deskripsi singkat:
Farmakope Cina (edisi 2020) mensyaratkan bahwa ekstrak metanol YCH tidak boleh kurang dari 20,0% [2], tanpa indikator evaluasi mutu lain yang ditentukan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kandungan ekstrak metanol dari sampel liar dan budidaya memenuhi standar farmakope, dan tidak terdapat perbedaan yang signifikan di antara keduanya. Oleh karena itu, tidak terdapat perbedaan mutu yang nyata antara sampel liar dan budidaya, menurut indeks tersebut. Namun, kandungan total sterol dan total flavonoid dalam sampel liar secara signifikan lebih tinggi daripada sampel budidaya. Analisis metabolomik lebih lanjut menunjukkan keragaman metabolit yang melimpah antara sampel liar dan budidaya. Selain itu, 97 metabolit yang berbeda secara signifikan telah disaring, yang tercantum dalamTabel Tambahan S2Di antara metabolit yang berbeda secara signifikan ini terdapat β-sitosterol (ID-nya M397T42) dan turunan kuersetin (M447T204_2), yang telah dilaporkan sebagai bahan aktif. Konstituen yang sebelumnya tidak dilaporkan, seperti trigonelin (M138T291_2), betain (M118T277_2), fustin (M269T36), rotenon (M241T189), arktiin (M557T165), dan asam loganat (M399T284_2), juga termasuk di antara metabolit diferensial. Komponen-komponen ini memainkan berbagai peran dalam antioksidan, antiinflamasi, penangkal radikal bebas, antikanker, dan pengobatan aterosklerosis, sehingga mungkin merupakan komponen aktif baru dalam YCH. Kandungan bahan aktif menentukan efikasi dan kualitas bahan obat [7]. Singkatnya, ekstrak metanol sebagai satu-satunya indeks evaluasi kualitas YCH memiliki beberapa keterbatasan, dan penanda kualitas yang lebih spesifik perlu dieksplorasi lebih lanjut. Terdapat perbedaan yang signifikan dalam total sterol, total flavonoid, dan kandungan berbagai metabolit diferensial lainnya antara YCH liar dan budidaya; sehingga, terdapat potensi perbedaan kualitas di antara keduanya. Pada saat yang sama, potensi bahan aktif baru yang ditemukan dalam YCH mungkin memiliki nilai referensi penting untuk studi dasar fungsional YCH dan pengembangan lebih lanjut sumber daya YCH.
Pentingnya bahan obat asli telah lama diakui di wilayah asal spesifik untuk menghasilkan obat-obatan herbal Cina dengan kualitas yang sangat baik [
8]. Kualitas tinggi merupakan atribut penting dari bahan obat asli, dan habitat merupakan faktor penting yang memengaruhi kualitas bahan tersebut. Sejak YCH mulai digunakan sebagai obat, YCH liar telah lama mendominasi. Setelah keberhasilan introduksi dan domestikasi YCH di Ningxia pada tahun 1980-an, sumber bahan obat Yinchaihu secara bertahap beralih dari YCH liar ke YCH budidaya. Menurut penelitian sebelumnya tentang sumber YCH [
9] dan investigasi lapangan kelompok penelitian kami, terdapat perbedaan yang signifikan dalam wilayah distribusi bahan obat yang dibudidayakan dan liar. YCH liar terutama didistribusikan di Daerah Otonomi Ningxia Hui di Provinsi Shaanxi, berdekatan dengan zona kering Mongolia Dalam dan Ningxia tengah. Secara khusus, padang rumput gurun di daerah ini adalah habitat yang paling cocok untuk pertumbuhan YCH. Sebaliknya, YCH yang dibudidayakan terutama didistribusikan ke selatan wilayah distribusi liar, seperti Kabupaten Tongxin (Budidaya I) dan daerah sekitarnya, yang telah menjadi basis budidaya dan produksi terbesar di Tiongkok, dan Kabupaten Pengyang (Budidaya II), yang terletak di daerah yang lebih selatan dan merupakan daerah produksi lain untuk YCH yang dibudidayakan. Selain itu, habitat dari dua wilayah budidaya di atas bukanlah padang rumput gurun. Oleh karena itu, selain cara produksi, ada juga perbedaan yang signifikan dalam habitat YCH liar dan budidaya. Habitat merupakan faktor penting yang memengaruhi kualitas bahan obat herbal. Perbedaan habitat akan mempengaruhi pembentukan dan akumulasi metabolit sekunder pada tanaman, sehingga mempengaruhi kualitas produk obat [
10,
11]. Oleh karena itu, perbedaan signifikan dalam kandungan flavonoid total dan sterol total serta ekspresi 53 metabolit yang kami temukan dalam penelitian ini mungkin merupakan hasil dari perbedaan pengelolaan lahan dan habitat.
