Grazas por visitar Nature.com. A versión do navegador que estás a usar ten compatibilidade limitada con CSS. Para obter mellores resultados, recomendámosche que uses unha versión máis recente do teu navegador (ou que desactives o modo de compatibilidade en Internet Explorer). Mentres tanto, para garantir a compatibilidade continua, mostramos o sitio sen estilos nin JavaScript.
A contaminación por cadmio (Cd) supón unha ameaza potencial para a seguridade do cultivo da planta medicinal Panax notoginseng en Yunnan. Baixo estrés exóxeno de Cd, realizáronse experimentos de campo para comprender os efectos da aplicación de cal (0, 750, 2250 e 3750 kg/h/m2) e a pulverización foliar con ácido oxálico (0, 0,1 e 0,2 mol/L) na acumulación de Cd e antioxidantes. Compoñentes sistémicos e medicinais de Panax notoginseng. Os resultados mostraron que baixo estrés de Cd, a cal e a pulverización foliar con ácido oxálico poderían aumentar o contido de Ca2+ de Panax notoginseng e reducir a toxicidade do Cd2+. A adición de cal e ácido oxálico aumentou a actividade dos encimas antioxidantes e cambiou o metabolismo dos reguladores osmóticos. O máis significativo é o aumento da actividade de CAT en 2,77 veces. Baixo a influencia do ácido oxálico, a actividade de SOD aumentou a 1,78 veces. O contido de MDA diminuíu nun 58,38 %. Existe unha correlación moi significativa co azucre soluble, os aminoácidos libres, a prolina e a proteína soluble. A cal e o ácido oxálico poden aumentar o contido de ións de calcio (Ca2+) do Panax notoginseng, reducir o contido de Cd, mellorar a resistencia ao estrés do Panax notoginseng e aumentar a produción de saponinas e flavonoides totais. O contido de Cd é o máis baixo, un 68,57 % inferior ao do control, e corresponde ao valor estándar (Cd≤0,5 mg kg-1, GB/T 19086-2008). A proporción de SPN foi do 7,73 %, alcanzando o nivel máis alto entre todos os tratamentos, e o contido de flavonoides aumentou significativamente nun 21,74 %, alcanzando valores médicos estándar e un rendemento óptimo.
O cadmio (Cd) é un contaminante común dos solos cultivados, migra facilmente e ten unha toxicidade biolóxica significativa. El-Shafei et al2 informaron de que a toxicidade do cadmio afecta á calidade e á produtividade das plantas utilizadas. Os niveis excesivos de cadmio no solo cultivado no suroeste da China agraváronse nos últimos anos. A provincia de Yunnan é o reino da biodiversidade da China, e as especies de plantas medicinais ocupan o primeiro lugar no país. Non obstante, a provincia de Yunnan é rica en recursos minerais e o proceso de minería leva inevitablemente á contaminación por metais pesados ​​no solo, o que afecta á produción de plantas medicinais locais.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3) é unha planta medicinal herbácea perenne moi valiosa que pertence ao xénero Panax da familia Araliaceae. Panax notoginseng mellora a circulación sanguínea, elimina o estancamento sanguíneo e alivia a dor. A principal zona de produción é a prefectura de Wenshan, na provincia de Yunnan5. Máis do 75 % do solo nas zonas locais de cultivo de ginseng Panax notoginseng está contaminado con cadmio, con niveis que varían do 81 % a máis do 100 % en diferentes zonas6. O efecto tóxico do Cd tamén reduce significativamente a produción de compoñentes medicinais de Panax notoginseng, especialmente saponinas e flavonoides. As saponinas son un tipo de composto glicosídico cuxas agliconas son triterpenoides ou espirostanos. Son os principais ingredientes activos de moitas medicinas tradicionais chinesas e conteñen saponinas. Algunhas saponinas tamén teñen actividade antibacteriana ou valiosas actividades biolóxicas, como efectos antipiréticos, sedantes e anticanceríxenos7. Os flavonoides refírense xeralmente a unha serie de compostos nos que dous aneis de benceno con grupos hidroxilo fenólicos están conectados a través de tres átomos de carbono centrais. O núcleo principal é a 2-fenilcromanona 8. É un forte antioxidante que pode eliminar eficazmente os radicais libres de osíxeno nas plantas. Tamén pode inhibir a penetración de encimas biolóxicos inflamatorios, promover a cicatrización de feridas e o alivio da dor e reducir os niveis de colesterol. É un dos principais ingredientes activos do Panax notoginseng. Existe unha necesidade urxente de abordar o problema da contaminación por cadmio nos solos das zonas de produción de Panax ginseng e garantir a produción dos seus ingredientes medicinais esenciais.
