Efecto de los hongos micorrícicos arbusculares sobre los elementos de metales pesados en la rizosfera del suelo, las raíces fibrosas y los rizomas de Paris polyphylla var. yunnanensis. Paris polyphylla var. yunnanensis pertenece a la familia de las liliáceas y es una planta medicinal perenne. Sus rizomas secos tienen los efectos de enfriar el hígado, calmar los nervios, reducir la hinchazón y el dolor, eliminar el calor y desintoxicar, y han recibido amplia atención y uso por sus efectos terapéuticos únicos y su baja toxicidad. Con la creciente demanda de la industria farmacéutica año tras año, los recursos silvestres se agotan cada vez más. Por ello, el cultivo artificial de Dianzhong lou se ha convertido en una forma eficaz de lograr una utilización sostenible de los recursos. La mejora de la calidad medicinal del Dianzhong lou a través de la biotecnología se ha convertido en un tema candente en la investigación del sistema de cultivo estandarizado del Dianzhong lou en China, y es también la única forma de lograr una protección eficaz y una utilización sostenible de los recursos silvestres.

Con el rápido desarrollo de la industria y el uso generalizado de fertilizantes y pesticidas, el problema de la contaminación del suelo por metales pesados es cada vez más grave. Los metales pesados del suelo sólo pueden migrar en el medio ambiente y no pueden ser descompuestos por los microorganismos del suelo para acumularse continuamente. Cuando la acumulación de metales pesados alcanza un cierto límite, tendrá efectos tóxicos en los sistemas vegetales, y después pondrá en peligro la vida y la salud humanas a través de la cadena alimentaria. Por ejemplo, el exceso de cadmio (Cd) puede inducir diabetes, toxicidad reproductiva, osteoporosis, daños en la función renal, bazo e hígado y otros órganos para causar cáncer, el exceso de mercurio (Hg) puede afectar al sistema nervioso central de los seres humanos, y el plomo (Pb) tiene un efecto nocivo sobre el sistema hematopoyético, el sistema nervioso, el sistema endocrino y el sistema inmunológico. Por lo tanto, el problema de los residuos de metales pesados en la medicina tradicional china es una de las cuestiones primordiales para garantizar que la medicina tradicional china sea "segura, controlable y eficaz". Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA) son los hongos simbióticos de plantas más ampliamente distribuidos en la naturaleza. La inoculación exógena de HMA puede reducir eficazmente la absorción de elementos metálicos pesados por las plantas huésped. Por ejemplo, Li et al. utilizaron madera de vaina alada como planta huésped, y la inoculación exógena de HMA puede formar una buena relación simbiótica con madera de vaina alada, reduciendo la concentración de Cu y Pd en madera de vaina alada; Wei et al. encontraron que la inoculación exógena de Glomus mossae (Gm), Scutellospora pellucida (Spe), y Scutellospora calospora (Sca) puede reducir significativamente la absorción de elementos de metales pesados (Cd, Cu, Hg, Pb, y As) en las raíces de fragancia de madera usando fragancia de madera como planta huésped; Li et al. utilizaron cacahuetes como planta huésped y la inoculación exógena de AMF redujo el contenido de Cd en la parte aérea de la planta, cambiando la estructura morfológica del sistema radicular para adsorber y retener Cd. Se puede observar que los HMA pueden reducir la absorción, el transporte y la acumulación de metales pesados por las plantas huésped a través de efectos directos como la quelación de iones de metales pesados por las hifas extracelulares y la protección de filtración de las raíces, así como efectos indirectos como la promoción de la absorción de nutrientes por las plantas huésped, el cambio de la biodisponibilidad de metales pesados en el suelo de la rizosfera, y el medio ambiente de la rizosfera. Por lo tanto, la inoculación exógena de AMF puede reducir eficazmente los metales pesados residuales en los materiales medicinales chinos, garantizando su seguridad y eficacia.