Salah satu cara utama lingkungan memengaruhi kualitas bahan obat adalah dengan memberikan tekanan pada tanaman sumber. Tekanan lingkungan yang moderat cenderung merangsang akumulasi metabolit sekunder [
12,
13Hipotesis keseimbangan pertumbuhan/diferensiasi menyatakan bahwa, ketika nutrisi tersedia dalam jumlah yang cukup, tanaman akan tumbuh secara dominan, sedangkan ketika nutrisi kurang, tanaman akan berdiferensiasi dan menghasilkan lebih banyak metabolit sekunder [
14]. Stres kekeringan yang disebabkan oleh kekurangan air merupakan stres lingkungan utama yang dihadapi tanaman di daerah kering. Dalam studi ini, kondisi air pada YCH budidaya lebih melimpah, dengan tingkat curah hujan tahunan yang jauh lebih tinggi daripada YCH liar (suplai air untuk Budidaya I sekitar 2 kali lipat dari Liar; Budidaya II sekitar 3,5 kali lipat dari Liar). Selain itu, tanah di lingkungan liar adalah tanah berpasir, tetapi tanah di lahan pertanian adalah tanah liat. Dibandingkan dengan tanah liat, tanah berpasir memiliki kapasitas retensi air yang buruk dan lebih mungkin memperburuk stres kekeringan. Pada saat yang sama, proses budidaya sering disertai dengan penyiraman, sehingga tingkat stres kekeringan rendah. YCH liar tumbuh di habitat kering alami yang keras, dan oleh karena itu mungkin mengalami stres kekeringan yang lebih serius.
Osmoregulasi merupakan mekanisme fisiologis penting yang digunakan tanaman untuk mengatasi stres kekeringan, dan alkaloid merupakan pengatur osmotik penting pada tanaman tingkat tinggi [
15Betain adalah senyawa amonium kuartener alkaloid yang larut dalam air dan dapat bertindak sebagai osmoprotektan. Stres kekeringan dapat mengurangi potensi osmotik sel, sementara osmoprotektan mempertahankan dan memelihara struktur serta integritas makromolekul biologis, dan secara efektif mengurangi kerusakan akibat stres kekeringan pada tanaman [
16]. Misalnya, pada kondisi stres kekeringan, kandungan betaine pada bit gula dan Lycium barbarum meningkat secara signifikan [
17,
18Trigonelin merupakan pengatur pertumbuhan sel, dan di bawah tekanan kekeringan, trigonelin dapat memperpanjang siklus sel tanaman, menghambat pertumbuhan sel, dan menyebabkan penyusutan volume sel. Peningkatan relatif konsentrasi zat terlarut dalam sel memungkinkan tanaman mencapai regulasi osmotik dan meningkatkan kemampuannya untuk menahan tekanan kekeringan.
