Analyse der chemischen Zusammensetzung der Astrinde verschiedener Eucommia ulmoides-Klone im Kurzzeit-Blattwaldmodus
Eucommia ulmoides Oliv. ist eine einzige Gattung von Reliktbaumarten, die in China nach der Invasion der Eiszeit im Quartär überlebt haben. Sie ist auch eine wichtige medizinische Baumart in China, die seit dem Altertum für die Gewinnung ihrer Rinde und ihre medizinische Verwendung bekannt ist. Die Rinde von Eucommia ulmoides ist reich an Verbindungen wie Lignanen, Cyclohexenether-Terpenen, Phenylpropanoiden, Flavonoiden usw. Geniposid zum Beispiel wirkt blutdrucksenkend und -regulierend, Geniposid hat eine Anti-Tumor-Aktivität und Anti-Komplement-Eigenschaften, und Aucubin hat starke analgetische, antibakterielle und entzündungshemmende Wirkungen. Und Lignane wie Terpentindiglucoside sind bekannte Wirkstoffe in der Rinde von Eucommia ulmoides, die blutdrucksenkende Wirkungen haben. Daher spielt die Rinde von Eucommia ulmoides eine sehr wichtige Rolle als traditionelle chinesische Medizin im Gesundheitswesen und in anderen Bereichen.

Mit dem Vorschlag eines umfassenden Entwicklungs- und Verwertungskonzepts für Eucommia ulmoides hat sich auch die Anbaumethode von Eucommia ulmoides von der traditionellen medizinischen Anbaumethode zu verschiedenen Bewirtschaftungsmodi entwickelt, wie z. B. der Anbaumethode für die Früchte von Eucommia ulmoides, der Anbaumethode für männliche Blüten, der Anbaumethode für Holzmedizin mit doppeltem Verwendungszweck und der Anbaumethode für Blätter. Die forstwirtschaftliche Anbaumethode von Eucommia ulmoides-Blättern nutzt die starke Keimfähigkeit von Eucommia ulmoides, verkürzt den Bewirtschaftungszyklus, verbessert den Ertrag und die Qualität von Eucommia ulmoides-Blättern und -Rinde erheblich und hat erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Es wurde eine vergleichende Analyse der chemischen Zusammensetzung der Blätter von Eucommia ulmoides zwischen traditionellen Laubwald- und Laubwaldmodellen durchgeführt, und es wurde festgestellt, dass Sekundärmetaboliten Laubwald und Laubwald effektiv unterscheiden können. Darüber hinaus ist der Gehalt an Chlorogensäure in den Blättern und der Rinde von Eucommia ulmoides im Laubwaldmodell höher als im Laubwaldmodell, was darauf hindeutet, dass der Anbau im Laubwald die optimale Anbaumethode ist. Eine andere Studie deutet darauf hin, dass die Anwendung von exogenen Hormonen den Gummigehalt von Blättern und Rinde von Eucommia ulmoides in Kurzzeit-Blattwäldern deutlich erhöhen kann. Die chemische Zusammensetzung der Rinde verschiedener Eucommia-ulmoides-Klone im Laubwaldanbau ist jedoch noch nicht untersucht worden, was die Entwicklung und Nutzung der Rindenressourcen im Laubwaldanbau einschränkt.

