Preu a l'engròs a l'engròs oli essencial 100% pur Stellariae Radix (nou) Aromateràpia relaxant Eucalyptus globulus

La importància dels materials medicinals genuïns s'ha reconegut des de fa temps a la regió d'origen específica per a la producció de medicaments a base d'herbes xineses d'excel·lent qualitat.8]. L'alta qualitat és un atribut essencial dels materials medicinals genuïns, i l'hàbitat és un factor important que afecta la qualitat d'aquests materials. Des que el YCH va començar a utilitzar-se com a medicina, durant molt de temps ha estat dominat pel YCH salvatge. Després de la introducció i domesticació amb èxit del YCH a Ningxia a la dècada de 1980, la font de materials medicinals de Yinchaihu va canviar gradualment del YCH salvatge al cultivat. Segons una investigació prèvia sobre les fonts de YCH [9] i la investigació de camp del nostre grup de recerca, hi ha diferències significatives en les àrees de distribució dels materials medicinals cultivats i silvestres. El YCH silvestre es distribueix principalment a la Regió Autònoma Hui de Ningxia de la província de Shaanxi, adjacent a la zona àrida de la Mongòlia Interior i el centre de Ningxia. En particular, l'estepa desèrtica d'aquestes zones és l'hàbitat més adequat per al creixement del YCH. En canvi, el YCH cultivat es distribueix principalment al sud de l'àrea de distribució silvestre, com ara el comtat de Tongxin (Cultivat I) i les zones circumdants, que s'ha convertit en la base de cultiu i producció més gran de la Xina, i el comtat de Pengyang (Cultivat II), que es troba en una zona més meridional i és una altra zona productora de YCH cultivat. A més, els hàbitats de les dues zones cultivades anteriors no són estepes desèrtiques. Per tant, a més del mode de producció, també hi ha diferències significatives en l'hàbitat del YCH silvestre i cultivat. L'hàbitat és un factor important que afecta la qualitat dels materials medicinals a base d'herbes. Els diferents hàbitats afectaran la formació i acumulació de metabòlits secundaris a les plantes, afectant així la qualitat dels productes medicinals [10,11]. Per tant, les diferències significatives en el contingut de flavonoides totals i esterols totals i l'expressió dels 53 metabòlits que hem trobat en aquest estudi podrien ser el resultat de la gestió de camp i les diferències d'hàbitat.

Una de les principals maneres en què l'entorn influeix en la qualitat dels materials medicinals és exercint estrès sobre les plantes d'origen. L'estrès ambiental moderat tendeix a estimular l'acumulació de metabòlits secundaris [12,13]. La hipòtesi de l'equilibri de creixement/diferenciació afirma que, quan hi ha prou nutrients, les plantes creixen principalment, mentre que quan hi ha deficiències de nutrients, les plantes es diferencien principalment i produeixen més metabòlits secundaris [14]. La sequera causada per la deficiència d'aigua és el principal estrès ambiental al qual s'enfronten les plantes a les zones àrides. En aquest estudi, la condició hídrica del YCH cultivat és més abundant, amb nivells de precipitació anual significativament més alts que els del YCH silvestre (el subministrament d'aigua per al Cultivat I va ser aproximadament 2 vegades superior al del Silvestre; el Cultivat II va ser aproximadament 3,5 vegades superior al del Silvestre). A més, el sòl en l'entorn silvestre és sòl sorrenc, però el sòl de les terres de conreu és sòl argilós. En comparació amb l'argila, el sòl sorrenc té una baixa capacitat de retenció d'aigua i és més probable que agreugi l'estrès per sequera. Al mateix temps, el procés de cultiu sovint anava acompanyat de reg, de manera que el grau d'estrès per sequera era baix. El YCH silvestre creix en hàbitats àrids naturals durs i, per tant, pot patir un estrès per sequera més greu.

L'osmoregulació és un mecanisme fisiològic important pel qual les plantes afronten la sequera, i els alcaloides són reguladors osmòtics importants en les plantes superiors.15]. Les betaïnes són compostos d'amoni quaternari d'alcaloides solubles en aigua i poden actuar com a osmoprotectors. L'estrès per sequera pot reduir el potencial osmòtic de les cèl·lules, mentre que els osmoprotectors preserven i mantenen l'estructura i la integritat de les macromolècules biològiques i alleugen eficaçment els danys causats per l'estrès per sequera a les plantes [16]. Per exemple, sota estrès per sequera, el contingut de betaïna de la remolatxa sucrera i del Lycium barbarum va augmentar significativament [17,18]. La trigonel·lina és un regulador del creixement cel·lular i, sota estrès per sequera, pot allargar la durada del cicle cel·lular de la planta, inhibir el creixement cel·lular i provocar una reducció del volum cel·lular. L'augment relatiu de la concentració de soluts a la cèl·lula permet a la planta aconseguir una regulació osmòtica i millorar la seva capacitat per resistir l'estrès per sequera [19]. JIA X [20] va descobrir que, amb un augment de l'estrès per sequera, l'Astragalus membranaceus (una font de la medicina tradicional xinesa) produïa més trigonel·lina, que actua per regular el potencial osmòtic i millorar la capacitat de resistir l'estrès per sequera. També s'ha demostrat que els flavonoides tenen un paper important en la resistència de les plantes a l'estrès per sequera [21,22]. Un gran nombre d'estudis han confirmat que l'estrès per sequera moderat era propici per a l'acumulació de flavonoides. Lang Duo-Yong et al. [23] van comparar els efectes de l'estrès per sequera sobre el YCH controlant la capacitat de retenció d'aigua al camp. Es va trobar que l'estrès per sequera inhibia el creixement de les arrels fins a cert punt, però en casos de sequera moderada i severa (40% de la capacitat de retenció d'aigua al camp), el contingut total de flavonoides al YCH augmentava. Mentrestant, sota sequera, els fitosterols poden actuar per regular la fluïdesa i la permeabilitat de la membrana cel·lular, inhibir la pèrdua d'aigua i millorar la resistència a l'estrès [24,25]. Per tant, l'augment de l'acumulació de flavonoides totals, esterols totals, betaïna, trigonel·lina i altres metabòlits secundaris en l'YCH silvestre podria estar relacionat amb l'estrès per sequera d'alta intensitat.