A cal é un dos pasivantes máis empregados para a purificación estacionaria do solo a partir da contaminación por cadmio10. Afecta á adsorción e deposición de Cd no solo ao reducir a biodispoñibilidade do Cd no solo ao aumentar o valor do pH e modificar a capacidade de intercambio catiónico do solo (CEC), a saturación de sales do solo (BS) e o potencial redox do solo (Eh)3, 11. Ademais, a cal proporciona unha gran cantidade de Ca2+, forma antagonismo iónico co Cd2+, compite polos sitios de adsorción nas raíces, impide o transporte de Cd ao solo e ten unha baixa toxicidade biolóxica. Cando se engadiron 50 mmol L-1 de Ca baixo estrés por Cd, o transporte de Cd nas follas de sésamo inhibiuse e a acumulación de Cd reduciuse nun 80 %. Publicáronse varios estudos similares en arroz (Oryza sativa L.) e outros cultivos12,13.
A pulverización foliar de cultivos para controlar a acumulación de metais pesados ​​é un novo método para controlar os metais pesados ​​nos últimos anos. O seu principio está relacionado principalmente coa reacción de quelación nas células vexetais, que resulta na deposición de metais pesados ​​na parede celular e inhibe a absorción de metais pesados ​​polas plantas14,15. Como axente quelante diácido estable, o ácido oxálico pode quelar directamente os ións de metais pesados ​​nas plantas, reducindo así a toxicidade. A investigación demostrou que o ácido oxálico da soia pode quelar Cd2+ e liberar cristais que conteñen Cd a través das células dos tricomas superiores, reducindo os niveis de Cd2+ no corpo16. O ácido oxálico pode regular o pH do solo, mellorar a actividade da superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT), e regular a penetración de azucre soluble, proteína soluble, aminoácidos libres e prolina. Reguladores metabólicos17,18. O ácido e o exceso de Ca2+ na planta forman un precipitado de oxalato de calcio baixo a acción das proteínas nucleantes. A regulación da concentración de Ca2+ nas plantas pode lograr eficazmente a regulación do ácido oxálico e do Ca2+ disoltos nas plantas e evitar a acumulación excesiva de ácido oxálico e Ca2+19,20.
A cantidade de cal aplicada é un dos factores clave que inflúen no efecto de reparación. Descubriuse que a dosificación de cal oscilaba entre 750 e 6000 kg/m2. Para solos ácidos cun pH de 5,0~5,5, o efecto de aplicar cal a unha dose de 3000~6000 kg/h/m é significativamente maior que a unha dose de 750 kg/h/m221. Non obstante, a aplicación excesiva de cal producirá algúns efectos negativos no solo, como cambios significativos no pH do solo e na compactación do solo22. Polo tanto, definimos os niveis de tratamento con CaO como 0, 750, 2250 e 3750 kg hm-2. Cando se aplicou ácido oxálico a Arabidopsis thaliana, descubriuse que o Ca2+ se reducía significativamente a unha concentración de 10 mmol L-1, e a familia de xenes CRT, que afecta a sinalización do Ca2+, respondeu con forza20. A acumulación dalgúns estudos previos permitiunos determinar a concentración desta proba e estudar máis a fondo o efecto da interacción de suplementos exóxenos sobre Ca2+ e Cd2+23,24,25. Polo tanto, este estudo ten como obxectivo explorar o mecanismo regulador da pulverización foliar exóxena de cal e ácido oxálico sobre o contido de Cd e a tolerancia ao estrés de Panax notoginseng en solo contaminado con Cd e explorar máis a fondo formas de garantir mellor a calidade e a eficacia medicinal. Produción de Panax notoginseng. Ofrece valiosa orientación sobre o aumento da escala do cultivo de plantas herbáceas en solos contaminados con cadmio e acadar a produción sostible e de alta calidade que require o mercado farmacéutico.
Empregando a variedade local de xinseng Wenshan Panax notoginseng como material, realizouse un experimento de campo en Lannizhai, condado de Qiubei, prefectura de Wenshan, provincia de Yunnan (24°11′N, 104°3′E, altitude 1446 m). A temperatura media anual é de 17 °C e a precipitación media anual é de 1250 mm. Os valores de fondo do solo estudado foron TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, OM 31,86 g kg-1, N hidrolizado alcalino 88,82 mg kg-1, sen fósforo 18,55 mg kg-1, potasio libre 100,37 mg kg-1, cadmio total 0,3 mg kg-1, pH 5,4.