Die Headspace-Festphasen-Mikroextraktion (HS-SPME) ist ein Verfahren zur Probenvorbehandlung, das Extraktion, Konzentration und Desorption miteinander verbindet. Diese Methode ist einfach zu bedienen, erfordert eine minimale Probengröße und hat keinen komplizierten Vorbehandlungsprozess. Sie kann auch die Oxidation und Zersetzung instabiler Komponenten in der Probe vermeiden. In den letzten Jahren hat sich die Kombination von Gaschromatographie und Massenspektrometrie (GC-MS) bei der Untersuchung von flüchtigen Pflanzenbestandteilen durchgesetzt. Die Forschung hat gezeigt, dass viele flüchtige Verbindungen nicht nur direkt für die Insektenabwehr, für medizinische Anwendungen oder als Leitkomponenten in der organischen Synthese verwendet werden können, sondern auch als wichtige Zwischenprodukte in verschiedenen Stoffwechselwegen von Pflanzen dienen, was Anhaltspunkte für die Analyse pflanzlicher Stoffwechselnetzwerke und die Untersuchung pflanzlicher Selbstverteidigungsreaktionen liefert. Die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTTR) ist ebenfalls eine häufig verwendete Analysemethode bei der Qualitätsbewertung, mit der Proben als Ganzes qualitativ analysiert werden können und die sich durch ihre Schnelligkeit, Genauigkeit und Zerstörungsfreiheit auszeichnet. Daher wurde in dieser Studie die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) verwendet, um den Gehalt an sieben Hauptwirkstoffen in der Rinde von acht Eucommia ulmoides-Klonen im Kurzzyklus-Blattwaldanbau zu bestimmen. In Kombination mit der Headspace-Festphasen-Mikroextraktions-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (HS-SPME-GC-MS) wurden die flüchtigen Bestandteile analysiert, um die unterschiedlichen flüchtigen Substanzen in der Rinde der Eucommia ulmoides-Klone zu identifizieren, und die Infrarotspektroskopie wurde zur vergleichenden Analyse eingesetzt. Vorläufige Bestimmung der chemischen Eigenschaften der einzelnen Klone, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Qualitätskontrolle, den gezielten Anbau und die Ressourcenentwicklung und -nutzung der Astrinde im Rahmen des Kurzzyklus-Blätterwaldmodells von Eucommia ulmoides zu schaffen.

 

In dieser Studie wurden HPLC und HP-SPME-GC-MS eingesetzt, um die chemischen Komponenten der Rinde verschiedener Eucommia ulmoides-Klone im Kurzzeit-Blattwald-Modus quantitativ zu erfassen und zu analysieren. Gleichzeitig wurde die Infrarotspektroskopie zum Vergleich herangezogen, und es wurden Fingerabdruckspektren der Rinde von 8 Klonen extrahiert. Die Beziehung zwischen den chemischen Komponenten und den Infrarotspektren wurde vorläufig analysiert. Es wurde festgestellt, dass es Unterschiede in den chemischen Komponenten der Rinde von 8 Eucommia ulmoides-Klonen gibt. Unter den 7 Hauptwirkstoffen wurden in der Rinde der verschiedenen Eucommia ulmoides-Klone höhere Gehalte an Iridoidverbindungen wie Aucubin, Geniposid und Geniposid festgestellt. Circen-Terpene haben verschiedene biologische Aktivitäten, so dass sie in der Rinde verschiedener Eucommia ulmoides-Klone im Rahmen des Laubwaldmodells genutzt werden können. Zhang et al. stellten fest, dass der Gehalt an Sitosteroldiglucosid in der Rinde von Eucommia ulmoides mit dem Alter des Baumes zunimmt, was darauf hindeutet, dass der Gehalt an Sitosteroldiglucosid in alter Rinde höher und in neuer Rinde niedriger ist. Der durchschnittliche Gehalt an der charakteristischen Verbindung Terpentindiglucosid in der Rinde von Eucommia ulmoides aus Yeyonglin ist relativ niedrig, wobei nur die ungeschlechtlichen Stämme EU1, EU4 und EU7 einen Gehalt von mehr als 0,1% aufweisen, was den Anforderungen der Ausgabe 2020 des chinesischen Arzneibuchs entspricht. Bei der Verwendung von Terpentindiglucosid als medizinischer Qualitätsindikator sollten daher diese drei ungeschlechtlichen Eucommia ulmoides-Rinden für die Verwendung ausgewählt werden.

