Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullandığınız tarayıcı sürümünün CSS desteği sınırlıdır. En iyi deneyim için, güncel bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da Uyumluluk Modunu devre dışı bırakmanızı) öneririz. Ayrıca, desteğin devamlılığını sağlamak için siteyi stiller ve JavaScript olmadan gösteriyoruz.
Her slaytta üç makale gösteren kaydırıcılar. Slaytlar arasında geçiş yapmak için geri ve ileri düğmelerini veya her slayt arasında geçiş yapmak için sondaki slayt kontrol düğmelerini kullanın.
Kadmiyum (Cd) kirliliği, Yunnan Eyaleti'nde tıbbi bitki Panax notoginseng'in yetiştirilmesi için bir tehdit oluşturmaktadır. Eksojen Cd stresi koşulları altında, kireç uygulaması (0,750, 2250 ve 3750 kg bm-2) ve oksalik asit püskürtmesinin (0, 0,1 ve 0,2 mol l-1) Cd birikimi ve antioksidan etkisi üzerindeki etkisini anlamak için bir saha deneyi yapılmıştır. Sonuçlar, kireç ve oksalik asit ile yaprak püskürtmesinin, Cd stresi altında Panax notoginseng'de Ca2+ seviyelerini artırabileceğini ve Cd2+ toksisitesini azaltabileceğini göstermiştir. Kireç ve oksalik asit ilavesi, antioksidan enzimlerin aktivitesini artırmış ve ozmoregülatörlerin metabolizmasını değiştirmiştir. CAT aktivitesi en belirgin şekilde artmış ve 2,77 kat artmıştır. Oksalik asit ile muamele edildiğinde SOD aktivitesi en yüksek seviyede artarak 1,78 kat artmıştır. MDA içeriği %58,38 oranında azaldı. Çözünür şeker, serbest amino asit, prolin ve çözünür protein ile çok önemli bir korelasyon bulunmaktadır. Kireç ve oksalik asit, kalsiyum iyonlarını (Ca2+) artırabilir, Cd'yi azaltabilir, Panax notoginseng'de stres toleransını iyileştirebilir ve toplam saponin ve flavonoid üretimini artırabilir. Cd içeriği, kontrol grubuna göre %68,57 daha düşük olup, standart değere (Cd≤0,5 mg/kg, GB/T 19086-2008) karşılık gelmektedir. SPN oranı %7,73 olup, her bir uygulama arasında en yüksek seviyeye ulaşmıştır ve flavonoid içeriği %21,74 oranında önemli ölçüde artarak ilaç standart değerine ve en iyi verime ulaşmıştır.
Ekili topraklarda yaygın bir kirletici olan kadmiyum (Cd), kolayca göç eder ve önemli biyolojik toksisiteye sahiptir¹. El Shafei ve ark.² Cd toksisitesinin kullanılan bitkilerin kalitesini ve verimliliğini etkilediğini bildirmiştir. Son yıllarda, Çin'in güneybatısındaki ekili arazilerin toprağında aşırı kadmiyum bulunması olgusu çok ciddi bir hal almıştır. Yunnan Eyaleti, tıbbi bitki türleri bakımından ülkede birinci sırada yer alan Çin'in Biyoçeşitlilik Krallığı'dır. Bununla birlikte, Yunnan Eyaleti'nin zengin mineral kaynakları, madencilik sürecinde kaçınılmaz olarak toprağın ağır metallerle kirlenmesine yol açmakta ve bu da yerel tıbbi bitkilerin üretimini etkilemektedir.
Panax notoginseng (Burkill) Chen3, Araliaceae familyasına ait çok değerli çok yıllık bir şifalı bitkidir. Panax notoginseng kökü kan dolaşımını hızlandırır, kan stazını giderir ve ağrıyı hafifletir. Başlıca üretim yeri Yunnan Eyaleti, Wenshan Bölgesi'dir. Panax notoginseng ekim alanının %75'inden fazlasında Cd kirliliği tespit edilmiş ve çeşitli yerlerde bu oran %81-100'ü aşmıştır. Cd'nin toksik etkisi, özellikle saponinler ve flavonoidler olmak üzere Panax notoginseng'in tıbbi bileşenlerinin üretimini de büyük ölçüde azaltmaktadır. Saponinler, aglikonlar sınıfına ait olup, aglikonlar arasında triterpenoidler veya spirosteranlar bulunur ve bunlar birçok Çin bitkisel ilacının ana aktif bileşenleridir ve saponin içerirler. Bazı saponinler ayrıca antibakteriyel aktivite, ateş düşürücü, yatıştırıcı ve antikanser aktivite gibi değerli biyolojik aktivitelere de sahiptir.7 Flavonoidler genellikle, fenolik hidroksil gruplarına sahip iki benzen halkasının üç merkezi karbon atomu aracılığıyla bağlandığı ve ana çekirdeğin 2-fenilkromanon olduğu bir dizi bileşiği ifade eder.8 Güçlü bir antioksidandır; bitkilerde oksijen serbest radikallerini etkili bir şekilde uzaklaştırabilir, iltihaplı biyolojik enzimlerin salgılanmasını engelleyebilir, yara iyileşmesini ve ağrı kesici etkiyi destekleyebilir ve kolesterol seviyelerini düşürebilir. Panax Ginseng'in ana aktif bileşenlerinden biridir. Panax notoginseng üretim alanlarındaki kadmiyum ile toprak kirliliği sorununu çözmek, ana tıbbi bileşenlerinin üretimini sağlamak için gerekli bir koşuldur.
