Kínverska lyfjaskráin (2020 útgáfa) krefst þess að metanólútdráttur YCH ætti ekki að vera minna en 20,0% [2], án annarra gæðamatsvísa tilgreinda. Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna að innihald metanólútdrætti villtra og ræktaðra sýna uppfyllti bæði lyfjaskrárstaðalinn og enginn marktækur munur var á þeim. Því var ekki sjáanlegur gæðamunur á villtum og ræktuðum sýnum, samkvæmt þeirri vísitölu. Hins vegar var innihald heildarsteróla og heildarflavonoids í villtum sýnum marktækt hærra en í ræktuðu sýnunum. Frekari efnaskiptagreining leiddi í ljós mikinn fjölbreytileika umbrotsefna milli villtra og ræktaðra sýna. Að auki voru 97 marktækt mismunandi umbrotsefni skimuð út, sem eru skráð íViðbótartafla S2. Meðal þessara verulega mismunandi umbrotsefna eru β-sítósteról (kennitala M397T42) og quercetin afleiður (M447T204_2), sem hefur verið greint frá að séu virk innihaldsefni. Áður ótilkynnt innihaldsefni, eins og trígonellín (M138T291_2), betaín (M118T277_2), fustin (M269T36), rótenón (M241T189), arctiin (M557T165) og loganic sýra (M4_29T28 innifalið meðal mismunandi umbrotsefna), voru einnig meðtalin. Þessir þættir gegna ýmsum hlutverkum við andoxun, bólgueyðandi, hreinsa sindurefna, gegn krabbameini og meðhöndla æðakölkun og gætu því verið hugsanlegir nýir virkir þættir í YCH. Innihald virkra efna ræður virkni og gæðum lyfjaefna [7]. Í stuttu máli, metanólútdráttur sem eina YCH gæðamatsvísitalan hefur nokkrar takmarkanir og þarf að kanna nánari gæðamerki frekar. Það var marktækur munur á heildar sterólum, heildarflavonoidum og innihaldi margra annarra mismunandi umbrotsefna milli villtra og ræktaðra YCH; svo, það var hugsanlega einhver gæðamunur á milli þeirra. Á sama tíma gætu nýuppgötvuðu mögulegu virku innihaldsefnin í YCH haft mikilvægt viðmiðunargildi fyrir rannsókn á virknigrunni YCH og frekari þróun YCH auðlinda.
Mikilvægi ósvikinna lyfjaefna hefur lengi verið viðurkennt á tilteknu upprunasvæði til að framleiða kínversk jurtalyf af framúrskarandi gæðum [
8]. Hágæði eru ómissandi eiginleiki ósvikinna lyfjaefna og búsvæði er mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á gæði slíkra efna. Allt frá því að YCH byrjaði að nota sem lyf hefur það lengi verið einkennist af villtum YCH. Eftir farsæla innleiðingu og tæmingu YCH í Ningxia á níunda áratugnum færðist uppspretta Yinchaihu lyfjaefna smám saman úr villtum YCH í ræktað. Samkvæmt fyrri rannsókn á YCH heimildum [
9] og vettvangsrannsókn rannsóknarhóps okkar, er verulegur munur á útbreiðslusvæðum ræktaðra og villtra lyfjaefna. Villta YCH er aðallega dreift í Ningxia Hui sjálfstjórnarsvæðinu í Shaanxi héraði, við hliðina á þurru svæði Innri Mongólíu og mið Ningxia. Einkum er eyðimerkursteppan á þessum svæðum hentugasta búsvæðið fyrir YCH vöxt. Aftur á móti er ræktaða YCH aðallega dreift til suðurs á villta dreifingarsvæðinu, svo sem Tongxin-sýslu (ræktað I) og nærliggjandi svæði, sem er orðið stærsti ræktunar- og framleiðslustöðin í Kína, og Pengyang-sýslu (ræktaður II) , sem er staðsett á suðlægari svæði og er annað framleiðslusvæði fyrir ræktað YCH. Þar að auki eru búsvæði ofangreindra tveggja ræktuðu svæða ekki eyðimerkursteppur. Þess vegna, til viðbótar við framleiðsluaðferðina, er einnig verulegur munur á búsvæði villtra og ræktaðra YCH. Búsvæði er mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á gæði jurtalyfja. Mismunandi búsvæði munu hafa áhrif á myndun og uppsöfnun afleiddra umbrotsefna í plöntunum og hafa þar með áhrif á gæði lyfja [
10,
11]. Þess vegna gæti marktækur munur á innihaldi heildarflavonoids og heildarsteróla og tjáningu 53 umbrotsefnanna sem við fundum í þessari rannsókn verið afleiðing af akurstjórnun og mun á búsvæðum.