O 10 de decembro de 2017, mesturáronse 6 mg/kg de Cd2+ (CdCl2·2.5H2O) e aplicáronse tratamentos con cal (0, 750, 2250 e 3750 kg/h/m2) á superficie do solo nunha capa de 0~10 cm en cada parcela. Cada tratamento repetiuse 3 veces. As parcelas de proba están situadas ao chou, e cada parcela abrangue unha área de 3 m2. Transplantáronse mudas de Panax notoginseng dun ano despois de 15 días de labranza. Ao usar unha rede de protección solar, a intensidade luminosa do Panax notoginseng dentro da rede é de aproximadamente o 18 % da intensidade luminosa natural normal. O cultivo realízase segundo os métodos de cultivo tradicionais locais. Antes da fase de maduración do Panax notoginseng en 2019, pulverice ácido oxálico en forma de oxalato de sodio. As concentracións de ácido oxálico foron de 0, 0,1 e 0,2 mol L-1, respectivamente, e empregouse NaOH para axustar o pH a 5,16 para simular o pH medio da solución de lixiviación da camada. Pulverizar as superficies superior e inferior das follas unha vez por semana ás 8:00 h. Despois de pulverizar 4 veces na quinta semana, recolléronse plantas de Panax notoginseng de 3 anos de idade.
En novembro de 2019, recolléronse do campo plantas de *Panax notoginseng* de tres anos de idade e pulverizáronse con ácido oxálico. Algunhas mostras de plantas de *Panax notoginseng* de tres anos de idade cuxo metabolismo fisiolóxico e a actividade encimática necesitaban medirse colocáronse en tubos para a súa conxelación, conxeláronse rapidamente con nitróxeno líquido e logo transferíronse a un frigorífico a -80 °C. Algunhas mostras de raíces que se iban medir para o contido de Cd e ingrediente activo na fase de madurez laváronse con auga da billa, secáronse a 105 °C durante 30 minutos, a peso constante a 75 °C e moéronse nun morteiro para o seu almacenamento.
Pesar 0,2 g de mostra de planta seca, colocala nun matraz Erlenmeyer, engadir 8 ml de HNO3 e 2 ml de HClO4 e tapar durante a noite. Ao día seguinte, usar un funil curvo colocado nun matraz Erlenmeyer para a dixestión electrotérmica ata que apareza fume branco e os zumes dixestivos sexan transparentes. Despois de arrefriar a temperatura ambiente, a mestura transferiuse a un matraz aforado de 10 ml. O contido de Cd determinouse cun espectrómetro de absorción atómica (Thermo ICE™ 3300 AAS, EUA). (GB/T 23739-2009).
Pesar 0,2 g de mostra seca da planta, colocala nunha botella de plástico de 50 ml, engadir 1 mol L-1 de HCl en 10 ml, tapar e axitar ben durante 15 horas e filtrar. Usando unha pipeta, pipetear a cantidade necesaria de filtrado, diluír segundo corresponda e engadir unha solución de SrCl2 para levar a concentración de Sr2+ a 1 g L-1. O contido de Ca mediuse cun espectrómetro de absorción atómica (Thermo ICE™ 3300 AAS, EUA).
Método do kit de referencia de malondialdehído (MDA), superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT) (DNM-9602, Beijing Prong New Technology Co., Ltd., rexistro do produto), use o kit de medición correspondente. Nº: Farmacopea de Pequín (preciso) 2013 nº 2400147).
Pesar uns 0,05 g de mostra de Panax notoginseng e engadir o reactivo de antrona-ácido sulfúrico polos lados do tubo. Axitar o tubo durante 2-3 segundos para mesturar ben o líquido. Colocar o tubo nunha gradilla para que desenvolva a cor durante 15 minutos. O contido de azucre soluble determinouse mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a unha lonxitude de onda de 620 nm.
Pesar 0,5 g dunha mostra fresca de Panax notoginseng, triturar ata obter un homoxeneizado con 5 ml de auga destilada e, a continuación, centrifugar a 10 000 g durante 10 minutos. O sobrenadante diluíuse ata un volume fixo. Empregouse o método do azul brillante de Coomassie. O contido de proteínas solubles mediuse mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a unha lonxitude de onda de 595 nm e calculouse en función da curva estándar da albumina sérica bovina.
Pesar 0,5 g de mostra fresca, engadir 5 ml de ácido acético ao 10 %, triturar ata obter un homoxeneizado, filtrar e diluír a un volume constante. O método de revelado da cor utilizouse cunha solución de ninhidrina. O contido de aminoácidos libres determinouse mediante espectrofotometría UV-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a 570 nm e calculouse en función da curva estándar de leucina28.
Pesar 0,5 g dunha mostra fresca, engadir 5 ml dunha solución ao 3 % de ácido sulfosalicílico, quentar nun baño de auga e axitar durante 10 minutos. Despois de arrefriar, a solución filtrouse e levouse a un volume constante. Empregouse o método colorimétrico con ninhidrina ácida. O contido de prolina determinouse por espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a unha lonxitude de onda de 520 nm e calculouse en función da curva estándar de prolina29.