Kireç, kadmiyum toprak kirliliğini yerinde gidermek için kullanılan yaygın pasifleştiricilerden biridir. Toprakta Cd'nin adsorpsiyonunu ve birikimini etkiler ve pH'ı artırarak ve toprak katyon değişim kapasitesini (CEC), toprak tuz doygunluğunu (BS), toprak redoks potansiyelini (Eh) değiştirerek topraktaki Cd'nin biyolojik aktivitesini azaltır.3,11 Ek olarak, kireç, Cd2+ ile iyonik antagonizm oluşturan, kök adsorpsiyon bölgeleri için rekabet eden, Cd'nin sürgünlere taşınmasını önleyen ve düşük biyolojik toksisiteye sahip büyük miktarda Ca2+ sağlar. Cd stresi altında 50 mmol l-1 Ca ilavesiyle, susam yapraklarında Cd taşınması engellenmiş ve Cd birikimi %80 oranında azaltılmıştır. Pirinç (Oryza sativa L.) ve diğer ürünler üzerinde çok sayıda ilgili çalışma rapor edilmiştir.12,13
Son yıllarda ağır metallerin birikimini kontrol etmek için bitki yapraklarına püskürtme, ağır metallerle mücadelede yeni bir yöntem haline gelmiştir. Prensip esas olarak bitki hücrelerindeki şelasyon reaksiyonuyla ilgilidir; bu reaksiyon, ağır metallerin hücre duvarına birikmesine ve bitkiler tarafından ağır metallerin alınmasının engellenmesine neden olur14,15. Kararlı bir dikarboksilik asit şelatlama ajanı olan oksalik asit, bitkilerdeki ağır metal iyonlarını doğrudan şelatlayarak toksisiteyi azaltabilir. Çalışmalar, soya fasulyesindeki oksalik asidin Cd2+'yi şelatlayarak trikom apikal hücreleri yoluyla Cd içeren kristalleri serbest bıraktığını ve vücuttaki Cd2+ seviyelerini düşürdüğünü göstermiştir16. Oksalik asit, toprak pH'ını düzenleyebilir, süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD) ve katalaz (CAT) aktivitelerini artırabilir ve çözünür şeker, çözünür protein, serbest amino asitler ve prolinin infiltrasyonunu düzenleyebilir. Metabolik modülatörler 17,18. Oksalat bitkilerinde asidik maddeler ve fazla Ca2+, germ proteinlerinin etkisiyle kalsiyum oksalat çökeltileri oluşturur. Bitkilerde Ca2+ konsantrasyonunun düzenlenmesi, bitkilerde çözünmüş oksalik asit ve Ca2+'yi etkili bir şekilde düzenleyebilir ve oksalik asit ve Ca2+'nin aşırı birikmesini önleyebilir.19,20
Uygulanan kireç miktarı, restorasyonun etkisini etkileyen temel faktörlerden biridir. Kireç tüketiminin 750 ila 6000 kg·h·m−2 arasında değiştiği belirlenmiştir. pH'ı 5,0-5,5 olan asidik topraklarda, 3000-6000 kg·h·m-2 dozunda kireç uygulamasının etkisi, 750 kg·h·m-2 dozuna göre önemli ölçüde daha yüksek olmuştur²¹. Bununla birlikte, aşırı kireç uygulaması, toprak pH'ında büyük değişiklikler ve toprak sıkışması²² gibi toprak üzerinde bazı olumsuz etkilere neden olacaktır. Bu nedenle, CaO uygulama seviyelerini 0, 750, 2250 ve 3750 kg·h·m−2 olarak belirledik. Arabidopsis'e oksalik asit uygulandığında, 10 mM L-1'de Ca²⁺'nin önemli ölçüde azaldığı ve Ca²⁺ sinyallemesini etkileyen CRT gen ailesinin güçlü bir şekilde yanıt verdiği bulunmuştur²⁰. Önceki bazı çalışmaların birikimi, bu deneyin konsantrasyonunu belirlememize ve Ca2+ ve Cd2+23,24,25 üzerindeki eksojen katkı maddelerinin etkileşimini incelemeye devam etmemize olanak sağladı. Bu nedenle, bu çalışma, kadmiyumla kirlenmiş topraklarda Panax notoginseng'in kadmiyum içeriği ve stres toleransı üzerindeki topikal kireç uygulaması ve oksalik asit yaprak püskürtmesinin etkilerinin düzenleyici mekanizmasını araştırmayı ve tıbbi kalitenin en iyi şekilde garanti altına alınması için en iyi yol ve yöntemleri daha ayrıntılı olarak incelemeyi amaçlamaktadır. Bu çalışma, kadmiyumla kirlenmiş topraklarda otsu bitki yetiştiriciliğinin genişletilmesine ve ilaçlara yönelik pazar talebini karşılamak için yüksek kaliteli, sürdürülebilir üretimin sağlanmasına rehberlik edecek değerli bilgiler sunmaktadır.
