Farklı Eucommia ulmoides klonlarının dal kabuklarının kısa döngülü yaprak ormanı modu altında kimyasal bileşim analizi
Eucommia ulmoides Oliv. Kuaterner buzul istilasından sonra Çin'de hayatta kalan tek bir kalıntı ağaç türü cinsidir. Aynı zamanda Çin'de eski çağlardan beri kabuklarının çıkarılması ve tıbbi kullanımı ile bilinen önemli bir tıbbi ağaç türüdür. Eucommia ulmoides kabuğu lignanlar, sikloheksen eter terpenler, fenilpropanoidler, flavonoidler gibi bileşikler açısından zengindir. Örneğin, geniposid kan basıncını düşürme ve düzenleme etkilerine sahiptir, geniposid anti-tümör aktivitesine ve anti kompleman özelliklerine sahiptir ve aucubin güçlü analjezik, antibakteriyel ve anti-inflamatuar etkilere sahiptir. Terebentin diglukozitler gibi lignanlar ise Eucommia ulmoides kabuğunda bulunan ve kan basıncını düşürücü etkileri olduğu bilinen aktif bileşenlerdir. Bu nedenle, Eucommia ulmoides kabuğu sağlık ve diğer alanlarda geleneksel bir Çin ilacı olarak çok önemli bir rol oynamaktadır.

Eucommia ulmoides'in kapsamlı geliştirme ve kullanım konseptinin önerilmesiyle birlikte, Eucommia ulmoides'in yetiştirme modu da geleneksel tıbbi yetiştirme modundan meyve Eucommia ulmoides yetiştirme modu, erkek çiçek yetiştirme modu, ahşap ilaç çift kullanımlı yetiştirme modu ve yaprak yetiştirme modu gibi çeşitli yönetim modlarına doğru gelişmiştir. Eucommia ulmoides yapraklarının orman yetiştirme modu, Eucommia ulmoides'in güçlü filizlenme yeteneğini kullanır, yönetim döngüsünü kısaltır, Eucommia ulmoides yapraklarının ve kabuğunun verimini ve kalitesini büyük ölçüde artırır ve önemli ekonomik faydalara sahiptir. Eucommia ulmoides yapraklarının kimyasal bileşimi üzerinde geleneksel yaprak döken orman ve yaprak ormanı modelleri arasında karşılaştırmalı bir analiz yapılmış ve ikincil metabolitlerin yaprak döken ormanı yaprak ormanından etkili bir şekilde ayırt edebildiği bulunmuştur. Ayrıca, yaprak ormanı modelindeki Eucommia ulmoides yaprakları ve kabuğundaki klorojenik asit içeriği, yaprak döken orman modelindekinden daha yüksektir ve bu da yaprak ormanı yetiştiriciliğinin en uygun yetiştirme modu olduğunu göstermektedir. Başka bir çalışma, dışsal hormon uygulamasının kısa süreli yaprak ormanlarında Eucommia ulmoides yapraklarının ve kabuğunun sakız içeriğini önemli ölçüde artırabileceğini öne sürmektedir. Bununla birlikte, yaprak ormanı yetiştirme modu altında farklı Eucommia ulmoides klonları arasındaki kabuğun kimyasal bileşimi üzerine araştırma yapılmamıştır, bu da yaprak ormanı yetiştirme modu altında kabuk kaynaklarının geliştirilmesini ve kullanılmasını sınırlamaktadır.