Ein helsta leiðin sem umhverfið hefur áhrif á gæði lyfjaefna er með því að leggja álag á upprunaplönturnar. Í meðallagi umhverfisálagi hefur tilhneigingu til að örva uppsöfnun afleiddra umbrotsefna [
12,
13]. Tilgátan um vaxtar/aðgreiningarjafnvægi segir að þegar næringarefni eru í nægu magni vaxa plöntur fyrst og fremst, en þegar næringarefni skortir aðgreina plöntur sér aðallega og framleiða fleiri afleidd umbrotsefni.
14]. Þurrkastreitur af völdum vatnsskorts er helsta umhverfisálagið sem plöntur standa frammi fyrir á þurrum svæðum. Í þessari rannsókn er vatnsástand ræktaðs YCH ríkara, árleg úrkoma er umtalsvert hærri en í villta YCH (vatnsframboð fyrir ræktaða I var um það bil tvöfalt meira en villt; Ræktað II var um það bil 3,5 sinnum það í villtum ). Þar að auki er jarðvegur í villtu umhverfi sandur jarðvegur en jarðvegur í ræktuðu landi er leirjarðvegur. Í samanburði við leir hefur sandur jarðvegur lélega vökvasöfnunargetu og er líklegri til að auka á þurrkaálag. Jafnframt fylgdi ræktunarferlinu oft vökvun og því var þurrkaálagið lítið. Wild YCH vex í hörðum náttúrulegum þurrum búsvæðum og því gæti það orðið fyrir alvarlegri þurrkaálagi.
Osmóstjórnun er mikilvægur lífeðlisfræðilegur gangur þar sem plöntur takast á við þurrkaálag og alkalóíðar eru mikilvægir osmósustillir í hærri plöntum.
15]. Betaín eru vatnsleysanleg alkalóíð fjórðung ammoníumsambönd og geta virkað sem osmoprotectants. Þurrkastreita getur dregið úr osmósugetu frumna á meðan osmóverndandi efni varðveita og viðhalda uppbyggingu og heilleika líffræðilegra stórsameinda og draga í raun úr skaða af völdum þurrkaálags á plöntum.
16]. Til dæmis, við þurrkaálag, jókst betaíninnihald sykurrófa og Lycium barbarum verulega [
17,
18]. Trígonellín er eftirlitsaðili frumuvaxtar og við þurrkaálag getur það lengt lengd plöntufrumuhringsins, hindrað frumuvöxt og leitt til samdráttar frumurúmmáls. Hlutfallsleg aukning á styrk uppleystu efna í frumunni gerir plöntunni kleift að ná osmósustjórnun og auka getu sína til að standast þurrkaálag [
19]. JIA X [
20] komist að því að með aukinni þurrkaálagi framleiddi Astragalus membranaceus (uppspretta hefðbundinnar kínverskrar læknisfræði) meira trigonellín, sem verkar til að stjórna osmósuálagi og bæta getu til að standast þurrkaálag. Einnig hefur verið sýnt fram á að flavonoids gegna mikilvægu hlutverki í þol plantna gegn þurrkaálagi [
21,
22]. Mikill fjöldi rannsókna hefur staðfest að hóflegt þurrkaálag hafi stuðlað að uppsöfnun flavonoids. Lang Duo-Yong o.fl. [
23] borið saman áhrif þurrkaálags á YCH með því að stjórna vatnshaldsgetu á sviði. Í ljós kom að þurrkaálag hamlaði vöxt róta að vissu marki, en í meðallagi og alvarlegu þurrkálagi (40% vatnsheldni á akri) jókst heildarflavonoid innihald YCH. Á meðan, við þurrkaálag, geta plöntusteról virkað til að stjórna vökva og gegndræpi frumuhimnunnar, hindra vatnstap og bæta streituþol [
24,
25]. Þess vegna gæti aukin uppsöfnun heildarflavonoids, heildarsteróla, betaíns, trigonellíns og annarra afleiddra umbrotsefna í villtu YCH tengst mikilli þurrkaálagi.