Yerel Wenshan notoginseng çeşidi kullanılarak, Yunnan Eyaleti, Wenshan İli, Qiubei İlçesi, Lannizhai'de (24°11′K, 104°3′D, rakım 1446m) bir tarla deneyi yapılmıştır. Ortalama yıllık sıcaklık 17°C ve ortalama yıllık yağış 1250 mm'dir. Çalışılan toprağın temel değerleri şunlardır: TN 0,57 g kg-1, TP 1,64 g kg-1, TC 16,31 g kg-1, RH 31,86 g kg-1, alkali hidrolize N 88,82 mg kg-1, etkili P 18,55 mg kg-1, kullanılabilir K 100,37 mg kg-1, toplam Cd 0,3 mg kg-1 ve pH 5,4.
10 Aralık 2017'de, her bir parsele 0-10 cm üst toprak katmanına 6 mg/kg Cd2+ (CdCl2 2.5H2O) ve kireç (0,750, 2250 ve 3750 kg h m-2) uygulanarak karıştırıldı. Her uygulama 3 kez tekrarlandı. Deney parselleri rastgele yerleştirildi ve her parselin alanı 3 m2 idi. Bir yıllık Panax notoginseng fideleri, toprakta 15 günlük yetiştirmenin ardından dikildi. Gölgeleme ağları kullanıldığında, gölgeleme altındaki Panax notoginseng'in ışık yoğunluğu, normal doğal ışık yoğunluğunun yaklaşık %18'i kadardır. Yerel geleneksel yetiştirme yöntemlerine göre yetiştirildi. 2019 yılında Panax notoginseng'in olgunlaşma aşamasında, sodyum oksalat olarak oksalik asit püskürtülecektir. Oksalik asit konsantrasyonu sırasıyla 0, 0,1 ve 0,2 mol l-1 idi ve pH, tortu filtratının ortalama pH'ını taklit etmek için NaOH ile 5,16'ya ayarlandı. Yaprakların üst ve alt yüzeylerine haftada bir kez sabah 8'de püskürtme yapıldı. 4 kez püskürtme işleminden sonra, 3 yıllık Panax notoginseng bitkileri 5. haftada hasat edildi.
Kasım 2019'da, oksalik asit ile işlem görmüş üç yıllık Panax notoginseng bitkileri tarladan toplandı. Fizyolojik metabolizma ve enzimatik aktivite açısından test edilecek üç yıllık Panax notoginseng bitkilerinin bazı örnekleri dondurucu tüplere konuldu, sıvı azot içinde hızla donduruldu ve ardından -80°C'de bir buzdolabına transfer edildi. Olgunlaşma aşamasındaki kısım, kök örneklerinde Cd ve aktif bileşen içeriği açısından belirlenmelidir. Musluk suyuyla yıkandıktan sonra, 105°C'de 30 dakika kurutulmalı, kütle 75°C'de tutulmalı ve örnekler havan içinde öğütülmelidir.
0,2 g kurutulmuş bitki numunesi bir Erlenmeyer şişesine tartılır, 8 ml HNO3 ve 2 ml HClO4 eklenir ve şişe kapatılarak bir gece bekletilir. Ertesi gün, kavisli boyunlu huni, beyaz duman çıkana ve ayrışma çözeltisi berraklaşana kadar elektrotermal ayrışma için üçgen bir şişeye yerleştirilir. Oda sıcaklığına soğuduktan sonra, karışım 10 ml'lik bir hacimsel şişeye aktarılır. Cd içeriği, atomik absorpsiyon spektrometresi (Thermo ICE™ 3300 AAS, ABD) ile belirlenir. (GB/T 23739-2009).
0,2 g kurutulmuş bitki örneğini 50 ml'lik plastik bir şişeye tartın, 10 ml 1 mol l-1 HCl ekleyin, kapatın ve 15 saat boyunca çalkalayın ve süzün. Bir pipet kullanarak, uygun seyreltme için gereken miktarda süzüntüyü çekin ve Sr2+ konsantrasyonunu 1 g L–1'e getirmek için SrCl2 çözeltisi ekleyin. Ca içeriği, atomik absorpsiyon spektrometresi (Thermo ICE™ 3300 AAS, ABD) kullanılarak belirlendi.
Malondialdehit (MDA), süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD) ve katalaz (CAT) referans kiti yöntemi (DNM-9602, Beijing Pulang New Technology Co., Ltd., ürün kayıt numarası), ilgili ölçüm kiti No.: Jingyaodianji (quasi) word 2013 No. 2400147) kullanılarak elde edilir.
