Влияние арбускулярных микоризных грибов на содержание элементов тяжелых металлов в ризосферной почве, волокнистых корнях и корневищах Paris polyphylla var. yunnanensis. Paris polyphylla var. yunnanensis относится к семейству лилейных и является многолетним лекарственным растением. Его сухие корневища охлаждают печень, успокаивают нервы, уменьшают отеки и боль, очищают от жара и выводят токсины. Благодаря своим уникальным терапевтическим эффектам и низкой токсичности они получили широкое распространение и применение. В связи с растущим с каждым годом спросом в фармацевтической промышленности дикорастущие ресурсы все больше истощаются. Поэтому искусственное выращивание Дяньчжун-лу стало эффективным способом достижения устойчивого использования ресурсов. Улучшение лекарственных качеств дяньчжун-лу с помощью биотехнологий стало актуальной темой в исследовании стандартизированной системы культивирования дяньчжун-лу в Китае, а также единственным способом достижения эффективной защиты и устойчивого использования диких ресурсов.

В связи с бурным развитием промышленности и широким применением удобрений и пестицидов проблема загрязнения почвы тяжелыми металлами становится все более серьезной. Тяжелые металлы в почве могут только мигрировать в окружающей среде и не могут быть разложены почвенными микроорганизмами для постоянного накопления. Когда накопление тяжелых металлов достигает определенного предела, они оказывают токсическое воздействие на растительные системы, а затем угрожают жизни и здоровью человека по пищевой цепочке. Например, избыток кадмия (Cd) может вызвать диабет, репродуктивную токсичность, остеопороз, нарушение функции почек, селезенки, печени и других органов, вызвать рак, избыток ртути (Hg) может повлиять на центральную нервную систему человека, а свинец (Pb) оказывает вредное воздействие на кроветворную систему, нервную систему, эндокринную систему и иммунную систему. Поэтому проблема остатков тяжелых металлов в традиционной китайской медицине является одной из первостепенных для обеспечения "безопасности, контролируемости и эффективности" традиционной китайской медицины. Арбускулярные микоризные грибы (AMF) - наиболее широко распространенные в природе симбиотические грибы растений. Экзогенная инокуляция AMF может эффективно снизить поглощение тяжелых металлических элементов растениями-хозяевами. Например, Ли и др. использовали крылатую стручковую древесину в качестве растения-хозяина, а экзогенная инокуляция AMF может сформировать хорошие симбиотические отношения с крылатой стручковой древесиной, снижая концентрацию Cu и Pd в крылатой стручковой древесине; Вей и др. обнаружили, что экзогенная инокуляция Glomus mossae (Gm), Scutellospora pellucida (Spe) и Scutellospora calospora (Sca) может значительно снизить поглощение элементов тяжелых металлов (Cd, Cu, Hg, Pb и As) в корнях древесного аромата при использовании древесного аромата в качестве растения-хозяина; Li et al. использовали арахис в качестве растения-хозяина и экзогенная инокуляция AMF снижала содержание Cd в надземной части растения, изменяя морфологическую структуру корневой системы для адсорбции и удержания Cd. Как видно, АМФ могут снижать поглощение, перенос и накопление тяжелых металлов растениями-хозяевами за счет прямых эффектов, таких как хелатирование ионов тяжелых металлов внеклеточными гифами и фильтрационная защита корней, а также косвенных эффектов, таких как содействие поглощению питательных веществ растениями-хозяевами, изменение биодоступности тяжелых металлов в ризосферной почве и ризосферной среде. Таким образом, экзогенная инокуляция AMF может эффективно снизить остаточное содержание тяжелых металлов в китайских лекарственных материалах, обеспечивая их безопасность и эффективность.