Headspace katı faz mikroekstraksiyon (HS-SPME) ekstraksiyon, konsantrasyon ve desorpsiyonu entegre eden bir numune ön işlem tekniğidir. Bu yöntemin kullanımı kolaydır, minimum numune boyutu gerektirir ve karmaşık bir ön işlem süreci yoktur. Ayrıca numunedeki kararsız bileşenlerin oksidasyonunu ve ayrışmasını önleyebilir. Son yıllarda, gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (GC-MS) kombinasyonu, bitki uçucu bileşenlerinin incelenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Araştırmalar, birçok uçucu bileşiğin yalnızca böcek direnci, tıbbi uygulamalar veya organik sentezde öncü bileşenler olarak doğrudan kullanılabileceğini değil, aynı zamanda bitkilerin çeşitli metabolik yollarında önemli ara maddeler olarak hizmet ettiğini ve bitki metabolik ağlarını analiz etmek ve bitkinin kendini savunma tepkilerini incelemek için rehberlik sağladığını göstermiştir. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTTR) de kalite değerlendirmesinde yaygın olarak kullanılan bir analitik yöntemdir ve numuneleri bir bütün olarak kalitatif olarak analiz edebilir ve hızlı, doğru ve tahribatsız olma özelliklerine sahiptir. Bu nedenle, bu çalışmada, kısa döngülü yaprak ormanı yetiştirme modu altında sekiz Eucommia ulmoides klonunun kabuğundaki yedi ana aktif bileşenin içeriğini belirlemek için yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılmıştır. Tepe boşluğu katı faz mikroekstraksiyon gaz kromatografisi-kütle spektrometresi (HS-SPME-GC-MS) teknolojisi ile birleştirilen uçucu bileşenler, Eucommia ulmoides klonlarının kabuğundaki diferansiyel uçucu maddeleri tanımlamak için analiz edildi ve karşılaştırmalı analiz için kızılötesi spektroskopi kullanıldı. Eucommia ulmoides'in kısa döngülü yaprak ormanı modeli altında kalite kontrolü, hedeflenen yetiştirme ve kaynak geliştirme ve dal kabuğunun kullanımı için bilimsel temel sağlamak amacıyla her bir klonun kimyasal özelliklerinin ön tespiti.

 

Bu çalışmada, kısa süreli yaprak ormanı modunda farklı Eucommia ulmoides klonlarının kabuklarının kimyasal bileşenlerini kantitatif olarak tespit etmek ve analiz etmek için HPLC ve HP-SPME-GC-MS kullanılmıştır. Aynı zamanda, karşılaştırma için kızılötesi spektroskopi kullanılmış ve 8 klonun kabuğunun parmak izi spektrumları çıkarılmıştır. Kimyasal bileşenler ve kızılötesi spektrumlar arasındaki ilişki ön analiz olarak incelenmiştir. Eucommia ulmoides'in 8 klonunun kabuğunun kimyasal bileşenlerinde farklılıklar olduğu bulunmuştur. 7 ana aktif bileşen arasında, aucubin, geniposide ve geniposide gibi iridoid bileşiklerin farklı Eucommia ulmoides klonlarının kabuklarında daha yüksek içeriğe sahip olduğu bulunmuştur. Sirken terpenler çeşitli biyolojik aktivitelere sahiptir, bu nedenle yaprak ormanı modeli altında farklı Eucommia ulmoides klonlarının kabuklarında kullanılabilirler. Zhang ve arkadaşları, Eucommia ulmoides kabuğundaki sitosterol diglukozit içeriğinin ağaç yaşıyla birlikte arttığını ve sitosterol diglukozit içeriğinin eski kabukta daha yüksek ve yeni kabukta daha düşük olduğunu göstermiştir. Yeyonglin'den elde edilen Eucommia ulmoides kabuğundaki karakteristik bileşik terebentin diglukozitin ortalama içeriği nispeten düşüktür ve yalnızca EU1, EU4 ve EU7 aseksüel suşları, Çin Farmakopesi'nin 2020 baskısının gerekliliklerini karşılayan 0,1%'den daha yüksek bir içeriğe sahiptir. Bu nedenle, tıbbi kalite göstergesi olarak terebentin diglukozid kullanılırken, bu üç eşeysiz Eucommia ulmoides kabuğu kullanım için seçilmelidir.