Í þessari rannsókn var auðgunargreining KEGG ferla gerð á umbrotsefnum sem reyndust vera marktækt frábrugðin villtum og ræktuðum YCH. Auðguðu umbrotsefnin voru meðal annars þau sem taka þátt í umbrotsferlum askorbats og aldarats, aminoacyl-tRNA nýmyndun, histidínumbrotum og beta-alanínumbrotum. Þessar efnaskiptaleiðir eru nátengdar streituþolsaðferðum plantna. Meðal þeirra gegnir umbrot askorbats mikilvægu hlutverki í framleiðslu andoxunarefna plantna, kolefnis- og köfnunarefnisefnaskiptum, streituþoli og öðrum lífeðlisfræðilegum aðgerðum [
26]; aminoacyl-tRNA lífmyndun er mikilvæg leið fyrir próteinmyndun [
27,
28], sem tekur þátt í myndun streituþolinna próteina. Bæði histidín og β-alanín ferlar geta aukið þol plantna fyrir umhverfisálagi [
29,
30]. Þetta bendir enn frekar til þess að munurinn á umbrotsefnum á milli villtra og ræktaðs YCH hafi verið nátengdur ferlum streituþols.
Jarðvegur er efnislegur grundvöllur vaxtar og þroska lækningajurta. Köfnunarefni (N), fosfór (P) og kalíum (K) í jarðvegi eru mikilvæg næringarefni fyrir vöxt og þroska plantna. Lífræn efni í jarðvegi innihalda einnig N, P, K, Zn, Ca, Mg og önnur stór- og snefilefni sem nauðsynleg eru fyrir lækningajurtir. Of mikil eða skortur á næringarefnum, eða ójafnvægi næringarefnahlutfalls, mun hafa áhrif á vöxt og þroska og gæði lyfjaefna og mismunandi plöntur hafa mismunandi næringarefnaþörf [
31,
32,
33]. Til dæmis, lágt N streita stuðlaði að myndun alkalóíða í Isatis indigotica, og var gagnleg fyrir uppsöfnun flavonoids í plöntum eins og Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge og Dichondra repens Forst. Aftur á móti hamlaði of mikið N uppsöfnun flavonoids í tegundum eins og Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis og Ginkgo biloba og hafði áhrif á gæði lyfjaefna [
34]. Notkun P áburðar var áhrifarík til að auka innihald glýkyrrhizic sýru og díhýdróasetóns í Ural lakkrís [
35]. Þegar skammturinn fór yfir 0·12 kg·m−2 minnkaði heildarflavonoid innihald í Tussilago farfara [
36]. Notkun P áburðar hafði neikvæð áhrif á innihald fjölsykra í hefðbundnu kínversku lyfinu rhizoma polygonati [
37], en K áburður var áhrifaríkur til að auka innihald hans af sapónínum [
38]. Notkun 450 kg·hm−2 K áburðar var best fyrir vöxt og sapónínsöfnun tveggja ára Panax notoginseng [
39]. Undir hlutfallinu N:P:K = 2:2:1 var heildarmagn af vatnshitaþykkni, harpagide og harpagoside mest [
40]. Hátt hlutfall N, P og K var gagnlegt til að stuðla að vexti Pogostemon cablin og auka innihald rokgjarnrar olíu. Lágt hlutfall N, P og K jók innihald helstu áhrifaríku innihaldsefna Pogostemon cablin stöngulaufolíu [
