Veleprodajna cena v razsutem stanju 100 % čisto eterično olje Stellariae Radix (novo) Relax Aromaterapija Eucalyptus globulus

Pomen pristnih zdravilnih materialov je že dolgo priznan v določeni regiji izvora za proizvodnjo kitajskih zeliščnih zdravil odlične kakovosti [8]. Visoka kakovost je bistveni atribut pristnih zdravilnih materialov, habitat pa je pomemben dejavnik, ki vpliva na kakovost takih materialov. Odkar se je YCH začel uporabljati kot zdravilo, je dolgo prevladoval divji YCH. Po uspešni uvedbi in udomačitvi YCH v Ningxia v osemdesetih letih prejšnjega stoletja se je vir zdravilnih materialov Yinchaihu postopoma preusmeril iz divjega v gojeni YCH. Glede na prejšnjo preiskavo virov YCH [9] in terenske preiskave naše raziskovalne skupine, obstajajo pomembne razlike v razširjenosti gojenih in divjih zdravilnih materialov. Divji YCH je v glavnem razširjen v avtonomni regiji Ningxia Hui v provinci Shaanxi, ki meji na sušno območje Notranje Mongolije in osrednjo Ningxia. Zlasti puščavska stepa na teh območjih je najprimernejši habitat za rast YCH. Nasprotno pa je gojeni YCH v glavnem razširjen južno od območja divje razširjenosti, kot je okrožje Tongxin (gojeno I) in njegova okolica, ki je postalo največja baza za gojenje in proizvodnjo na Kitajskem, in okrožje Pengyang (gojeno II) , ki se nahaja na bolj južnem območju in je še eno proizvodno območje za gojeni YCH. Poleg tega habitati zgornjih dveh obdelovalnih območij niso puščavske stepe. Zato so poleg načina pridelave pomembne razlike tudi v habitatu divjega in gojenega YCH. Habitat je pomemben dejavnik, ki vpliva na kakovost zdravilnih zelišč. Različni habitati bodo vplivali na nastajanje in kopičenje sekundarnih metabolitov v rastlinah, kar bo vplivalo na kakovost zdravil [10,11]. Zato so znatne razlike v vsebnosti skupnih flavonoidov in skupnih sterolov ter izražanju 53 metabolitov, ki smo jih odkrili v tej študiji, lahko posledica upravljanja polja in razlik v habitatih.

Eden glavnih načinov, kako okolje vpliva na kakovost zdravilnih materialov, je obremenjevanje izvornih rastlin. Zmerni okoljski stres ponavadi spodbuja kopičenje sekundarnih presnovkov [12,13]. Hipoteza o ravnotežju med rastjo in diferenciacijo navaja, da ko je hranilnih snovi v zadostni količini, rastline primarno rastejo, medtem ko ko hranilnih snovi primanjkuje, rastline večinoma diferencirajo in proizvajajo več sekundarnih presnovkov.14]. Sušni stres zaradi pomanjkanja vode je glavni okoljski stres, s katerim se soočajo rastline na sušnih območjih. V tej študiji je stanje vode v gojenem YCH bolj izdatno, z letno količino padavin, ki je znatno višja od tistih za divji YCH (zaloga vode za gojeno I je bila približno 2-krat večja od divje; gojena II je bila približno 3,5-krat večja od divje ). Poleg tega so tla v divjem okolju peščena, tla na kmetijskem zemljišču pa so ilovnata. V primerjavi z glino ima peščena tla slabo sposobnost zadrževanja vode in je bolj verjetno, da bo poslabšala sušni stres. Hkrati je proces gojenja pogosto spremljalo zalivanje, zato je bila stopnja sušnega stresa majhna. Divji YCH raste v surovih naravnih sušnih habitatih, zato lahko trpi zaradi resnejšega sušnega stresa.