En la actualidad, la investigación sobre elementos de metales pesados en Dianzhong Lou se centra principalmente en la inoculación de plantas individuales con AMF y diferentes áreas de producción, mientras que hay pocos informes sobre el estudio comparativo de agentes microbianos mixtos AMF sobre elementos de metales pesados en el suelo de la rizosfera, raíces fibrosas y rizomas de Dianzhong Lou. Por lo tanto, en este estudio, 12 excelentes plantas individuales de AMF seleccionadas por el grupo de investigación en la etapa inicial fueron mezcladas e inoculadas en macetas estériles de Dianzhong Lou para el cultivo simbiótico. El estudio investigó los efectos de la inoculación de diferentes agentes microbianos mixtos de AMF sobre los residuos de metales pesados en el suelo de la rizosfera, las raíces fibrosas y los rizomas de Dianzhong Lou, con el fin de identificar agentes microbianos mixtos de AMF que puedan reducir eficazmente los residuos de metales pesados en el suelo de la rizosfera, las raíces fibrosas y los rizomas de Dianzhong Lou. Esto proporciona una base teórica para la aplicación de diferentes agentes microbianos mixtos AMF en la producción de Dianzhong Lou y apoyo técnico para el cultivo micorrícico de Dianzhong Lou.

 

 

Efecto de los hongos micorrícicos arbusculares sobre el contenido residual de metales pesados en la rizosfera del suelo de Dianzhonglou. Los hongos micorrícicos pueden promover el crecimiento y el desarrollo de las plantas medicinales y mejorar su adaptabilidad mediante el ciclo bidireccional de nutrientes. Las plantas micorrizadas pueden transportar una gran cantidad de materia orgánica sintetizada en sus hojas a sus raíces a través de los HMA. Al mismo tiempo, los elementos minerales (metales pesados) del suelo de la rizosfera también pueden introducirse en los tejidos vegetales a través de los HMA para regular el contenido de elementos minerales (metales pesados) en los tejidos vegetales. Por lo tanto, la inoculación exógena de AMF es una de las principales estrategias eficaces de remediación microbiana para reducir los residuos de metales pesados en los materiales medicinales chinos. Este estudio encontró que la inoculación con agentes microbianos mixtos AMF puede reducir la cantidad residual de metales pesados en el suelo de la rizosfera en diversos grados. Entre ellos, el tratamiento S4 tuvo el mejor efecto regulador sobre los residuos de Pb en el suelo, el tratamiento S1 tuvo el mejor efecto regulador sobre los residuos de Cu en el suelo, y el tratamiento S6 tuvo el mejor efecto regulador sobre los residuos de As, Hg y Cr en el suelo. Esto indica que los micelios AMF tienen diferentes potenciales de adsorción de metales pesados, y diferentes micelios fúngicos tienen diferentes capacidades de adsorción para varios iones metálicos. La razón principal de esto es que diferentes AMF secretan diferentes compuestos orgánicos como proteínas, aminoácidos y ácidos orgánicos, que pueden quelarse con diferentes iones de metales pesados, reduciendo así la biodisponibilidad o movilidad de los metales pesados en el suelo de la rizosfera. Reducir la toxicidad de los metales pesados. Además, desde la perspectiva de los residuos de metales pesados, los niveles residuales de Pb, Hg y Cr en el suelo de la rizosfera de Dianzhong Lou superan los valores de fondo de los elementos del suelo en China. Esto indica que el agente microbiano mixto AMF tiene una absorción diferencial y un fuerte potencial de adsorción biológica para los elementos de metales pesados en el suelo de la rizosfera de Dianzhong Lou, lo que lleva a diversos grados de acumulación y enriquecimiento de los elementos Pb, Hg y Cr en el suelo de la rizosfera de Dianzhong Lou después de la colonización bacteriana.
Efecto de los hongos micorrícicos arbusculares sobre los residuos de metales pesados en las raíces fibrosas y los rizomas de Dianthus polyphylla. La acumulación y tolerancia de metales pesados en las plantas es un proceso complejo, y las distintas plantas suelen utilizar diferentes mecanismos de adaptación para acumular o rechazar metales pesados, manteniendo así su propio crecimiento y desarrollo. Es un hecho innegable que la inoculación exógena de AMF puede reducir o evitar eficazmente los residuos de metales pesados en la medicina tradicional china. Este estudio encontró que la inoculación exógena de agentes microbianos mixtos AMF puede promover el aumento de residuos de metales pesados en las raíces fibrosas de Dianzhong Lou en diversos grados. Esto se debe a que las raíces fibrosas pueden establecer primero una buena relación simbiótica con AMF, formando hongos micorrícicos que aumentan el área de contacto directo entre las raíces y el suelo de la rizosfera, aceleran la unión de fosfatos