0,05 g Panax notoginseng örneğini tartın ve tüpün kenarına antron-sülfürik asit reaktifini ekleyin. Sıvıyı iyice karıştırmak için tüpü 2-3 saniye çalkalayın. Tüpü 15 dakika boyunca test tüpü rafına yerleştirin. Çözünür şeker içeriği, 620 nm dalga boyunda UV-vis spektrofotometresi (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Çin) kullanılarak belirlendi.
0,5 g taze Panax notoginseng örneğini tartın, 5 ml damıtılmış su ile homojen hale gelene kadar öğütün ve 10.000 g'de 10 dakika santrifüjleyin. Üst sıvıyı sabit bir hacme kadar seyreltin. Coomassie Brilliant Blue yöntemi kullanıldı. Çözünür protein içeriği, spektrumun ultraviyole ve görünür bölgelerinde spektrofotometri (UV-5800, Shanghai Yuanxi Instrument Co., Ltd., Çin) kullanılarak 595 nm dalga boyunda belirlendi ve sığır serum albüminin standart eğrisinden hesaplandı.
0,5 g taze numune tartılır, öğütmek ve homojenleştirmek için 5 ml %10'luk asetik asit eklenir, süzülür ve sabit hacme kadar seyreltilir. Ninhidrin çözeltisi kullanılarak kromojenik yöntem uygulanır. Serbest amino asitlerin içeriği, 570 nm dalga boyunda ultraviyole-görünür spektrofotometre (UV-5800, Şanghay Yuanxi Enstrüman Şirketi, Çin) ile belirlenir ve standart lösin eğrisinden hesaplanır.
0,5 g taze numune tartıldı, 5 ml %3'lük sülfosalisilik asit çözeltisi eklendi, su banyosunda ısıtıldı ve 10 dakika çalkalandı. Soğuduktan sonra çözelti filtrelendi ve sabit bir hacme kadar seyreltildi. Asit ninhidrin kromojenik yöntemi kullanıldı. Prolin içeriği, 520 nm dalga boyunda UV-vis spektrofotometresi (UV-5800, Şanghay Yuanxi Enstrüman Şirketi, Çin) ile belirlendi ve prolin standart eğrisinden hesaplandı.
Saponin içeriği, Çin Halk Cumhuriyeti Farmakopesi'ne (2015 baskısı) uygun olarak yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ile belirlenmiştir. HPLC'nin temel prensibi, hareketli faz olarak yüksek basınçlı bir sıvı kullanmak ve ultra ince parçacıklar için sabit faz kolonunda yüksek verimli bir ayırma teknolojisi uygulamaktır. İşlem becerileri aşağıdaki gibidir:
HPLC koşulları ve sistem uygunluk testi (Tablo 1): Aşağıdaki tabloya göre, dolgu maddesi olarak oktadesilsilan ile bağlanmış silika jel, mobil faz A olarak asetonitril, mobil faz B olarak su ve 203 nm algılama dalga boyu kullanılarak gradyan elüsyonu gerçekleştirildi. Panax notoginseng saponinlerinin R1 pikinden hesaplanan teorik kap sayısı en az 4000 olmalıdır.
Referans çözeltisinin hazırlanması: Ginsenosid Rg1, ginsenosid Rb1 ve notoginsenosid R1'i hassas bir şekilde tartın, ml başına 0,4 mg ginsenosid Rg1, 0,4 mg ginsenosid Rb1 ve 0,1 mg notoginsenosid R1 içeren karışık bir çözelti elde etmek için metanol ekleyin.
Test çözeltisinin hazırlanması: 0,6 g Sanxin tozunu tartın ve 50 ml metanol ekleyin. Karışım tartıldı (W1) ve bir gece bekletildi. Daha sonra karışım, 80°C'de su banyosunda 2 saat boyunca hafifçe kaynatıldı. Soğuduktan sonra, karışım tartıldı ve elde edilen metanolü W1'in ilk kütlesine ekleyin. Ardından iyice çalkalayın ve süzün. Süzüntü, analiz için bekletildi.
Saponin içeriği, standart çözeltinin 10 µl'si ve filtratın 10 µl'si ile doğru bir şekilde absorbe edildi ve HPLC'ye (Thermo HPLC-ultimate 3000, Seymour Fisher Technology Co., Ltd.) enjekte edildi.24
Standart eğri: Rg1, Rb1, R1 karışık standart çözeltisinin belirlenmesi, kromatografi koşulları yukarıdakiyle aynıdır. Y ekseninde ölçülen pik alanı ve yatay eksende standart çözeltideki saponin konsantrasyonu ile standart eğriyi hesaplayın. Saponin konsantrasyonunu hesaplamak için numunenin ölçülen pik alanını standart eğriye yerleştirin.
