çeşitli çevresel faktörleri, özellikle de orijinal tıbbi malzeme kaynağı olarak kullanılan bitkilerin orijinal yaşam alanlarını simüle ederek, bu yaklaşım, Çin şifalı bitkilerinin büyümesini ve ikincil metabolizmasını dengelemek için bilimsel tasarım ve yenilikçi insan müdahalesini kullanır.
43] Yöntemler, yüksek kaliteli tıbbi malzemelerin geliştirilmesi için en uygun düzenlemeleri elde etmeyi amaçlamaktadır. Simülatif habitat ekimi, farmakodinamik temel, kalite belirteçleri ve çevresel faktörlere yanıt mekanizmaları belirsiz olsa bile yüksek kaliteli YCH üretimi için etkili bir yol sağlamalıdır. Buna göre, YCH ekimi ve üretiminde bilimsel tasarım ve saha yönetimi tedbirlerinin, yabani YCH'nin kurak, çorak ve kumlu toprak koşulları gibi çevresel özellikleri dikkate alınarak yürütülmesi gerektiğini öneriyoruz. Aynı zamanda araştırmacıların YCH'nin fonksiyonel materyal temeli ve kalite belirteçleri konusunda daha derinlemesine araştırmalar yapmaları da umulmaktadır. Bu çalışmalar YCH için daha etkili değerlendirme kriterleri sağlayabilir ve sektörün yüksek kaliteli üretimini ve sürdürülebilir gelişimini teşvik edebilir.