O contido de saponina determinouse mediante cromatografía líquida de alta resolución con referencia á Farmacopea da República Popular da China (edición de 2015). O principio básico da cromatografía líquida de alta resolución é usar líquido de alta presión como fase móbil e aplicar a tecnoloxía de separación de partículas ultrafinas da cromatografía en columna de alta resolución á fase estacionaria. A técnica de funcionamento é a seguinte:
Condicións de HPLC e proba de idoneidade do sistema (Táboa 1): usar xel de sílice unido a octadecilsilano como recheo, acetonitrilo como fase móbil A e auga como fase móbil B. Realizar a elución en gradiente como se mostra na táboa seguinte. A lonxitude de onda de detección é de 203 nm. Segundo o pico R1 das saponinas totais de Panax notoginseng, o número de pratos teóricos debe ser de polo menos 4000.
Preparación da solución estándar: Pesar con precisión o ginsenósido Rg1, o ginsenósido Rb1 e o notoginsenósido R1 e engadir metanol para preparar unha mestura que conteña 0,4 mg de ginsenósido Rg1, 0,4 mg de ginsenósido Rb1 e 0,1 mg de notoginsenósido R1 por 1 ml de solución.
Preparación da solución de proba: Pesar 0,6 g de po de Panax ginseng e engadir 50 ml de metanol. A solución mesturada pesouse (W1) e deixouse repousar durante a noite. Despois, a solución mesturada ferveuse suavemente nun baño de auga a 80 °C durante 2 horas. Despois de arrefriar, pesar a solución mesturada e engadir o metanol preparado á primeira masa W1. Despois, axitar ben e filtrar. O filtrado déixase para a súa análise.
Recoller con precisión 10 μL da solución estándar e 10 μL do filtrado e inxectalos nun cromatógrafo líquido de alta resolución (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) para determinar o contido de saponina 24.
Curva estándar: medición dunha solución estándar mixta de Rg1, Rb1 e R1. As condicións cromatográficas son as mesmas que as anteriores. Calcule a curva estándar representando a área do pico medida no eixe y e a concentración de saponina na solución estándar no eixe x. A concentración de saponina pódese calcular substituíndo a área do pico medida da mostra na curva estándar.
Pesar 0,1 g de mostra de P. notogensings e engadir 50 ml de solución de CH3OH ao 70 %. Realizouse unha extracción por ultrasóns durante 2 horas, seguida de centrifugación a 4000 rpm durante 10 minutos. Tomar 1 ml de sobrenadante e diluír 12 veces. O contido de flavonoides determinouse mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., China) a unha lonxitude de onda de 249 nm. A quercetina é unha das substancias comúns estándar8.
Os datos organizáronse co software Excel 2010. Empregouse o software estatístico SPSS 20 para realizar a análise da varianza dos datos. As imaxes debuxáronse con Origin Pro 9.1. Os valores estatísticos calculados inclúen a media ± desviación estándar. As declaracións de significación estatística baséanse en P < 0,05.
Coa mesma concentración de ácido oxálico pulverizado sobre as follas, o contido de Ca nas raíces de Panax notoginseng aumentou significativamente a medida que aumentaba a cantidade de cal aplicada (Táboa 2). En comparación coa ausencia de cal, o contido de Ca aumentou un 212 % ao engadir 3750 kg/h/m2 de cal sen pulverizar ácido oxálico. Coa mesma cantidade de cal aplicada, o contido de Ca aumentou lixeiramente a medida que aumentaba a concentración de ácido oxálico pulverizado.
O contido de Cd nas raíces oscila entre 0,22 e 0,70 mg kg-1. Coa mesma concentración de pulverización de ácido oxálico, a medida que aumenta a cantidade de cal engadida, o contido de Cd de 2250 kg/h diminúe significativamente. En comparación co control, o contido de Cd nas raíces diminuíu un 68,57 % despois de pulverizar con 2250 kg hm-2 de cal e 0,1 mol l-1 de ácido oxálico. Cando se aplicou sen cal e 750 kg/h de cal, o contido de Cd nas raíces de Panax notoginseng diminuíu significativamente ao aumentar a concentración de pulverización de ácido oxálico. Cando se aplicaron 2250 kg/m2 de cal e 3750 kg/m2 de cal, o contido de Cd das raíces primeiro diminuíu e despois aumentou ao aumentar a concentración de ácido oxálico. Ademais, a análise bivariante mostrou que a cal tiña un efecto significativo no contido de Ca das raíces de Panax notoginseng (F = 82,84**), a cal tivo un efecto significativo no contido de Cd nas raíces de Panax notoginseng (F = 74,99**) e no ácido oxálico (F = 7,72*).