В настоящее время исследования элементов тяжелых металлов в Dianzhong Lou в основном сосредоточены на инокуляции отдельных растений с AMF и различных производственных площадях, в то время как существует мало сообщений о сравнительном изучении смешанных микробных агентов AMF на элементы тяжелых металлов в ризосферной почве, волокнистых корнях и корневищах Dianzhong Lou. Поэтому в данном исследовании 12 отличных индивидуальных AMF, отобранных исследовательской группой на ранней стадии, были смешаны и инокулированы в стерильные горшки Dianzhong Lou для симбиотического культивирования. В исследовании изучалось влияние инокуляции различных смешанных микробных агентов AMF на остатки тяжелых металлов в ризосферной почве, волокнистых корнях и корневищах Dianzhong Lou, чтобы определить смешанные микробные агенты AMF, которые могут эффективно снизить остатки тяжелых металлов в ризосферной почве, волокнистых корнях и корневищах Dianzhong Lou. Это обеспечивает теоретическую основу для применения различных смешанных микробных агентов AMF в производстве Dianzhong Lou и техническую поддержку для микоризного выращивания Dianzhong Lou.

 

 

Влияние арбускулярных микоризных грибов на остаточное содержание тяжелых металлов в ризосфере почвы Dianzhonglou. Микоризные грибы могут способствовать росту и развитию лекарственных растений и улучшать их адаптивность благодаря двунаправленному круговороту питательных веществ. Микоризные растения могут переносить большое количество органических веществ, синтезированных в их листьях, к корням через AMF. В то же время минеральные элементы (тяжелые металлы), находящиеся в ризосфере почвы, могут поступать в ткани растений через AMF и регулировать содержание минеральных элементов (тяжелых металлов) в тканях растений. Поэтому экзогенная инокуляция AMF является одной из основных эффективных стратегий микробной ремедиации для снижения остатков тяжелых металлов в китайских лекарственных материалах. Данное исследование показало, что инокуляция смешанными микробными агентами AMF может в разной степени снизить остаточное количество тяжелых металлов в ризосферной почве. Среди них обработка S4 оказала наилучший регулирующий эффект на остатки Pb в почве, обработка S1 - на остатки Cu в почве, а обработка S6 - на остатки As, Hg и Cr в почве. Это указывает на то, что мицелий AMF обладает различным адсорбционным потенциалом для тяжелых металлов, а различные грибные мицелии имеют разные адсорбционные способности для различных ионов металлов. Основная причина этого заключается в том, что различные AMF выделяют различные органические соединения, такие как белки, аминокислоты и органические кислоты, которые могут хелатировать с различными ионами тяжелых металлов, тем самым снижая биодоступность или подвижность тяжелых металлов в ризосфере почвы. Снизить токсичность тяжелых металлов. Кроме того, с точки зрения остатков тяжелых металлов, остаточные уровни Pb, Hg и Cr в ризосферной почве Dianzhong Lou превышают фоновые значения почвенных элементов в Китае. Это указывает на то, что смешанный микробный агент AMF обладает дифференцированным поглощением и сильным биологическим адсорбционным потенциалом для элементов тяжелых металлов в ризосферной почве Dianzhong Lou, что приводит к различной степени накопления и обогащения элементов Pb, Hg и Cr в ризосферной почве Dianzhong Lou после бактериальной колонизации.
Влияние арбускулярных микоризных грибов на остатки тяжелых металлов в волокнистых корнях и корневищах Dianthus polyphylla. Накопление и толерантность к тяжелым металлам в растениях - сложный процесс, и разные растения часто используют различные адаптивные механизмы для накопления или отторжения тяжелых металлов, тем самым поддерживая свой рост и развитие. Неоспоримым фактом является то, что экзогенная инокуляция AMF может эффективно снизить или избежать остатков тяжелых металлов в традиционной китайской медицине. Данное исследование показало, что экзогенная инокуляция смешанных микробных агентов AMF может способствовать увеличению остатков тяжелых металлов в волокнистых корнях Dianzhong Lou в разной степени. Это связано с тем, что волокнистые корни могут сначала установить хорошие симбиотические отношения с AMF, образуя микоризные грибы, которые увеличивают площадь прямого контакта между корнями и ризосферной почвой, ускоряют связывание фосфатов и тяжелых металлов в гифах, и способствуют увеличению