0,1 g P. notogensings örneği tartılır ve 50 ml %70 CH3OH çözeltisi eklenir. 2 saat boyunca ultrasonik işlem uygulanır, ardından 10 dakika boyunca 4000 rpm'de santrifüj edilir. Üst sıvıdan 1 ml alınır ve 12 kat seyreltilir. Flavonoid içeriği, 249 nm dalga boyunda ultraviyole-görünür spektrofotometre (UV-5800, Şanghay Yuanxi Enstrüman Şirketi, Çin) ile belirlenir. Kuersetin, standart bol miktarda bulunan bir maddedir8.
Veriler Excel 2010 yazılımı kullanılarak düzenlenmiştir. Verilerin varyans analizi SPSS Statistics 20 yazılımı kullanılarak değerlendirilmiştir. Resim Origin Pro 9.1 ile çizilmiştir. Hesaplanan istatistikler ortalama ± standart sapmayı içermektedir. İstatistiksel anlamlılık ifadeleri P<0,05'e dayanmaktadır.
Aynı konsantrasyonda oksalik asit ile yaprak püskürtmesi durumunda, Panax notoginseng'in köklerindeki Ca içeriği, artan kireç uygulamasıyla önemli ölçüde arttı (Tablo 2). Kireç uygulaması yapılmayan duruma kıyasla, oksalik asit püskürtmesi olmadan 3750 kg ppm kireçte Ca içeriği %212 arttı. Aynı kireç uygulama oranında, kalsiyum içeriği, püskürtülen oksalik asit konsantrasyonu arttıkça hafifçe arttı.
Köklerdeki Cd içeriği 0,22 ile 0,70 mg/kg arasında değişmiştir. Aynı oksalik asit püskürtme konsantrasyonunda, 2250 kg hm-2 Cd içeriği, kireç uygulama oranının artmasıyla önemli ölçüde azalmıştır. Kontrole kıyasla, köklere 2250 kg gm-2 kireç ve 0,1 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde, Cd içeriği %68,57 oranında azalmıştır. Kireçsiz ve 750 kg hm-2 kireç uygulandığında, Panax notoginseng'in köklerindeki Cd içeriği, oksalik asit püskürtme konsantrasyonunun artmasıyla önemli ölçüde azalmıştır. 2250 kg gm-2 ve 3750 kg gm-2 kireç ilavesiyle, kökteki Cd içeriği önce azalmış, ardından oksalik asit konsantrasyonunun artmasıyla artmıştır. Ek olarak, 2D analiz, Panax notoginseng kökündeki Ca içeriğinin kireçten (F = 82,84**), Cd içeriğinin ise kireçten (F = 74,99**) ve oksalik asitten (F = 74,99**). F = 7,72*) önemli ölçüde etkilendiğini göstermiştir.
Kireç uygulama oranının ve oksalik asit püskürtme konsantrasyonunun artmasıyla MDA içeriği önemli ölçüde azaldı. Kireç ve 3750 kg g/m2 kireç ile işlem görmüş Panax notoginseng kökleri arasında MDA içeriğinde anlamlı bir fark bulunmadı. 750 kg hm-2 ve 2250 kg hm-2 kireç uygulama oranlarında, püskürtülen 0,2 mol l-1 oksalik asitteki MDA içeriği, püskürtülmeyen oksalik aside göre sırasıyla %58,38 ve %40,21 daha düşüktü. 750 kg hm-2 kireç ve 0,2 mol l-1 oksalik asit eklendiğinde MDA içeriği (7,57 nmol g-1) en düşük seviyedeydi (Şekil 1).
Kadmiyum stresi altındaki Panax notoginseng köklerindeki malondialdehit içeriği üzerinde oksalik asit ile yaprak püskürtmenin etkisi [J]. P<0.05). Aşağıda da aynı durum geçerlidir.
3750 kg h m-2 kireç uygulaması hariç, Panax notoginseng kök sisteminin SOD aktivitesinde önemli bir fark gözlenmedi. 0, 750 ve 2250 kg hm-2 kireç kullanıldığında, 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde SOD aktivitesi, oksalik asit uygulanmadığı duruma göre sırasıyla %177,89, %61,62 ve %45,08 oranında önemli ölçüde daha yüksekti. Köklerdeki SOD aktivitesi (598,18 birim g-1), kireç uygulanmadan ve 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde en yüksekti. Aynı konsantrasyonda oksalik asit uygulanmadığında veya 0,1 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde, SOD aktivitesi kireç uygulama miktarının artmasıyla arttı. 0,2 mol L–1 oksalik asit püskürtüldükten sonra SOD aktivitesi önemli ölçüde azaldı (Şekil 2).
Kadmiyum stresi altındaki Panax notoginseng köklerinde süperoksit dismutaz, peroksidaz ve katalaz aktivitesine oksalik asit ile yaprak püskürtmenin etkisi [J].