Osmoregulacija je pomemben fiziološki mehanizem, s katerim se rastline spopadajo s sušnim stresom, alkaloidi pa so pomembni osmotski regulatorji v višjih rastlinah.15]. Betaini so v vodi topne alkaloidne kvarterne amonijeve spojine in lahko delujejo kot osmoprotektorji. Sušni stres lahko zmanjša osmotski potencial celic, medtem ko osmoprotektorji ohranjajo in ohranjajo strukturo in celovitost bioloških makromolekul ter učinkovito blažijo škodo, ki jo sušni stres povzroča rastlinam.16]. Na primer, pod sušnim stresom se je vsebnost betaina v sladkorni pesi in Lycium barbarum znatno povečala [17,18]. Trigonelin je regulator celične rasti in v sušnem stresu lahko podaljša dolžino rastlinskega celičnega cikla, zavre rast celic in povzroči zmanjšanje volumna celic. Relativno povečanje koncentracije topljenca v celici omogoča rastlini, da doseže osmotsko regulacijo in poveča njeno sposobnost, da se upre stresu zaradi suše [19]. JIA X [20] ugotovili, da je s povečanjem sušnega stresa Astragalus membranaceus (vir tradicionalne kitajske medicine) proizvedel več trigonelina, ki uravnava osmotski potencial in izboljša sposobnost odpornosti na sušni stres. Pokazalo se je tudi, da imajo flavonoidi pomembno vlogo pri odpornosti rastlin na sušni stres [21,22]. Veliko študij je potrdilo, da je zmeren stres zaradi suše prispeval k kopičenju flavonoidov. Lang Duo-Yong et al. [23] primerjali učinke sušnega stresa na YCH z nadzorom sposobnosti zadrževanja vode na terenu. Ugotovljeno je bilo, da je sušni stres do določene mere zaviral rast korenin, vendar se je pri zmernem in hudem sušnem stresu (40-odstotna poljska zmogljivost zadrževanja vode) skupna vsebnost flavonoidov v YCH povečala. Ob sušnem stresu pa lahko fitosteroli uravnavajo fluidnost in prepustnost celične membrane, zavirajo izgubo vode in izboljšajo odpornost na stres.24,25]. Zato je lahko povečano kopičenje skupnih flavonoidov, skupnih sterolov, betaina, trigonelina in drugih sekundarnih presnovkov v divjem YCH povezano z visoko intenzivnim stresom zaradi suše.

V tej študiji je bila izvedena analiza obogatitve poti KEGG na presnovkih, za katere je bilo ugotovljeno, da se bistveno razlikujejo med divjim in gojenim YCH. Obogateni presnovki so vključevali tiste, ki so vključeni v presnovo askorbata in aldarata, biosintezo aminoacil-tRNA, presnovo histidina in presnovo beta-alanina. Te presnovne poti so tesno povezane z mehanizmi odpornosti rastlin na stres. Med njimi ima metabolizem askorbata pomembno vlogo pri proizvodnji rastlinskih antioksidantov, presnovi ogljika in dušika, odpornosti na stres in drugih fizioloških funkcijah.26]; Biosinteza aminoacil-tRNA je pomembna pot za tvorbo beljakovin [27,28], ki sodeluje pri sintezi proteinov, odpornih na stres. Tako histidinska kot β-alaninska pot lahko povečata toleranco rastlin na okoljski stres [29,30]. To nadalje kaže, da so bile razlike v presnovkih med divjim in gojenim YCH tesno povezane s procesi odpornosti na stres.

