Screening af antibakterielle aktiviteter og analyse af kemisk sammensætning af ekstrakter fra 21 lægeplanter
Bomuld (Gossypium hirsutum L.) er en plante, der tilhører Malvaceae-familien og Gossypium-slægten. Det er en af de vigtigste økonomiske afgrøder i Kina, og dens produktion er relateret til at øge landmændenes indkomst, stabilisere landbruget og fremme en sund udvikling af tekstilindustrien. Xinjiang er det vigtigste bomuldsproducerende område i Kina, hvor den samlede bomuldsproduktion udgjorde 90,2% af landets samlede bomuldsproduktion i 2022. Men på grund af faktorer som langvarig kontinuerlig dyrkning i stor skala er forskellige sygdomme som bomuldsvisnesyge, fusariumvisnesyge og rødbakteriose blevet alvorlige, hvilket har resulteret i et betydeligt fald i udbytte, kvalitet og plantningseffektivitet og er blevet de vigtigste faktorer, der begrænser bomuldsproduktionen. På nuværende tidspunkt fokuserer forebyggelse og bekæmpelse af bomuldssygdomme hovedsageligt på kemisk bekæmpelse. På grund af den langvarige brug af kemiske pesticider og uvidenskabelig medicinering, miljøforurening, øget resistens hos plantepatogener samt deres høje toksicitet, lange nedbrydningsperiode og store ophobning i fødevarer er det ikke egnet til de nuværende krav til udvikling af bomuld af høj kvalitet. Derfor har folks opfattelse af brugen af kemiske pesticider ændret sig meget. Ved at studere nye biokontrolmidler, hovedsageligt fra planter, er forekomsten af planter blevet holdt på et lavt niveau og er blevet et mere effektivt og sikkert alternativ.

Gennem omfattende forskning har man fundet ud af, at planteekstrakter har en betydelig hæmmende effekt på patogene bakterier, der forårsager bomuldsvisnesyge, rødbakteriose og Fusarium-visnesyge. Blandt dem fandt El Samawaty et al., at ekstrakter fra fire planter, kanel, nellike, hvidløg og ingefær, i varierende grad hæmmede de 10 patogener, der forårsager bomuldsvisnesyge, hvor ekstrakter af nellike og hvidløg viste den bedste antibakterielle effekt. Pei et al. fandt i deres undersøgelse af den antibakterielle aktivitet af ekstrakter fra fem traditionelle kinesiske lægeurter, nemlig Sophora alopecuroides, Paeonia lactiflora, Polygonatum sibiricum, Hedyotis diffusa og Paeonia lactiflora, mod bomuldsvisnesyge, at Paeonia lactiflora havde den bedste hæmmende effekt med en hæmningsgrad på over 54%. Guo et al. brugte metoden til måling af mycelievækst til at undersøge den antibakterielle aktivitet af ekstrakter fra tre Artemisia-planter, herunder Artemisia scoparia, Artemisia scoparia og Artemisia scoparia, ved hjælp af bomuldsrødskimmel som teststamme. Resultaterne viste, at Artemisia scoparia-ekstraktet havde en stærk og stabil antibakteriel aktivitet. Matloob et al. fandt, at ekstrakter fra burreblomster og sort spidskommen i en koncentration på 10% havde den højeste hæmningsgrad mod fusariumsvamp i bomuld med en hæmningsgrad på henholdsvis 37,0% og 25,9%. Den hæmmende effekt af ekstrakt af kalebasbarkfrø er lavere ved samme koncentration.