Köklerdeki SOD aktivitesine benzer şekilde, köklerdeki POD aktivitesi (63,33 µmol g-1), kireç ve 0,2 mol L-1 oksalik asit kullanılmadan püskürtüldüğünde en yüksek seviyedeydi ve bu değer kontrol grubuna (25,50 µmol g-1) göre %148,35 daha yüksekti. POD aktivitesi, oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ve 3750 kg hm −2 kireç uygulaması arttıkça önce arttı, sonra azaldı. 0,1 mol l-1 oksalik asit uygulamasına kıyasla, 0,2 mol l-1 oksalik asit uygulandığında POD aktivitesi %36,31 azaldı (Şekil 2).
0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtülmesi ve 2250 kg hm-2 veya 3750 kg hm-2 kireç uygulanması dışında, CAT aktivitesi kontrol grubuna göre önemli ölçüde daha yüksekti. 0,1 mol l-1 oksalik asit ve 0,2250 kg h m-2 veya 3750 kg h m-2 kireç uygulamasıyla yapılan işlemlerin CAT aktivitesi, oksalik asit uygulanmayan işleme kıyasla sırasıyla %276,08, %276,69 ve %33,05 oranında artmıştır. 0,2 mol l-1 oksalik asit ile işlem gören köklerin CAT aktivitesi (803,52 µmol g-1) en yüksekti. 3750 kg hm-2 kireç ve 0,2 mol l-1 oksalik asit uygulamasında ise CAT aktivitesi (172,88 µmol g-1) en düşüktü (Şekil 2).
İki değişkenli analiz, Panax notoginseng CAT aktivitesi ve MDA'nın oksalik asit veya kireç püskürtme miktarı ve her iki uygulama ile anlamlı derecede ilişkili olduğunu göstermiştir (Tablo 3). Köklerdeki SOD aktivitesi, kireç ve oksalik asit uygulaması veya oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ile yüksek oranda ilişkiliydi. Kök POD aktivitesi, uygulanan kireç miktarı veya kireç ve oksalik asidin eş zamanlı uygulanması ile anlamlı derecede ilişkiliydi.
Kök bitkilerindeki çözünür şeker içeriği, kireç uygulama oranı ve oksalik asit püskürtme konsantrasyonundaki artışla birlikte azaldı. Kireç uygulanmayan ve 750 kg·h·m−2 kireç uygulanan Panax notoginseng köklerindeki çözünür şeker içeriğinde anlamlı bir fark yoktu. 2250 kg hm-2 kireç uygulandığında, 0,2 mol l-1 oksalik asit ile muamele edilen çözünür şeker içeriği, oksalik asit uygulanmayan püskürtmeye göre %22,81 oranında önemli ölçüde daha yüksekti. 3750 kg·h·m-2 kireç uygulandığında, çözünür şeker içeriği, oksalik asit püskürtme konsantrasyonundaki artışla birlikte önemli ölçüde azaldı. 0,2 mol L-1 oksalik asit püskürtme uygulamasının çözünür şeker içeriği, oksalik asit uygulanmayan uygulamaya göre %38,77 daha düşüktü. Ek olarak, 0,2 mol l-1 oksalik asit ile püskürtme işlemi, 205,80 mg g-1 ile en düşük çözünür şeker içeriğine sahipti (Şekil 3).
Kadmiyum stresi altındaki Panax notoginseng bitkisinin köklerindeki toplam çözünür şeker ve çözünür protein içeriği üzerine oksalik asit ile yaprak püskürtmenin etkisi [J].
Köklerdeki çözünür protein içeriği, kireç ve oksalik asit uygulama oranındaki artışla birlikte azaldı. Kireç yokluğunda, 0,2 mol l-1 oksalik asit ile püskürtme işleminde çözünür protein içeriği, kontrol grubuna göre %16,20 oranında önemli ölçüde daha düşüktü. 750 kg hm-2 kireç uygulandığında, Panax notoginseng'in köklerindeki çözünür protein içeriğinde önemli bir fark gözlenmedi. 2250 kg h m-2 kireç uygulama oranında, 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtme işleminde çözünür protein içeriği, oksalik asit uygulanmayan işleme göre önemli ölçüde daha yüksekti (%35,11). 3750 kg h m-2 kireç uygulandığında, çözünür protein içeriği, oksalik asit püskürtme konsantrasyonunun artmasıyla önemli ölçüde azaldı ve çözünür protein içeriği (269,84 µg g-1), 0,2 mol l-1 ile işlem yapıldığında en düşük seviyedeydi. 1 oksalik asit ile püskürtme (Şekil 3).
Kireç uygulanmadığı durumda Panax notoginseng köklerindeki serbest amino asit içeriğinde önemli bir fark bulunmamıştır. Oksalik asit püskürtme konsantrasyonunun artması ve 750 kg hm-2 kireç uygulama oranıyla, serbest amino asit içeriği önce azalmış, sonra artmıştır. 2250 kg hm-2 kireç ve 0,2 mol l-1 oksalik asit uygulaması, oksalik asit uygulanmayan duruma kıyasla serbest amino asit içeriğini %33,58 oranında önemli ölçüde artırmıştır. Oksalik asit püskürtme konsantrasyonunun artması ve 3750 kg·hm-2 kireç ilavesiyle, serbest amino asit içeriği önemli ölçüde azalmıştır. 0,2 mol L-1 oksalik asit püskürtme uygulamasındaki serbest amino asit içeriği, oksalik asit uygulanmayan duruma göre %49,76 daha düşüktür. Oksalik asit ile işlem yapılmadığında serbest amino asit içeriği maksimum seviyedeydi ve 2,09 mg/g'ye ulaştı. 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde ise serbest amino asit içeriği en düşük seviyedeydi (1,05 mg g-1) (Şekil 4).
