Велепродајна цијена на велико 100% чисто етерично уље Стеллариае Радик (ново) Релак Ароматхерапи Еуцалиптус глобулус

Значај правих медицинских материјала је одавно препознат у специфичном региону порекла за производњу кинеских биљних лекова одличног квалитета [8]. Висок квалитет је суштински атрибут оригиналних лековитих материјала, а станиште је важан фактор који утиче на квалитет таквих материјала. Од када је ИЦХ почео да се користи као лек, дуго је доминирао дивљи ИЦХ. Након успешног увођења и припитомљавања ИЦХ у Нингкији 1980-их, извор Иинцхаиху лековитих материјала постепено се померио са дивљег на култивисани ИЦХ. Према претходној истрази о ИЦХ изворима [9] и теренским испитивањем наше истраживачке групе, постоје значајне разлике у областима дистрибуције гајеног и дивљег лековитог материјала. Дивљи ИЦХ је углавном распрострањен у аутономној регији Нингкиа Хуи у провинцији Схаанки, у близини сушне зоне Унутрашње Монголије и централне Нингкиа. Конкретно, пустињска степа у овим областима је најпогодније станиште за раст ИЦХ. Насупрот томе, култивисани ИЦХ се углавном дистрибуира на југу дивљег подручја дистрибуције, као што је округ Тонгкин (култивисан И) и околна подручја, која је постала највећа база за узгој и производњу у Кини, и округ Пенгианг (култивисан ИИ) , који се налази у јужнијем подручју и представља још једно производно подручје за култивисане ИЦХ. Штавише, станишта ова два култивисана подручја нису пустињске степе. Дакле, поред начина производње, постоје и значајне разлике у станишту дивљег и гајеног ИЦХ. Станиште је важан фактор који утиче на квалитет биљних лековитих материјала. Различита станишта ће утицати на формирање и акумулацију секундарних метаболита у биљкама, чиме ће утицати на квалитет лекова [10,11]. Дакле, значајне разлике у садржају укупних флавоноида и укупних стерола и експресији 53 метаболита које смо пронашли у овој студији могу бити резултат управљања тереном и разлика у станишту.

Један од главних начина на који животна средина утиче на квалитет лековитих материјала је стрес на изворне биљке. Умерени стрес околине има тенденцију да стимулише акумулацију секундарних метаболита [12,13]. Хипотеза равнотеже раста/диференцијације каже да, када су хранљиве материје у довољној количини, биљке првенствено расту, док када су хранљиве материје недостатне, биљке се углавном разликују и производе више секундарних метаболита [14]. Стрес од суше узрокован недостатком воде је главни еколошки стрес са којим се суочавају биљке у сушним подручјима. У овој студији, стање воде у култивисаном ИЦХ је богатије, са годишњим нивоом падавина значајно вишим од оних за дивљи ИЦХ (снабдевање водом за култивисано И било је око 2 пута веће од дивљег; култивисано ИИ је било око 3,5 пута веће од дивљег ). Поред тога, земљиште у дивљини је песковито, али земљиште у пољопривредном земљишту је глинено земљиште. У поређењу са глином, песковито земљиште има лошу способност задржавања воде и већа је вероватноћа да ће погоршати стрес од суше. Истовремено, процес узгоја је често био праћен заливањем, па је степен стреса од суше био низак. Дивљи ИЦХ расте у суровим природним сушним стаништима и стога може претрпјети озбиљнији стрес од суше.

Осморегулација је важан физиолошки механизам помоћу којег се биљке носе са стресом од суше, а алкалоиди су важни осмотски регулатори у вишим биљкама [15]. Бетаини су алкалоидна једињења кватернарног амонијума растворљива у води и могу деловати као осмопротектори. Стрес од суше може смањити осмотски потенцијал ћелија, док осмопротектори чувају и одржавају структуру и интегритет биолошких макромолекула и ефикасно ублажавају штету изазвану стресом од суше биљкама [16]. На пример, под стресом суше, садржај бетаина у шећерној репи и Лициум барбарум значајно се повећао [17,18]. Тригонелин је регулатор раста ћелија, а под стресом од суше, може продужити циклус биљне ћелије, инхибирати раст ћелија и довести до смањења запремине ћелије. Релативно повећање концентрације растворене супстанце у ћелији омогућава биљци да постигне осмотску регулацију и побољша своју способност да се одупре стресу од суше [19]. ЈИА Кс [20] открио је да, са повећањем стреса од суше, Астрагалус мембранацеус (извор традиционалне кинеске медицине) производи више тригонелина, који делује на регулисање осмотског потенцијала и побољшава способност да се одупре стресу од суше. Такође се показало да флавоноиди играју важну улогу у отпорности биљака на стрес од суше [21,22]. Велики број студија је потврдио да је умерен стрес од суше био погодан за накупљање флавоноида. Ланг Дуо-Ионг и др. [23] упоредио је ефекте стреса од суше на ИЦХ контролисањем капацитета задржавања воде на терену. Утврђено је да стрес од суше у одређеној мери инхибира раст корена, али код умереног и јаког стреса од суше (40% пољског капацитета задржавања воде) укупан садржај флавоноида у ИЦХ расте. У међувремену, под стресом од суше, фитостероли могу деловати тако да регулишу флуидност и пермеабилност ћелијске мембране, инхибирају губитак воде и побољшају отпорност на стрес [24,25]. Стога, повећана акумулација укупних флавоноида, укупних стерола, бетаина, тригонелина и других секундарних метаболита у дивљем ИЦХ може бити повезана са стресом од суше високог интензитета.