Tla so materialna osnova za rast in razvoj zdravilnih rastlin. Dušik (N), fosfor (P) in kalij (K) v tleh so pomembna hranila za rast in razvoj rastlin. Organska snov v tleh vsebuje tudi N, P, K, Zn, Ca, Mg in druge makroelemente in elemente v sledovih, potrebne za zdravilne rastline. Prekomerne ali pomanjkljive hranilne snovi ali neuravnotežena razmerja hranil bodo vplivala na rast in razvoj ter kakovost zdravilnih snovi, različne rastline pa imajo različne potrebe po hranilih [31,32,33]. Na primer, nizek dušikov stres je spodbujal sintezo alkaloidov v Isatis indigotica in je bil koristen za kopičenje flavonoidov v rastlinah, kot so Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge in Dichondra repens Forst. Nasprotno pa je preveč dušika zaviralo kopičenje flavonoidov pri vrstah, kot so Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis in Ginkgo biloba, ter vplivalo na kakovost zdravilnih materialov.34]. Uporaba gnojila P je bila učinkovita pri povečanju vsebnosti glicirizinske kisline in dihidroacetona v sladkem korenu Ural [35]. Ko je količina nanosa presegla 0,12 kg·m−2, se je skupna vsebnost flavonoidov v Tussilago farfara zmanjšala [36]. Uporaba gnojila P je negativno vplivala na vsebnost polisaharidov v tradicionalni kitajski medicini rhizoma polygonati [37], vendar je bilo gnojilo K učinkovito pri povečanju vsebnosti saponinov [38]. Uporaba 450 kg·hm-2 K gnojila je bila najboljša za rast in kopičenje saponinov dveletnega Panax notoginseng [39]. Pri razmerju N:P:K = 2:2:1 so bile skupne količine hidrotermalnega ekstrakta, harpagida in harpagozida največje [40]. Visoko razmerje N, P in K je bilo koristno za spodbujanje rasti Pogostemon cablin in povečanje vsebnosti hlapnega olja. Nizko razmerje med N, P in K je povečalo vsebnost glavnih učinkovitih sestavin v olju listov stebla Pogostemon cablin [41]. YCH je rastlina, tolerantna na pusto zemljo, in ima lahko posebne zahteve po hranilih, kot so N, P in K. V tej študiji je bila zemlja divjih rastlin YCH v primerjavi z gojenim YCH razmeroma pusta: vsebnost tal organske snovi so bili skupni N, skupni P in skupni K približno 1/10, 1/2, 1/3 oziroma 1/3 tistih v gojenih rastlinah. Zato so lahko razlike v hranilih v tleh še en razlog za razlike med metaboliti, odkritimi v gojenem in divjem YCH. Weibao Ma et al. [42] je ugotovil, da je uporaba določene količine gnojila N in gnojila P znatno izboljšala pridelek in kakovost semen. Vendar učinek hranilnih elementov na kakovost YCH ni jasen in ukrepe gnojenja za izboljšanje kakovosti zdravilnih materialov je treba dodatno preučiti.

Kitajska zeliščna zdravila imajo značilnosti »ugodni habitati spodbujajo donos, neugodni habitati pa izboljšujejo kakovost« [43]. V procesu postopnega prehoda iz divjega v gojeni YCH se je habitat rastlin spremenil iz sušne in puste puščavske stepe v rodovitna kmetijska zemljišča z večjo količino vode. Habitat gojenega YCH je boljši in pridelek je višji, kar je v pomoč pri izpolnjevanju povpraševanja na trgu. Vendar pa je ta boljši habitat povzročil pomembne spremembe metabolitov YCH; ali to prispeva k izboljšanju kakovosti YCH in kako doseči visokokakovostno proizvodnjo YCH z znanstveno utemeljenimi ukrepi gojenja, bodo potrebne nadaljnje raziskave.

Simulativno gojenje habitatov je metoda simulacije habitatnih in okoljskih razmer samoniklih zdravilnih rastlin, ki temelji na poznavanju dolgoročne prilagoditve rastlin na specifične okoljske obremenitve [43]. S simulacijo različnih okoljskih dejavnikov, ki vplivajo na divje rastline, zlasti prvotni habitat rastlin, ki se uporabljajo kot viri pristnih zdravilnih materialov, pristop uporablja znanstveno zasnovo in inovativno človeško posredovanje za uravnoteženje rasti in sekundarnega metabolizma kitajskih zdravilnih rastlin [43]. Cilj metode je doseči optimalno ureditev za razvoj visokokakovostnih medicinskih materialov. Simulativno gojenje habitatov bi moralo zagotoviti učinkovit način za visokokakovostno proizvodnjo YCH, tudi če farmakodinamična osnova, označevalci kakovosti in mehanizmi odziva na okoljske dejavnike niso jasni. V skladu s tem predlagamo, da je treba ukrepe znanstvenega načrtovanja in upravljanja na terenu pri gojenju in proizvodnji YCH izvajati glede na okoljske značilnosti divjega YCH, kot so sušna, neplodna in peščena tla. Hkrati upamo, da bodo raziskovalci izvedli bolj poglobljene raziskave o funkcionalni materialni osnovi in ​​označevalcih kakovosti YCH. Te študije lahko zagotovijo učinkovitejša merila za ocenjevanje YCH ter spodbujajo visokokakovostno proizvodnjo in trajnostni razvoj industrije.