Kadmiyum stresi koşulları altında Panax notoginseng'in köklerindeki serbest amino asitler ve prolin içeriği üzerine oksalik asit ile yaprak püskürtmenin etkisi [J].
Köklerdeki prolin içeriği, kireç ve oksalik asit uygulama oranındaki artışla birlikte azaldı. Kireç uygulanmadığı durumda Panax notoginseng'in prolin içeriğinde anlamlı bir fark yoktu. Oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ve 750, 2250 kg hm-2 kireç uygulama oranlarındaki artışla birlikte, prolin içeriği önce azaldı, sonra arttı. 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtme uygulamasındaki prolin içeriği, 0,1 mol l-1 oksalik asit püskürtme uygulamasındaki prolin içeriğinden önemli ölçüde daha yüksekti ve sırasıyla %19,52 ve %44,33 oranında arttı. 3750 kg·hm-2 kireç uygulandığında, oksalik asit püskürtme konsantrasyonundaki artışla birlikte prolin içeriği önemli ölçüde azaldı. 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtmesinden sonraki prolin içeriği, oksalik asit uygulanmayan duruma göre %54,68 daha düşüktü. 0,2 mol/l oksalik asit ile işlemden sonra prolin içeriği en düşük seviyede olup 11,37 μg/g olarak ölçülmüştür (Şekil 4).
Panax notoginseng'deki toplam saponin içeriği Rg1>Rb1>R1 şeklindeydi. Oksalik asit spreyinin artan konsantrasyonu ve kireç kullanılmaması durumunda üç saponinin içeriğinde anlamlı bir fark yoktu (Tablo 4).
0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde R1 içeriği, oksalik asit püskürtülmediği ve 750 veya 3750 kg·h·m-2 kireç kullanıldığı durumlara göre önemli ölçüde daha düşüktü. 0 veya 0,1 mol l-1 oksalik asit püskürtme konsantrasyonunda, kireç uygulama oranındaki artışla R1 içeriğinde önemli bir fark gözlenmedi. 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtme konsantrasyonunda, 3750 kg hm-2 kireç uygulamasının R1 içeriği, kireçsiz uygulamaya göre önemli ölçüde daha düşüktü (%43,84) (Tablo 4).
Oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ve 750 kg·h·m−2 kireç uygulama oranı arttıkça Rg1 içeriği önce arttı, sonra azaldı. 2250 veya 3750 kg h m-2 kireç uygulama oranında, Rg1 içeriği oksalik asit püskürtme konsantrasyonu arttıkça azaldı. Aynı oksalik asit püskürtme konsantrasyonunda, Rg1 içeriği kireç uygulama oranındaki artışla önce arttı, sonra azaldı. Kontrole kıyasla, oksalik asidin üç püskürtme konsantrasyonu ve 750 kg h m-2 hariç, Rg1 içeriği kontrolden daha yüksekti, diğer uygulamaların köklerindeki Rg1 içeriği kontrolden daha düşüktü. Rg1 içeriği, 750 kg gm-2 kireç ve 0,1 mol l-1 oksalik asit ile püskürtüldüğünde en yüksek seviyedeydi ve kontrole göre %11,54 daha yüksekti (Tablo 4).
Oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ve 2250 kg hm-2 kireç uygulama oranı arttıkça Rb1 içeriği önce arttı, sonra azaldı. 0,1 mol l–1 oksalik asit püskürtüldükten sonra Rb1 içeriği %3,46'lık bir maksimuma ulaştı; bu, oksalik asit püskürtülmeden önceki duruma göre %74,75 daha yüksektir. Diğer kireç uygulamalarında, farklı oksalik asit püskürtme konsantrasyonları arasında anlamlı bir fark yoktu. 0,1 ve 0,2 mol l-1 oksalik asit püskürtüldüğünde, Rb1 içeriği önce azaldı, sonra eklenen kireç miktarı arttıkça azaldı (tablo 4).