У овој студији, анализа обогаћивања КЕГГ пута је извршена на метаболитима за које је утврђено да се значајно разликују између дивљег и култивисаног ИЦХ. Обогаћени метаболити укључивали су оне који су укључени у путеве метаболизма аскорбата и алдарата, биосинтезу аминоацил-тРНК, метаболизам хистидина и метаболизам бета-аланина. Ови метаболички путеви су уско повезани са механизмима отпорности биљака на стрес. Међу њима, метаболизам аскорбата игра важну улогу у производњи биљних антиоксиданата, метаболизму угљеника и азота, отпорности на стрес и другим физиолошким функцијама [26]; Биосинтеза аминоацил-тРНА је важан пут за формирање протеина [27,28], који је укључен у синтезу протеина отпорних на стрес. Путеви хистидина и β-аланина могу побољшати толеранцију биљака на стрес из околине [29,30]. Ово даље указује да су разлике у метаболитима између дивљег и култивисаног ИЦХ биле уско повезане са процесима отпорности на стрес.

Земљиште је материјална основа за раст и развој лековитих биљака. Азот (Н), фосфор (П) и калијум (К) у земљишту су важни хранљиви елементи за раст и развој биљака. Органска материја земљишта садржи и Н, П, К, Зн, Ца, Мг и друге макроелементе и елементе у траговима потребне за лековито биље. Превише или мањак хранљивих материја, или неуравнотежени односи хранљивих материја, утицаће на раст и развој и квалитет лековитих материјала, а различите биљке имају различите потребе за хранљивим материјама [31,32,33]. На пример, низак ниво Н подстакао је синтезу алкалоида у Исатис индиготица и био је користан за акумулацију флавоноида у биљкама као што су Тетрастигма хемслеианум, Цратаегус пиннатифида Бунге и Дицхондра репенс Форст. Насупрот томе, превише Н инхибира акумулацију флавоноида у врстама као што су Еригерон бревисцапус, Абрус цантониенсис и Гинкго билоба, и утиче на квалитет лековитих материјала [34]. Примена П ђубрива је била ефикасна у повећању садржаја глициризинске киселине и дихидроацетона у уралском сладића [35]. Када је количина примене премашила 0,12 кг·м−2, укупан садржај флавоноида у Туссилаго фарфара се смањио [36]. Примена П ђубрива је негативно утицала на садржај полисахарида у традиционалној кинеској медицини рхизома полигонати [37], али је К ђубриво било ефикасно у повећању садржаја сапонина [38]. Примена ђубрива од 450 кг·хм−2 К била је најбоља за раст и акумулацију сапонина двогодишњег Панак нотогинсенг-а [39]. У односу Н:П:К = 2:2:1, укупне количине хидротермалног екстракта, харпагида и харпагозида биле су највеће [40]. Висок однос Н, П и К је био користан за промовисање раста Погостемон цаблина и повећање садржаја испарљивог уља. Низак однос Н, П и К повећао је садржај главних ефикасних компоненти уља из листова Погостемон цаблин [41]. ИЦХ је биљка толерантна на неплодно земљиште и може имати специфичне захтеве за хранљивим материјама као што су Н, П и К. У овој студији, у поређењу са култивисаним ИЦХ, земљиште дивљих ИЦХ биљака је било релативно неплодно: садржај земљишта органске материје, укупно Н, укупно П и укупно К били су око 1/10, 1/2, 1/3 и 1/3 од култивисаних биљака. Стога, разлике у хранљивим материјама у земљишту могу бити још један разлог за разлике између метаболита откривених у култивисаном и дивљем ИЦХ. Веибао Ма и др. [42] утврдио да је примена одређене количине Н ђубрива и П ђубрива значајно побољшала принос и квалитет семена. Међутим, ефекат хранљивих састојака на квалитет ИЦХ није јасан, а мере ђубрења за побољшање квалитета лековитих материјала захтевају даље проучавање.

Кинески биљни лекови имају карактеристике „Повољна станишта подстичу принос, а неповољна станишта побољшавају квалитет“ [43]. У процесу постепеног преласка од дивљег ка култивисаном ИЦХ, станиште биљака се променило од сушне и неплодне пустињске степе до плодног пољопривредног земљишта са обилнијим водом. Станиште култивисаног ИЦХ је супериорно и принос је већи, што помаже да се задовољи потражња тржишта. Међутим, ово супериорно станиште довело је до значајних промена у метаболитима ИЦХ; да ли је ово погодно за побољшање квалитета ИЦХ и како постићи висококвалитетну производњу ИЦХ кроз мере гајења засноване на науци захтеваће даље истраживање.

Симулативно гајење станишта је метода симулације станишта и услова животне средине дивљих лековитих биљака, заснована на познавању дуготрајне адаптације биљака на специфичне животне стресове [43]. Симулацијом различитих фактора животне средине који утичу на дивље биљке, посебно на изворно станиште биљака које се користе као извори аутентичних лековитих материјала, приступ користи научни дизајн и иновативну људску интервенцију како би уравнотежио раст и секундарни метаболизам кинеских лековитих биљака [43]. Методе имају за циљ постизање оптималних аранжмана за развој висококвалитетних медицинских материјала. Симулативно гајење станишта треба да обезбеди ефикасан начин за висококвалитетно производњу ИЦХ чак и када су фармакодинамичка основа, маркери квалитета и механизми одговора на факторе животне средине нејасни. Сходно томе, предлажемо да се мере научног дизајна и управљања тереном у узгоју и производњи ИЦХ треба спровести у односу на еколошке карактеристике дивљег ИЦХ, као што су услови сушног, неплодног и песковитог земљишта. У исто време, такође се надамо да ће истраживачи спровести дубље истраживање о функционалној материјалној основи и маркерима квалитета ИЦХ. Ове студије могу да обезбеде ефикасније критеријуме евалуације за ИЦХ и промовишу висококвалитетне производње и одрживи развој индустрије.