41]. YCH er hrjóstrugt jarðvegsþolin planta og gæti þurft sérstakar kröfur um næringarefni eins og N, P og K. Í þessari rannsókn, samanborið við ræktaða YCH, var jarðvegur villtra YCH plantna tiltölulega hrjóstrugt: jarðvegsinnihaldið. af lífrænu efni, heildar N, heildar P og heildar K voru um 1/10, 1/2, 1/3 og 1/3 af ræktuðu plöntunum, í sömu röð. Þess vegna gæti munurinn á næringarefnum jarðvegs verið önnur ástæða fyrir muninum á umbrotsefnum sem greindust í ræktuðu og villtu YCH. Weibao Ma o.fl. [
42] komist að því að notkun ákveðins magns af N áburði og P áburði bætti verulega uppskeru og gæði fræs. Hins vegar eru áhrif næringarefna á gæði YCH ekki skýr og frjóvgunarráðstafanir til að bæta gæði lyfjaefna þarfnast frekari rannsókna.
Kínversk jurtalyf hafa einkennin „hagstæð búsvæði stuðla að uppskeru og óhagstæð búsvæði bæta gæði“ [
43]. Í því ferli að breytast smám saman úr villtum yfir í ræktað YCH breyttist búsvæði plantnanna úr þurru og hrjóstrugu eyðimerkursteppunni í frjósamt ræktað land með miklu vatni. Búsvæði ræktaðs YCH er betri og uppskeran er hærri, sem er gagnlegt til að mæta eftirspurn á markaði. Hins vegar leiddi þetta yfirburða búsvæði til verulegra breytinga á umbrotsefnum YCH; hvort þetta sé til þess fallið að bæta gæði YCH og hvernig ná megi fram hágæða framleiðslu á YCH með vísindalegum ræktunaraðgerðum mun krefjast frekari rannsókna.
Hermiræktun búsvæða er aðferð til að líkja eftir búsvæði og umhverfisaðstæðum villtra lækningajurta, byggt á þekkingu á langtímaaðlögun plantnanna að sérstöku umhverfisálagi [
43]. Með því að líkja eftir ýmsum umhverfisþáttum sem hafa áhrif á villtar plöntur, sérstaklega upprunalegu búsvæði plantna sem notaðar eru sem uppsprettur ekta lækningaefna, notar nálgunin vísindalega hönnun og nýstárlega mannlega íhlutun til að koma jafnvægi á vöxt og aukaefnaskipti kínverskra lækningajurta [
43]. Aðferðirnar miða að því að ná sem bestum fyrirkomulagi fyrir þróun hágæða lyfjaefna. Líkamsrækt búsvæða ætti að vera skilvirk leið fyrir hágæða framleiðslu á YCH, jafnvel þegar lyfjafræðilegur grunnur, gæðamerki og viðbragðsaðferðir við umhverfisþáttum eru óljósar. Í samræmi við það leggjum við til að vísindaleg hönnun og akurstjórnunarráðstafanir við ræktun og framleiðslu YCH ættu að fara fram með hliðsjón af umhverfiseiginleikum villtra YCH, svo sem þurrt, hrjóstrugt og sandaðstæður jarðvegs. Jafnframt er einnig vonast til að vísindamenn stundi ítarlegri rannsóknir á virkni efnisgrunni og gæðamerkjum YCH. Þessar rannsóknir geta veitt skilvirkari matsviðmið fyrir YCH og stuðlað að hágæða framleiðslu og sjálfbærri þróun iðnaðarins.