остатков тяжелых металлов в волокнистых корнях. Данное исследование показало, что экзогенная инокуляция AMF может значительно снизить остаточные уровни тяжелых металлов в новых и старых корневищах Dianthus chinensis, что согласуется с результатами исследований Zhang et al. Как основная лекарственная часть Dianthus chinensis, тяжелые металлы в корневищах в основном поступают из двух источников: первый - перенос из корней, а второй - часть тяжелых металлов, поглощенных волокнистыми корнями, растущими на поверхности корневищ, осаждается на поверхности корневищ. Однако в процессе искусственного культивирования основным объектом сбора лекарственных растений является главный корень, в результате чего в почве остается большое количество волокнистых корней; кроме того, общая метаболическая активность новых и старых корневищ медленнее, и AMF могут непосредственно хелатировать тяжелые металлы, накапливаясь в грибах, что приводит к более низким уровням остатков тяжелых металлов в старых и новых корневищах Dianthus polyphylla по сравнению с контролем. С точки зрения остатков тяжелых металлов в корневищах Dianzhong Lou, порядок остатков тяжелых металлов в волокнистых корневищах Dianzhong Lou следующий: As>Pb>Hg>Cu>Cr. Порядок содержания остатков тяжелых металлов в новых и старых корневищах Дяньчжун Лу - Cr>As>Pb>Cu>Hg. Видно, что разные органы одного и того же растения обладают различной способностью к поглощению тяжелых металлов. В соответствии с предельными стандартами Китайской фармакопеи и Стандартом зеленой промышленности по импорту и экспорту лекарственных растений и препаратов, все остатки тяжелых металлов As и Hg в обработанных старых корнях в данном исследовании не соответствовали предельным стандартам. За исключением остатков Cr в старых корнях, обработанных T3 и S5, которые соответствовали предельным стандартам, остатки Cr в других обработках не соответствовали предельным стандартам. Это может быть связано с различиями между видами AMF и синергетическими эффектами между штаммами. Различные штаммы или смешанные микробные агенты имеют разную чувствительность к тяжелым металлам. Инокуляция AMF способствовала поглощению определенного тяжелого металла в Dianzhong Lou, но последовательной закономерности в этом нет. Конкретные причины нуждаются в дальнейшем углубленном исследовании.
Влияние арбускулярных микоризных грибов на коэффициент обогащения тяжелыми металлами корневищ Дяньчжуна. Коэффициент обогащения тяжелыми металлами - важный показатель, характеризующий тенденцию накопления тяжелых металлов в организмах, свидетельствующий об обогащении тяжелыми металлами растений. Дикие хризантемы оказывают сильное обогащающее действие на Cd, коэффициент обогащения составляет 2,72. Поэтому при выращивании диких хризантем следует обращать внимание на остаточное количество Cd в почве и окружающей среде, чтобы избежать чрезмерного обогащения Cd дикими хризантемами, что может привести к превышению нормы Cd в лекарственных материалах. В ходе исследования было установлено, что BCF Дяньчжун Лу для As и Hg превышает 3,0, что указывает на то, что Дяньчжун Лу обладает сильным обогащающим эффектом для As и Hg. При искусственном выращивании Дяньчжун Лу ризосферная почва подвержена накоплению и обогащению Hg и Cr, что приводит к чрезмерному остаточному содержанию Hg и Cr в некоторых корнях и стеблях Дяньчжун Лу. Поэтому при создании базы надлежащей сельскохозяйственной практики (GAP) для производства китайского лекарственного сырья в Дяньчжун Лу необходимо строго контролировать свойства почвы и выбирать подходящие штаммы AMF для смешивания. Это дает новый технический подход к созданию эффективной и высококачественной системы посадки в Дяньчжун Лу.
Таким образом, смешанный микробный препарат (S6), состоящий из шести штаммов AMF одного растения, а именно Aspergillus oryzae, Aspergillus oryzae, Fusarium graminearum, Fusarium graminearum, Fusarium graminearum и Fusarium graminearum, показал наилучший регулирующий эффект на остатки тяжелых металлов в ризосферной почве, волокнистых корнях и корневищах Dianzhong Lou. На адсорбцию тяжелых металлов AMF часто влияют различные факторы, такие как тип растения-хозяина, плодородие почвы, pH почвы и т.д. Кроме того, разные грибы различаются по росту гиф, инфекционной способности и эффективности переноса фосфора. Поэтому при применении AMF в производственной практике необходимо учитывать эти аспекты.