y metales pesados en las hifas y promueven el aumento de residuos de metales pesados en las raíces fibrosas. Este estudio encontró que la inoculación exógena de AMF puede reducir significativamente los niveles residuales de metales pesados en los rizomas nuevos y viejos de Dianthus chinensis, lo que coincide con los resultados de la investigación de Zhang et al. Como la principal parte medicinal de Dianthus chinensis, los metales pesados en los rizomas provienen principalmente de dos fuentes: una es la transferencia desde las raíces, y la otra es que algunos de los metales pesados absorbidos por las raíces fibrosas que crecen en la superficie de los rizomas se depositan en la superficie de los rizomas. Además, la actividad metabólica general de los rizomas nuevos y viejos es más lenta, y los HMA pueden quelar directamente los metales pesados para acumularlos en los hongos, lo que resulta en niveles más bajos de residuos de metales pesados en los rizomas nuevos y viejos de Dianthus polyphylla en comparación con el control. Desde la perspectiva de los residuos de metales pesados en las raíces de Dianzhong Lou, el orden de los residuos de metales pesados en las raíces fibrosas de Dianzhong Lou es As>Pb>Hg>Cu>Cr. El orden de los residuos de metales pesados en los rizomas nuevos y viejos de Dianzhong Lou es Cr>As>Pb>Cu>Hg. Se puede observar que diferentes órganos de la misma planta tienen diferentes capacidades de absorción de metales pesados. Según las normas límite de la Farmacopea China y la Norma de la Industria Verde para la Importación y Exportación de Plantas Medicinales y Preparados, todos los residuos de metales pesados As y Hg en las raíces viejas tratadas en este estudio no cumplían las normas límite. A excepción de los residuos de Cr en las raíces viejas tratadas con T3 y S5, que cumplieron las normas límite, los residuos de Cr en los demás tratamientos no cumplieron las normas límite. Esto puede estar relacionado con las diferencias entre las especies de HMA y los efectos sinérgicos entre cepas. Diferentes cepas o agentes microbianos mixtos tienen diferentes sensibilidades a los metales pesados. La inoculación de HMA promovió la absorción de un determinado metal pesado en Dianzhong Lou, pero no existe un patrón consistente. Es necesario seguir investigando en profundidad las razones específicas.
Efecto de los hongos micorrícicos arbusculares sobre el coeficiente de enriquecimiento de metales pesados en los rizomas de Dianzhong. El coeficiente de enriquecimiento de metales pesados es un indicador importante que describe la tendencia de acumulación de metales pesados en los organismos, indicando el enriquecimiento de metales pesados en las plantas. Los crisantemos silvestres tienen un fuerte efecto de enriquecimiento en Cd, con un coeficiente de enriquecimiento de 2,72. Por lo tanto, durante el cultivo de crisantemos silvestres, se debe prestar atención a la cantidad residual de Cd en el suelo y el medio ambiente para evitar el enriquecimiento excesivo de Cd por crisantemos silvestres, que puede conducir a Cd superior a la norma en los materiales medicinales. Este estudio encontró que el BCF de Dianzhong Lou para As y Hg eran ambos superiores a 3,0, lo que indica que Dianzhong Lou tiene un fuerte efecto de enriquecimiento en As y Hg. Durante el cultivo artificial de Dianzhong Lou, el suelo de la rizosfera es propenso a la acumulación y enriquecimiento de Hg y Cr, lo que resulta en un exceso de Hg y Cr residuales en algunas raíces y tallos de Dianzhong Lou. Por lo tanto, en la construcción de la base de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) para la producción de materiales medicinales chinos en Dianzhong Lou, las propiedades del suelo del cultivo deben ser estrictamente controladas, y las cepas AMF adecuadas deben ser seleccionadas para la mezcla. Esto proporciona un nuevo enfoque técnico para la construcción de un sistema de plantación eficiente y de alta calidad en Dianzhong Lou.
En resumen, el agente microbiano mixto (S6) compuesto por seis cepas de HMA de una sola planta, a saber, Aspergillus oryzae, Aspergillus oryzae, Fusarium graminearum, Fusarium graminearum y Fusarium graminearum, mostró el mejor efecto regulador sobre los residuos de metales pesados en el suelo de la rizosfera, las raíces fibrosas y los rizomas de Dianzhong Lou. La adsorción de metales pesados por AMF suele estar influida por diversos factores, como el tipo de planta huésped, la fertilidad del suelo, el pH del suelo, etc. Además, los distintos hongos también presentan diferencias en el crecimiento hifal, la capacidad de infección y la eficiencia de transporte de fósforo. Por lo tanto, a la hora de aplicar los HMA en la práctica productiva, deben tenerse en cuenta estos aspectos.