A medida que aumentaba a cantidade de cal engadida e a concentración de ácido oxálico pulverizado, o contido de MDA diminuía significativamente. Non houbo diferenzas significativas no contido de MDA nas raíces de Panax notoginseng sen a adición de cal e coa adición de 3750 kg/m2 de cal. Con taxas de aplicación de 750 kg/h/m2 e 2250 kg/h/m2, o contido de cal do tratamento de pulverización con ácido oxálico de 0,2 mol/L diminuíu nun 58,38 % e un 40,21 %, respectivamente, en comparación co tratamento sen pulverización de ácido oxálico. O contido de MDA máis baixo (7,57 nmol g-1) observouse ao pulverizar 750 kg hm-2 de cal e 0,2 mol l-1 de ácido oxálico (Fig. 1).
Efecto da pulverización foliar con ácido oxálico sobre o contido de malondialdehído nas raíces de Panax notoginseng baixo estrés por cadmio. Nota: A lenda da figura indica a concentración de ácido oxálico na pulverización (mol L-1); diferentes letras minúsculas indican diferenzas significativas entre os tratamentos da mesma aplicación de cal. número (P < 0,05). O mesmo a continuación.
Agás pola aplicación de 3750 kg/h de cal, non houbo diferenzas significativas na actividade da SOD nas raíces de *Panax notoginseng*. Ao engadir 0, 750 e 2250 kg/h/m2 de cal, a actividade da SOD cando se tratou mediante pulverización con ácido oxálico a unha concentración de 0,2 mol/l foi significativamente maior que sen o uso de ácido oxálico, aumentando nun 177,89 %, 61,62 % e 45,08 % respectivamente. A actividade da SOD nas raíces (598,18 U g-1) foi a máis alta en ausencia da aplicación de cal e cando se tratou mediante pulverización con ácido oxálico a unha concentración de 0,2 mol/l. Cando se pulverizou ácido oxálico á mesma concentración ou 0,1 mol L-1, a actividade da SOD aumentou ao aumentar a cantidade de cal engadida. Despois de pulverizar con 0,2 mol/L de ácido oxálico, a actividade da SOD diminuíu significativamente (Fig. 2).
Efecto da pulverización de follas con ácido oxálico sobre a actividade da superóxido dismutase, peroxidase e catalase nas raíces de Panax notoginseng baixo estrés por cadmio
Do mesmo xeito que a actividade de SOD nas raíces, a actividade de POD nas raíces tratadas sen cal e pulverizadas con 0,2 mol L-1 de ácido oxálico foi a máis alta (63,33 µmol g-1), un 148,35 % maior que o control (25,50 µmol g-1). Ao aumentar a concentración de pulverización de ácido oxálico e o tratamento con cal de 3750 kg/m2, a actividade de POD primeiro aumentou e despois diminuíu. En comparación co tratamento con 0,1 mol L-1 de ácido oxálico, a actividade de POD cando se tratou con 0,2 mol L-1 de ácido oxálico diminuíu un 36,31 % (Fig. 2).
Coa excepción da pulverización con 0,2 mol/l de ácido oxálico e a adición de 2250 kg/h/m2 ou 3750 kg/h/m2 de cal, a actividade de CAT foi significativamente maior que no control. Ao pulverizar 0,1 mol/l de ácido oxálico e engadir 0,2250 kg/m2 ou 3750 kg/h/m2 de cal, a actividade de CAT aumentou un 276,08 %, 276,69 % e 33,05 %, respectivamente, en comparación co tratamento sen pulverizar ácido oxálico. A actividade de CAT nas raíces foi maior (803,52 μmol/g) no tratamento sen cal e no tratamento con 0,2 mol/L de ácido oxálico. A actividade de CAT foi a menor (172,88 μmol/g) cando se tratou con 3750 kg/h/m de cal e 0,2 mol/L de ácido oxálico (Fig. 2).
A análise bivariante mostrou que a actividade CAT e a actividade MDA das raíces de Panax notoginseng estaban significativamente asociadas coa cantidade de ácido oxálico ou cal pulverizada e cos dous tratamentos (Táboa 3). A actividade de SOD nas raíces estaba significativamente relacionada co tratamento con cal e ácido oxálico ou coa concentración de pulverización de ácido oxálico. A actividade POD da raíz dependía significativamente da cantidade de cal aplicada ou do tratamento con cal e ácido oxálico.
O contido de azucres solubles nas raíces diminuíu ao aumentar a cantidade de aplicación de cal e a concentración da pulverización de ácido oxálico. Non houbo diferenza significativa no contido de azucres solubles nas raíces de Panax notoginseng sen aplicación de cal e cando se aplicaron 750 kg/h/m de cal. Cando se aplicaron 2250 kg/m2 de cal, o contido de azucres solubles cando se tratou con 0,2 mol/L de ácido oxálico foi significativamente maior que cando se tratou sen pulverizar ácido oxálico, aumentando un 22,81 %. Cando se aplicaron 3750 kg h/m2 de cal, o contido de azucres solubles diminuíu significativamente a medida que aumentaba a concentración de ácido oxálico pulverizado. O contido de azucres solubles cando se tratou con 0,2 mol L-1 de ácido oxálico diminuíu un 38,77 % en comparación co que non se practicou con ácido oxálico. Ademais, o tratamento de pulverización de ácido oxálico con 0,2 mol·L-1 tivo o menor contido de azucres solubles, que foi de 205,80 mg·g-1 (Fig. 3).