Aynı konsantrasyonda püskürtülen oksalik asit ile, flavonoid içeriği, kireç uygulama oranındaki artışla önce artmış, sonra azalmıştır. Kireç uygulanmayan veya 3750 kg hm-2 kireç ile çeşitli konsantrasyonlarda oksalik asit püskürtülen örneklerde flavonoid içeriğinde önemli bir fark bulunmamıştır. Kireç 750 ve 2250 kg h m-2 oranlarında uygulandığında, flavonoid içeriği, oksalik asit püskürtme konsantrasyonundaki artışla önce artmış, sonra azalmıştır. 750 kg hm-2 uygulama oranıyla işlem gören ve 0,1 mol l-1 oksalik asit püskürtülen örneklerde, flavonoid içeriği en yüksek seviyeye ulaşmış ve 4,38 mg g-1 olmuştur; bu da aynı uygulama oranında oksalik asit püskürtülmeyen kirece göre %18,38 daha yüksektir. 0,1 mol l-1 oksalik asit ile püskürtme sırasında flavonoid içeriği, oksalik asit püskürtülmeyen işleme ve 2250 kg hm-2 kireç işlemine kıyasla %21,74 oranında artmıştır (Şekil 5).
Kadmiyum stresi altında Panax notoginseng köklerindeki flavonoid içeriği üzerinde oksalat yaprak püskürtmesinin etkisi [J].
İki değişkenli analiz, Panax notoginseng'in çözünür şeker içeriğinin uygulanan kireç miktarı ve püskürtülen oksalik asit konsantrasyonu ile anlamlı derecede ilişkili olduğunu göstermiştir. Kök bitkilerindeki çözünür protein içeriği, hem kireç hem de oksalik asit uygulama oranı ile anlamlı derecede ilişkili bulunmuştur. Köklerdeki serbest amino asitler ve prolin içeriği, kireç uygulama oranı, oksalik asit püskürtme konsantrasyonu ve oksalik asit ile anlamlı derecede ilişkili bulunmuştur (Tablo 5).
Panax notoginseng'in köklerindeki R1 içeriği, oksalik asit püskürtme konsantrasyonu, uygulanan kireç miktarı, kireç ve oksalik asit miktarı ile anlamlı derecede ilişkiliydi. Flavonoid içeriği ise püskürtülen oksalik asit konsantrasyonu ve uygulanan kireç miktarı ile anlamlı derecede ilişkiliydi.
Toprakta kadmiyumun hareketsizleştirilmesi yoluyla bitki kadmiyumunu azaltmak için kireç ve oksalik asit gibi birçok iyileştirici madde kullanılmıştır30. Kireç, mahsullerdeki kadmiyum içeriğini azaltmak için yaygın olarak toprak katkı maddesi olarak kullanılır31. Liang ve ark.32, oksalik asidin ağır metallerle kirlenmiş toprakları iyileştirmek için de kullanılabileceğini bildirmiştir. Kirlenmiş toprağa çeşitli konsantrasyonlarda oksalik asit uygulandıktan sonra, toprak organik maddesi artmış, katyon değişim kapasitesi azalmış ve pH değeri artmıştır33. Oksalik asit ayrıca topraktaki metal iyonlarıyla da reaksiyona girebilir. Cd stresi altında, Panax notoginseng'deki Cd içeriği kontrole göre önemli ölçüde artmıştır. Ancak kireç kullanıldığında önemli ölçüde azalmıştır. Bu çalışmada, 750 kg hm⁻² kireç uygulandığında kökteki Cd içeriği ulusal standarda (Cd limiti: Cd≤0,5 mg/kg, AQSIQ, GB/T 19086-200834) ulaşmış ve 2250 kg hm⁻² kireç uygulamasının etkisi en iyi sonucu vermiştir. Kireç uygulaması, toprakta Ca²⁺ ve Cd²⁺ arasında çok sayıda rekabet alanı oluşturmuş ve oksalik asit ilavesi Panax notoginseng köklerindeki Cd içeriğini azaltabilmiştir. Bununla birlikte, kireç ve oksalik asit kombinasyonu ile Panax notoginseng köklerinin Cd içeriği önemli ölçüde azaltılarak ulusal standarda ulaşmıştır. Topraktaki Ca2+, kütle akışı sırasında kök yüzeyine adsorbe olur ve kalsiyum kanalları (Ca2+-kanalları), kalsiyum pompaları (Ca2+-AT-Paz) ve Ca2+/H+ antiporterleri yoluyla kök hücreleri tarafından alınabilir ve daha sonra yatay olarak kök ksilemine taşınabilir 23. Kök Ca içeriği, Cd içeriğiyle anlamlı derecede negatif korelasyon gösterdi (P<0,05). Cd içeriği, Ca içeriğindeki artışla azaldı; bu da Ca ve Cd'nin antagonizmi hakkındaki görüşle tutarlıdır. Varyans analizi, kireç miktarının Panax notoginseng'in köklerindeki Ca içeriğini önemli ölçüde etkilediğini gösterdi. Pongrac vd. 35, Cd'nin kalsiyum oksalat kristallerindeki oksalata bağlandığını ve Ca ile rekabet ettiğini bildirmiştir. Bununla birlikte, oksalat tarafından Ca'nın düzenlenmesi anlamlı değildi. Bu durum, oksalik asit ve Ca2+ tarafından oluşturulan kalsiyum oksalatın çökelmesinin basit bir çökelme olmadığını ve eş çökelme sürecinin çeşitli metabolik yollarla kontrol edilebileceğini göstermiştir.