Bitkiye özgü uçucu bileşikler, bitki bilgilerinin aktarılmasında önemli bir sinyal rolü oynamaktadır. Bu çalışmada, Eucommia ulmoides kabuğundan salınan uçucu maddelerin türlerini ve miktarlarını araştırmak için bitki metabolomik stratejisi kullanılmıştır. Bitki metabolomiklerinden elde edilen verilerin pik hizalama, kesme ve gürültü filtreleme ile ön işlemden geçirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, çoklu örnek kütle spektrometresi pikleri üzerinde özellik piki eşleştirme, hizalama ve çıkarma işlemlerini gerçekleştirmek için MS-DIAL yazılımı seçilmiştir. Veri tabanı ile birlikte, yedi ana kategoride 70 uçucu madde bileşeni tespit edilmiştir: esterler, alkoller, aldehitler, terpenler, ketonlar, laktonlar ve alkenler. Wu Tingting ve arkadaşları, aldehitlerin ve lipit bileşiklerinin, monokültür ve yer fıstığı+çay intercropping modları altındaki çay ağaçlarındaki toplam uçucu bileşiklerin ana bileşenleri olduğunu ve esas olarak zararlıları kovmada ve doğal düşmanları çekmede rol oynadığını bulmuşlardır. Alkoller, aldehitler ve esterler, farklı Eucommia ulmoides klonlarının kabuğundaki ana uçucu bileşiklerdir ve bunlar otçul böceklere karşı savunmada önemli bir rol oynayabilir ve daha fazla araştırma gerektirir. İzofitol, uç uca bağlı dört izopren molekülünden oluşan yirmi karbonlu doymamış tersiyer bir diterpen alkolüdür. E vitamini üretimi için ana hammaddedir. Terpenoid madde izofitol, EU2, EU5 ve EU8 klonlarında en yüksek göreceli içeriğe sahiptir ve tetrahidrogeraniol, etilinalol, naringenin ve baldıran otu gibi terpen uçucuları içerir. Eucommia ulmoides kabuğunun tıbbi değerinin daha da geliştirilmesi için belirli yol gösterici öneme sahip anti-enflamatuar, antibakteriyel ve anti-tümör etkileri gibi farmakolojik özelliklere sahiptir.

Denetimli yöntemler, tamamen bilinmeyen veri özelliklerini keşfetmek, ham veri bilgilerini örnek özelliklerine göre sınıflandırmak, benzer özelliklere sahip hedef verileri homolog sınıflar halinde gruplamak ve bunları görsel olarak ifade etmek için ilgili görselleştirme tekniklerini kullanmak için kullanılır. Şu anda, yaygın denetimsiz yöntemler arasında küme analizi ve temel bileşen analizi bulunmaktadır. Bu makale, kümeleme için UPLC ölçüm verilerini kullanarak 8 Eucommia ulmoides klonunu 3 gruba ayırmaktadır. Temel bileşen analizi, sikloheksen eter terpenoid maddeleri geniposid, geniposid ve aucubin'in ilk boyutta en fazla katkıda bulunduğu 3 temel bileşeni çıkarır. Ayrıca, PLS-DA modeli, farklı klonlar arasında Eucommia ulmoides kabuğunun uçucu bileşenlerindeki farklılıkları analiz etmek için kullanılmış ve çoğunlukla ester uçucu bileşenler olmak üzere 22 uçucu madde diferansiyel uçucu bileşenler olarak seçilmiştir. Aucubin ve geniposide gibi sikloheksen eter terpenler, Eucommia ulmoides kabuğundaki ana ikincil metabolitlerdir ve bunların sentetik öncüleri vanilin gibi monoterpenlerdir. Bu nedenle, bir sonraki adım, Eucommia ulmoides kabuğundaki terpen uçucularının hedeflenmiş metabolomik analizi için GC-MS teknolojisini kullanmayı düşünmektir. Buna ek olarak, Eucommia ulmoides erken evrelerinde aynı kabuk özelliklerini sergiler; mavimsi gri bir renk, çatlama yok, önemli cilt gözenekleri ve tanımlanabilir morfolojik özellikler yoktur. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi teknolojisi, Eucommia ulmoides kabuğunu daha sonraki aşamada yaprak ormanı modundaki farklı klonlardan hızlı bir şekilde ayırt etmek için uygulanabilir.