Efecto da pulverización foliar con ácido oxálico sobre o contido de azucre total soluble e proteína soluble en raíces de Panax notoginseng baixo estrés por cadmio
O contido de proteínas solubles nas raíces diminuíu ao aumentar as cantidades de aplicación de cal e o tratamento con pulverización de ácido oxálico. Sen a adición de cal, o contido de proteínas solubles cando se tratou con pulverización de ácido oxálico a unha concentración de 0,2 mol L-1 reduciuse significativamente nun 16,20 % en comparación co control. Non houbo diferenzas significativas no contido de proteínas solubles das raíces de Panax notoginseng cando se aplicaron 750 kg/h de cal. Nas condicións de aplicación de 2250 kg/h/m de cal, o contido de proteínas solubles do tratamento con pulverización de ácido oxálico a 0,2 mol/L foi significativamente maior que o do tratamento con pulverización sen ácido oxálico (35,11 %). Cando se aplicaron 3750 kg·h/m2 de cal, o contido de proteínas solubles diminuíu significativamente a medida que aumentaba a concentración de pulverización de ácido oxálico, co contido de proteínas solubles máis baixo (269,84 μg·g-1) cando a pulverización de ácido oxálico foi de 0,2 mol·L-1. tratamento (Fig. 3).
Non houbo diferenzas significativas no contido de aminoácidos libres na raíz de *Panax notoginseng* en ausencia da aplicación de cal. A medida que aumentaba a concentración de pulverización de ácido oxálico e se engadían 750 kg/h/m2 de cal, o contido de aminoácidos libres primeiro diminuíu e despois aumentou. En comparación co tratamento sen pulverizar ácido oxálico, o contido de aminoácidos libres aumentou significativamente nun 33,58 % ao pulverizar 2250 kg hm-2 de cal e 0,2 mol l-1 de ácido oxálico. O contido de aminoácidos libres diminuíu significativamente ao aumentar a concentración de pulverización de ácido oxálico e a adición de 3750 kg/m2 de cal. O contido de aminoácidos libres do tratamento de pulverización de ácido oxálico con 0,2 mol L-1 reduciuse nun 49,76 % en comparación co tratamento de pulverización sen ácido oxálico. O contido de aminoácidos libres foi o máis alto sen pulverización de ácido oxálico e foi de 2,09 mg g-1. O tratamento por pulverización con ácido oxálico a 0,2 mol/L tivo o menor contido de aminoácidos libres (1,05 mg/g) (Fig. 4).
Efecto da pulverización de follas con ácido oxálico sobre o contido de aminoácidos libres e prolina nas raíces de Panax notoginseng en condicións de estrés por cadmio
O contido de prolina nas raíces diminuíu co aumento da cantidade de cal aplicada e da cantidade de pulverización con ácido oxálico. Non houbo diferenzas significativas no contido de prolina da raíz de Panax ginseng cando non se aplicou cal. A medida que aumentaba a concentración de pulverización de ácido oxálico e a aplicación de 750 ou 2250 kg/m2 de cal, o contido de prolina primeiro diminuíu e despois aumentou. O contido de prolina do tratamento con pulverización de ácido oxálico de 0,2 mol L-1 foi significativamente maior que o do tratamento con pulverización de ácido oxálico de 0,1 mol L-1, aumentando un 19,52 % e un 44,33 %, respectivamente. Cando se engadiu 3750 kg/m2 de cal, o contido de prolina diminuíu significativamente a medida que aumentaba a concentración de ácido oxálico pulverizado. Despois de pulverizar 0,2 mol L-1 de ácido oxálico, o contido de prolina diminuíu un 54,68 % en comparación co que non se pulverizou con ácido oxálico. O menor contido de prolina foi cando se tratou con 0,2 mol/l de ácido oxálico e ascendeu a 11,37 μg/g (Fig. 4).
O contido total de saponinas en Panax notoginseng é Rg1>Rb1>R1. Non houbo diferenzas significativas no contido das tres saponinas co aumento da concentración de ácido oxálico pulverizado e a concentración sen aplicación de cal (Táboa 4).
O contido de R1 despois de pulverizar 0,2 mol L-1 de ácido oxálico foi significativamente menor que sen pulverizar ácido oxálico e aplicar unha dose de cal de 750 ou 3750 kg/m2. Cunha concentración de ácido oxálico pulverizado de 0 ou 0,1 mol/L, non houbo unha diferenza significativa no contido de R1 co aumento da cantidade de cal engadida. Cunha concentración de pulverización de 0,2 mol/L de ácido oxálico, o contido de R1 en 3750 kg/h/m2 de cal foi significativamente menor que o 43,84 % sen engadir cal (Táboa 4).