19]. JIA X [
20] menemukan bahwa, dengan peningkatan stres kekeringan, Astragalus membranaceus (sumber pengobatan tradisional Tiongkok) menghasilkan lebih banyak trigonelin, yang berperan mengatur potensial osmotik dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk melawan stres kekeringan. Flavonoid juga telah terbukti berperan penting dalam ketahanan tanaman terhadap stres kekeringan [
21,
22]. Sejumlah besar penelitian telah mengonfirmasi bahwa stres kekeringan sedang berkontribusi terhadap akumulasi flavonoid. Lang Duo-Yong dkk. [
23] membandingkan efek stres kekeringan terhadap YCH dengan mengendalikan kapasitas menahan air di lapangan. Ditemukan bahwa stres kekeringan menghambat pertumbuhan akar sampai batas tertentu, tetapi pada stres kekeringan sedang dan berat (kapasitas menahan air lapangan 40%), total kandungan flavonoid dalam YCH meningkat. Sementara itu, pada kondisi stres kekeringan, fitosterol dapat berperan mengatur fluiditas dan permeabilitas membran sel, menghambat kehilangan air, dan meningkatkan ketahanan terhadap stres [
24,
25]. Oleh karena itu, peningkatan akumulasi flavonoid total, sterol total, betain, trigonelin, dan metabolit sekunder lainnya pada YCH liar mungkin terkait dengan stres kekeringan intensitas tinggi.
Dalam penelitian ini, analisis pengayaan jalur KEGG dilakukan terhadap metabolit yang ditemukan berbeda secara signifikan antara YCH liar dan budidaya. Metabolit yang diperkaya mencakup metabolit yang terlibat dalam jalur metabolisme askorbat dan aldarat, biosintesis aminoasil-tRNA, metabolisme histidin, dan metabolisme beta-alanin. Jalur metabolisme ini berkaitan erat dengan mekanisme ketahanan tanaman terhadap stres. Di antaranya, metabolisme askorbat berperan penting dalam produksi antioksidan tanaman, metabolisme karbon dan nitrogen, ketahanan terhadap stres, dan fungsi fisiologis lainnya [
26]; biosintesis aminoasil-tRNA merupakan jalur penting untuk pembentukan protein [
27,
28], yang terlibat dalam sintesis protein tahan stres. Jalur histidin dan β-alanin dapat meningkatkan toleransi tanaman terhadap stres lingkungan [
29,
30]. Hal ini selanjutnya menunjukkan bahwa perbedaan metabolit antara YCH liar dan budidaya berkaitan erat dengan proses ketahanan terhadap stres.
Tanah merupakan basis material bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman obat. Nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K) dalam tanah merupakan unsur hara penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Bahan organik tanah juga mengandung N, P, K, Zn, Ca, Mg, dan unsur makro serta mikro lainnya yang dibutuhkan tanaman obat. Nutrisi yang berlebih atau kurang, atau rasio nutrisi yang tidak seimbang, akan memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan serta kualitas bahan obat, dan setiap tanaman memiliki kebutuhan nutrisi yang berbeda.
31,
32,
33]. Sebagai contoh, stres N rendah mendorong sintesis alkaloid pada Isatis indigotica, dan bermanfaat bagi akumulasi flavonoid pada tanaman seperti Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge, dan Dichondra repens Forst. Sebaliknya, stres N yang berlebihan menghambat akumulasi flavonoid pada spesies seperti Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis, dan Ginkgo biloba, serta memengaruhi kualitas bahan obat [
34]. Pemberian pupuk P efektif dalam meningkatkan kandungan asam glisirizat dan dihidroaseton pada tanaman akar manis Ural [
35]. Ketika jumlah aplikasi melebihi 0,12 kg·m−2, total kandungan flavonoid dalam Tussilago farfara menurun [
36]. Aplikasi pupuk P memiliki efek negatif terhadap kandungan polisakarida dalam rhizoma polygonati obat tradisional Cina [
37], namun pupuk K efektif meningkatkan kandungan saponinnya [
38]. Pemberian pupuk K dengan dosis 450 kg·hm−2 merupakan pupuk terbaik terhadap pertumbuhan dan akumulasi saponin tanaman Panax notoginseng umur dua tahun [
39]. Dengan rasio N:P:K = 2:2:1, jumlah total ekstrak hidrotermal, harpagida dan harpagosida adalah yang tertinggi [
40Rasio N, P, dan K yang tinggi bermanfaat untuk mendorong pertumbuhan Pogostemon cablin dan meningkatkan kandungan minyak atsiri. Rasio N, P, dan K yang rendah meningkatkan kandungan komponen efektif utama minyak daun batang Pogostemon cablin [
41]. YCH merupakan tanaman yang toleran terhadap tanah tandus, dan mungkin memiliki kebutuhan spesifik akan unsur hara seperti N, P, dan K. Dalam penelitian ini, dibandingkan dengan YCH budidaya, tanah tanaman YCH liar relatif tandus: kandungan bahan organik, N total, P total, dan K total dalam tanah masing-masing sekitar 1/10, 1/2, 1/3, dan 1/3 dari kandungan bahan organik, N total, P total, dan K total pada tanaman budidaya. Oleh karena itu, perbedaan unsur hara tanah mungkin menjadi alasan lain perbedaan antara metabolit yang terdeteksi pada YCH budidaya dan liar. Weibao Ma dkk.