Pflanzenspezifische flüchtige Verbindungen spielen eine wichtige Signalfunktion bei der Übermittlung von Pflanzeninformationen. In dieser Studie wurde die Strategie der Pflanzenmetabolomik genutzt, um die Arten und Mengen flüchtiger Substanzen zu untersuchen, die aus der Rinde von Eucommia ulmoides freigesetzt werden. Die aus der Pflanzenmetabolomik gewonnenen Daten müssen durch Peakausrichtung, Schneiden und Rauschfilterung vorverarbeitet werden. Daher wurde die Software MS-DIAL ausgewählt, um den Peakabgleich, die Ausrichtung und die Extraktion von Massenspektrometrie-Peaks aus mehreren Proben durchzuführen. In Kombination mit der Datenbank wurden 70 flüchtige Substanzkomponenten in sieben Hauptkategorien erkannt: Ester, Alkohole, Aldehyde, Terpene, Ketone, Laktone und Alkene. Wu Tingting et al. fanden heraus, dass Aldehyde und Lipidverbindungen die Hauptbestandteile der gesamten flüchtigen Verbindungen in Teebäumen in Monokultur und Erdnuss+Tee im Mischanbau sind und hauptsächlich eine Rolle bei der Abwehr von Schädlingen und der Anlockung natürlicher Feinde spielen. Alkohole, Aldehyde und Ester sind die wichtigsten flüchtigen Verbindungen in der Rinde verschiedener Eucommia ulmoides-Klone, die möglicherweise eine wichtige Rolle bei der Abwehr von pflanzenfressenden Insekten spielen und weiter erforscht werden müssen. Isophytol ist ein ungesättigter tertiärer Alkohol aus Diterpenen mit zwanzig Kohlenstoffatomen, der aus vier aneinandergereihten Isoprenmolekülen besteht. Es ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von Vitamin E. Die terpenoide Substanz Isophytol hat den höchsten relativen Gehalt in den Klonen EU2, EU5 und EU8 und enthält flüchtige Terpene wie Tetrahydrogeraniol, Ethyllinalool, Naringenin und Schierling. Sie besitzt pharmakologische Eigenschaften wie entzündungshemmende, antibakterielle und tumorhemmende Wirkungen, die für die weitere Entwicklung des medizinischen Werts der Rinde von Eucommia ulmoides von entscheidender Bedeutung sind.

Überwachte Methoden werden verwendet, um völlig unbekannte Datenmerkmale zu erforschen, Rohdateninformationen auf der Grundlage von Stichprobenmerkmalen zu klassifizieren, Zieldaten mit ähnlichen Merkmalen in homologe Klassen einzuteilen und entsprechende Visualisierungstechniken zu verwenden, um sie visuell darzustellen. Zu den derzeit gängigen unüberwachten Methoden gehören die Clusteranalyse und die Hauptkomponentenanalyse. In diesem Artikel werden UPLC-Messdaten für die Clusterbildung verwendet, wobei 8 Klone von Eucommia ulmoides in 3 Gruppen unterteilt werden. Die Hauptkomponentenanalyse extrahiert 3 Hauptkomponenten, von denen die Cyclohexenether-Terpenoid-Substanzen Geniposid, Geniposid und Aucubin in der ersten Dimension den größten Beitrag leisten. Darüber hinaus wurde das PLS-DA-Modell verwendet, um die Unterschiede in den flüchtigen Bestandteilen der Rinde von Eucommia ulmoides zwischen den verschiedenen Klonen zu analysieren, und 22 flüchtige Substanzen wurden als unterschiedliche flüchtige Bestandteile ausgewählt, hauptsächlich flüchtige Esterbestandteile. Die Cyclohexenether-Terpene wie Aucubin und Geniposid sind die wichtigsten Sekundärmetaboliten in der Rinde von Eucommia ulmoides, und ihre synthetischen Vorläufer sind Monoterpene wie Vanillin. Daher sollte als nächster Schritt der Einsatz der GC-MS-Technologie für eine gezielte metabolomische Analyse der flüchtigen Terpene in der Rinde von Eucommia ulmoides in Betracht gezogen werden. Darüber hinaus weist Eucommia ulmoides im Frühstadium die gleichen Rindenmerkmale auf: eine bläulich-graue Farbe, keine Rissbildung, deutliche Hautporen und keine erkennbaren morphologischen Merkmale. Mit Hilfe der Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie lässt sich die Rinde von Eucommia ulmoides im späteren Stadium schnell von verschiedenen Klonen im Laubwaldmodus unterscheiden.