A medida que aumentaba a concentración da pulverización de ácido oxálico e se engadían 750 kg/m2 de cal, o contido de Rg1 primeiro aumentaba e despois diminuía. Con taxas de aplicación de cal de 2250 e 3750 kg/h, o contido de Rg1 diminuía ao aumentar a concentración da pulverización de ácido oxálico. Coa mesma concentración de ácido oxálico pulverizado, a medida que aumenta a cantidade de cal, o contido de Rg1 primeiro aumenta e despois diminúe. En comparación co control, agás o contido de Rg1 en tres concentracións de ácido oxálico e tratamentos con cal de 750 kg/m2, que foi maior que o control, o contido de Rg1 nas raíces de Panax notoginseng noutros tratamentos foi menor que o control. O contido máximo de Rg1 obtívose ao pulverizar 750 kg/h/m2 de cal e 0,1 mol/l de ácido oxálico, que foi un 11,54 % maior que o control (Táboa 4).
A medida que a concentración de ácido oxálico pulverizado e a cantidade de cal aplicada aumentaban a un caudal de 2250 kg/h, o contido de Rb1 primeiro aumentaba e despois diminuía. Despois de pulverizar 0,1 mol L-1 de ácido oxálico, o contido de Rb1 alcanzou un valor máximo do 3,46 %, un 74,75 % maior que sen pulverizar ácido oxálico. Para outros tratamentos con cal, non houbo diferenzas significativas entre as diferentes concentracións de ácido oxálico pulverizado. Despois de pulverizar con 0,1 e 0,2 mol L-1 de ácido oxálico, a medida que aumentaba a cantidade de cal, o contido de Rb1 primeiro diminuía e despois diminuía (Táboa 4).
Coa mesma concentración de pulverización con ácido oxálico, a medida que aumentaba a cantidade de cal engadida, o contido de flavonoides primeiro aumentaba e despois diminuía. Non se detectaron diferenzas significativas no contido de flavonoides ao pulverizar diferentes concentracións de ácido oxálico sen cal e 3750 kg/m2 de cal. Ao engadir 750 e 2250 kg/m2 de cal, a medida que aumentaba a concentración de ácido oxálico pulverizado, o contido de flavonoides primeiro aumentaba e despois diminuía. Ao aplicar 750 kg/m2 e pulverizar ácido oxálico a unha concentración de 0,1 mol/l, o contido de flavonoides foi máximo: 4,38 mg/g, un 18,38 % máis que ao engadir a mesma cantidade de cal, e non houbo necesidade de pulverizar ácido oxálico. O contido de flavonoides cando se tratou cun spray de ácido oxálico de 0,1 mol L-1 aumentou nun 21,74 % en comparación co tratamento sen ácido oxálico e o tratamento con cal a unha dose de 2250 kg/m2 (Fig. 5).
Efecto da pulverización de follas con oxalato sobre o contido de flavonoides na raíz de Panax notoginseng baixo estrés por cadmio
A análise bivariante mostrou que o contido de azucre soluble das raíces de *Panax notoginseng* dependía significativamente da cantidade de cal aplicada e da concentración de ácido oxálico pulverizado. O contido de proteína soluble nas raíces estaba significativamente correlacionado coa dosificación de cal e ácido oxálico. O contido de aminoácidos libres e prolina nas raíces estaba significativamente correlacionado coa cantidade de cal aplicada, a concentración de ácido oxálico pulverizado, a cal e o ácido oxálico (Táboa 5).
O contido de R1 nas raíces de *Panax notoginseng* dependía significativamente da concentración de ácido oxálico pulverizado, da cantidade de cal, cal e ácido oxálico aplicada. O contido de flavonoides dependía significativamente da concentración de ácido oxálico pulverizado e da cantidade de cal engadida.