42] menemukan bahwa pemberian pupuk N dan P dalam jumlah tertentu secara signifikan meningkatkan hasil dan kualitas benih. Namun, pengaruh unsur hara terhadap kualitas YCH belum jelas, dan langkah-langkah pemupukan untuk meningkatkan kualitas bahan obat perlu dikaji lebih lanjut.
Obat herbal Cina mempunyai karakteristik “Habitat yang baik akan meningkatkan hasil panen, sedangkan habitat yang tidak baik akan meningkatkan kualitas” [
43Dalam proses peralihan bertahap dari YCH liar ke budidaya, habitat tanaman berubah dari padang rumput gurun yang gersang dan tandus menjadi lahan pertanian yang subur dengan air yang lebih melimpah. Habitat YCH budidaya lebih unggul dan hasilnya lebih tinggi, yang membantu memenuhi permintaan pasar. Namun, habitat unggul ini menyebabkan perubahan signifikan pada metabolit YCH; apakah hal ini kondusif untuk meningkatkan kualitas YCH dan bagaimana mencapai produksi YCH berkualitas tinggi melalui langkah-langkah budidaya berbasis sains masih memerlukan penelitian lebih lanjut.
Budidaya habitat simulasi adalah suatu metode simulasi habitat dan kondisi lingkungan tanaman obat liar, berdasarkan pengetahuan tentang adaptasi jangka panjang tanaman terhadap tekanan lingkungan tertentu [
43]. Dengan mensimulasikan berbagai faktor lingkungan yang memengaruhi tanaman liar, terutama habitat asli tanaman yang digunakan sebagai sumber bahan obat asli, pendekatan ini menggunakan desain ilmiah dan intervensi manusia yang inovatif untuk menyeimbangkan pertumbuhan dan metabolisme sekunder tanaman obat Tiongkok [
43]. Metode ini bertujuan untuk mencapai pengaturan optimal bagi pengembangan bahan obat berkualitas tinggi. Budidaya habitat simulasi dapat menjadi cara yang efektif untuk produksi YCH berkualitas tinggi, bahkan ketika dasar farmakodinamik, penanda kualitas, dan mekanisme respons terhadap faktor lingkungan belum jelas. Oleh karena itu, kami menyarankan agar perancangan ilmiah dan langkah-langkah pengelolaan lapangan dalam budidaya dan produksi YCH dilakukan dengan mengacu pada karakteristik lingkungan YCH liar, seperti kondisi tanah kering, tandus, dan berpasir. Pada saat yang sama, para peneliti juga diharapkan melakukan penelitian yang lebih mendalam tentang dasar material fungsional dan penanda kualitas YCH. Studi-studi ini dapat memberikan kriteria evaluasi yang lebih efektif untuk YCH, serta mendorong produksi berkualitas tinggi dan pembangunan industri yang berkelanjutan.
Harga FOB:US $0,5 - 9.999 / Potong Jumlah Pesanan Minimum:100 buah/potongan Kemampuan Pasokan:10000 Potongan/Potongan per Bulan