Biologisk bekæmpelse af bomuldssygdomme som Fusarium-visnesyge og rødråd er en effektiv foranstaltning til at opnå en grøn landbrugsproduktion og reducere brugen af kemiske pesticider. Xinjiang har rigelige ressourcer af lægeplanter, og fremstilling af plantebaserede pesticider ved at udnytte lokale ressourcer er et stærkt værktøj til at fremme biologisk bekæmpelse. Datura stramoniums blade, blomster og frø kan alle bruges som medicin og består hovedsageligt af alkaloider, flygtige olier og phenolforbindelser. Det har insektdræbende, gnaverdræbende, ukrudtsbekæmpende og antibakterielle aktiviteter og er vidt udbredt i landbrugsjord og saltvandsområder i Xinjiang. Alkaloider, som er en type organiske nitrogenholdige aktive forbindelser i levende organismer, udgør over 60% af lægemidler med små molekyler, hvilket gør dem til den mest lovende klasse af forbindelser i udviklingen af nye lægemidler med naturlige produkter. Dette studie har til formål at undersøge den hæmmende effekt af lægeplanter i Xinjiang på bomuldssygdomme, hvilket giver reference til udviklingen af plantebaserede pesticider i Xinjiang.

I denne undersøgelse viste 21 planteethanolekstrakter varierende grader af antibakteriel aktivitet mod patogene bakterier (Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum og Fusarium oxysporum), der forårsager tre bomuldssygdomme i Xinjiang. Blandt dem havde ethanolekstraktet af Datura stærk antibakteriel aktivitet mod disse tre patogener, hvilket indikerer, at Datura er et bredspektret fungicid. I relevante undersøgelser er det blevet verificeret, at Datura har antibakterielle virkninger på Fusarium oxysporum, Fusarium oxysporum og Fusarium oxysporum. Den antibakterielle aktivitet i denne undersøgelse var dog ikke signifikant, hvilket kan skyldes ekstraktionsmetoden for Datura og den manglende evne til fuldt ud at ekstrahere de effektive antibakterielle komponenter. Derfor kan der være betydelige forskelle i effektiviteten af det samme aktive stof ved forskellige koncentrationer, så der er behov for yderligere forskning med hensyn til ekstraktionshastighed og andre aspekter i denne undersøgelse. Derudover har Xinjiang et stort område og rige planteressourcer på grund af forskellige klimaer og komplekse naturlige geografiske forhold. Der er mere end 100 plantearter, der kan bruges som plantebaserede pesticider. I denne undersøgelse blev nogle planter tilfældigt indsamlet fra ugunstige miljøer som saltholdig alkalisk jord og tør jord i Xinjiang. På den ene side beriger dette udvalget af antibakterielle planter i Xinjiang, men der er stadig en vis specificitet, som kræver yderligere forskning.

Ifølge resultaterne af dette eksperiment indeholder ethanol-råekstraktet af stængler og blade fra Alrune hovedsageligt 21 vigtige kemiske stoffer. Alkaloider er de mest aktive farmakologiske komponenter i alruneplanter, hovedsageligt scopolamin, betain, 6-deoxy-boghvedealkaloider, α-solanin og tomatalkaloider. Tidligere forskning har vist, at de vigtigste alkaloider i Datura stramonium er scopolamin og atropin, hvilket yderligere bekræfter eksistensen af scopolamin. En anden vigtig komponent, atropin, blev dog ikke fundet i dette eksperiment. En litteraturgennemgang viste, at indholdet af scopolamin i bladvævet af Datura stramonium i næringsperioden var unormalt højere end indholdet af atropin, mens indholdet af atropin i rødder og stængler var meget højere end indholdet af scopolamin. Derfor kan det skyldes, at dette eksperiment hovedsageligt testede bladvævet i ernæringsperioden for Datura, og atropin og scopolamin har betydelige forskelle i forskellige dele og vækststadier af Datura, hvilket resulterer i forskelle i sammensætningsanalysen af Datura.

Denne undersøgelse viser, at planteressourcer i Xinjiang har ekstremt høj medicinsk aktivitet og stort forskningspotentiale for antibakterielle midler baseret på planteafledt forskning, hvilket giver inspiration til nye lægemiddelforbindelser. Denne undersøgelse er dog kun en foreløbig screening og analyse, og der er stadig nogle forskelle fra tidligere forskning. Der bør forskes yderligere i de udvalgte effektive planteekstrakters virkemåde og virkningsmekanisme samt deres bakteriedræbende aktivitet på levende planter for at kunne anvende dem til udvikling og udnyttelse af nye plantebaserede lægemidler til landbruget.