Empregáronse moitas emendas para reducir os niveis de cadmio nas plantas fixándoo no solo, como a cal e o ácido oxálico30. A cal úsase amplamente como emenda do solo para reducir os niveis de cadmio nos cultivos31. Liang et al.32 informaron de que o ácido oxálico tamén se pode usar para remediar o solo contaminado con metais pesados. Despois de engadir diferentes concentracións de ácido oxálico ao solo contaminado, o contido de materia orgánica do solo aumentou, a capacidade de intercambio catiónico diminuíu e o pH aumentou33. O ácido oxálico tamén pode reaccionar cos ións metálicos do solo. En condicións de estrés por Cd, o contido de Cd en Panax notoginseng aumentou significativamente en comparación co control. Non obstante, se se usa cal, redúcese significativamente. Cando se aplicaron 750 kg/h/m de cal neste estudo, o contido de Cd das raíces alcanzou o estándar nacional (o límite de Cd é Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834) e o efecto foi bo. O mellor efecto conséguese engadindo 2250 kg/m2 de cal. A adición de cal crea un gran número de sitios de competencia para o Ca2+ e o Cd2+ no solo, e a adición de ácido oxálico reduce o contido de Cd nas raíces de Panax notoginseng. Despois de mesturar cal e ácido oxálico, o contido de Cd da raíz de Panax ginseng diminuíu significativamente e alcanzou o estándar nacional. O Ca2+ no solo adsórbese na superficie da raíz a través dun proceso de fluxo de masa e pode ser absorbido polas células da raíz a través de canais de calcio (canais de Ca2+), bombas de calcio (Ca2+-AT-Pase) e antiportadores de Ca2+/H+, e despois transportado horizontalmente ás raíces. Xilema23. Houbo unha correlación negativa significativa entre o contido de Ca e Cd nas raíces (P < 0,05). O contido de Cd diminuíu co aumento do contido de Ca, o que é consistente coa idea de antagonismo entre Ca e Cd. A ANOVA mostrou que a cantidade de cal tiña un efecto significativo no contido de Ca na raíz de Panax notoginseng. Pongrack et al.35 informaron de que o Cd únese ao oxalato nos cristais de oxalato de calcio e compite co Ca. Non obstante, o efecto regulador do ácido oxálico sobre o Ca foi insignificante. Isto demostra que a precipitación de oxalato de calcio a partir do ácido oxálico e o Ca2+ non é unha simple precipitación, e o proceso de coprecipitación pode estar controlado por varias vías metabólicas.
Baixo estrés por cadmio, fórmase unha gran cantidade de especies reactivas de osíxeno (ROS) nas plantas, que danan a estrutura das membranas celulares36. O contido de malondialdehído (MDA) pódese usar como indicador para xulgar o nivel de ROS e o grao de dano na membrana plasmática das plantas37. O sistema antioxidante é un importante mecanismo de protección para a eliminación de especies reactivas de osíxeno38. As actividades dos encimas antioxidantes (incluíndo POD, SOD e CAT) adoitan verse alteradas polo estrés por cadmio. Os resultados mostraron que o contido de MDA estaba correlacionado positivamente coa concentración de Cd, o que indica que o grao de peroxidación lipídica da membrana vexetal se afondaba co aumento da concentración de Cd37. Isto é consistente cos resultados do estudo de Ouyang et al.39. Este estudo demostra que o contido de MDA está significativamente influenciado pola cal, o ácido oxálico, a cal e o ácido oxálico. Tras a nebulización de 0,1 mol L-1 de ácido oxálico, o contido de MDA de Panax notoginseng diminuíu, o que indica que o ácido oxálico podería reducir a biodisponibilidade dos niveis de Cd e ROS en Panax notoginseng. O sistema encimático antioxidante é onde ten lugar a función de desintoxicación da planta. A SOD elimina o O2 contido nas células vexetais e produce O2 non tóxico e H2O2 pouco tóxico. A POD e a CAT eliminan o H2O2 dos tecidos vexetais e catalizan a descomposición do H2O2 en H2O. Baseándose na análise do proteoma iTRAQ, descubriuse que os niveis de expresión de proteínas de SOD e PAL diminuíron e o nivel de expresión de POD aumentou despois da aplicación de cal baixo estrés Cd40. As actividades de CAT, SOD e POD na raíz de Panax notoginseng víronse significativamente afectadas pola dosificación de ácido oxálico e cal. O tratamento por pulverización con 0,1 mol L-1 de ácido oxálico aumentou significativamente a actividade de SOD e CAT, pero o efecto regulador sobre a actividade de POD non foi obvio. Isto demostra que o ácido oxálico acelera a descomposición das ROS baixo estrés de Cd e completa principalmente a eliminación de H2O2 ao regular a actividade de CAT, o que é similar aos resultados da investigación de Guo et al.41 sobre os encimas antioxidantes de Pseudospermum sibiricum. Kos. ). O efecto de engadir 750 kg/h/m2 de cal sobre a actividade dos encimas do sistema antioxidante e o contido de malondialdehído é similar ao efecto da pulverización con ácido oxálico. Os resultados mostraron que o tratamento por pulverización de ácido oxálico podería mellorar de forma máis eficaz as actividades de SOD e CAT en Panax notoginseng e mellorar a resistencia ao estrés de Panax notoginseng. As actividades de SOD e POD diminuíron mediante o tratamento con 0,2 mol L-1 de ácido oxálico e 3750 kg hm-2 de cal, o que indica que a pulverización excesiva de altas concentracións de ácido oxálico e Ca2+ pode causar estrés nas plantas, o que é consistente co estudo de Luo etc. al. Wait 42.