En aquest estudi, es va dur a terme una anàlisi d'enriquiment de la via KEGG dels metabòlits que es van trobar significativament diferents entre l'YCH salvatge i el cultivat. Els metabòlits enriquits incloïen els implicats en les vies del metabolisme de l'ascorbat i l'aldat, la biosíntesi d'aminoacil-tRNA, el metabolisme de la histidina i el metabolisme de la beta-alanina. Aquestes vies metabòliques estan estretament relacionades amb els mecanismes de resistència a l'estrès de les plantes. Entre elles, el metabolisme de l'ascorbat juga un paper important en la producció d'antioxidants de les plantes, el metabolisme del carboni i el nitrogen, la resistència a l'estrès i altres funcions fisiològiques.26]; la biosíntesi d'aminoacil-ARNt és una via important per a la formació de proteïnes [27,28], que participa en la síntesi de proteïnes resistents a l'estrès. Tant la via de la histidina com la de la β-alanina poden millorar la tolerància de les plantes a l'estrès ambiental [29,30]. Això indica a més que les diferències en els metabòlits entre l'YCH salvatge i el cultivat estaven estretament relacionades amb els processos de resistència a l'estrès.

El sòl és la base material per al creixement i desenvolupament de les plantes medicinals. El nitrogen (N), el fòsfor (P) i el potassi (K) del sòl són elements nutritius importants per al creixement i desenvolupament de les plantes. La matèria orgànica del sòl també conté N, P, K, Zn, Ca, Mg i altres macroelements i oligoelements necessaris per a les plantes medicinals. L'excés o la deficiència de nutrients, o les proporcions desequilibrades de nutrients, afectaran el creixement i desenvolupament i la qualitat dels materials medicinals, i diferents plantes tenen diferents necessitats de nutrients.31,32,33]. Per exemple, un baix estrès de N va promoure la síntesi d'alcaloides a Isatis indigotica i va ser beneficiós per a l'acumulació de flavonoides en plantes com ara Tetrastigma hemsleyanum, Crataegus pinnatifida Bunge i Dichondra repens Forst. En canvi, massa N va inhibir l'acumulació de flavonoides en espècies com ara Erigeron breviscapus, Abrus cantoniensis i Ginkgo biloba, i va afectar la qualitat dels materials medicinals [34]. L'aplicació de fertilitzant P va ser eficaç per augmentar el contingut d'àcid glicirrízic i dihidroacetona a la regalèssia dels Urals [35]. Quan la quantitat aplicada va superar els 0,12 kg·m−2, el contingut total de flavonoides a Tussilago farfara va disminuir [36]. L'aplicació d'un fertilitzant de P va tenir un efecte negatiu sobre el contingut de polisacàrids en el rizoma polygonati de la medicina tradicional xinesa [37], però un fertilitzant de K va ser eficaç per augmentar el seu contingut de saponines [38]. L'aplicació de 450 kg·hm−2 K de fertilitzant va ser la millor opció per al creixement i l'acumulació de saponines del Panax notoginseng de dos anys [39]. Sota la proporció de N:P:K = 2:2:1, les quantitats totals d'extracte hidrotermal, harpagida i harpagòsid van ser les més altes [40]. L'alta proporció de N, P i K va ser beneficiosa per promoure el creixement de Pogostemon cablin i augmentar el contingut d'oli volàtil. Una baixa proporció de N, P i K va augmentar el contingut dels principals components efectius de l'oli de fulla de tija de Pogostemon cablin [41]. L'YCH és una planta tolerant a sòls àrids i podria tenir requisits específics de nutrients com ara N, P i K. En aquest estudi, en comparació amb l'YCH cultivat, el sòl de les plantes YCH silvestres era relativament àrid: el contingut de matèria orgànica, N total, P total i K total del sòl era aproximadament 1/10, 1/2, 1/3 i 1/3 dels de les plantes cultivades, respectivament. Per tant, les diferències en els nutrients del sòl podrien ser una altra raó de les diferències entre els metabòlits detectats a l'YCH cultivat i al salvatge. Weibao Ma et al. [42] va trobar que l'aplicació d'una certa quantitat de fertilitzant nitrogenat i fertilitzant fosforat millorava significativament el rendiment i la qualitat de les llavors. Tanmateix, l'efecte dels elements nutritius sobre la qualitat de l'YCH no està clar, i cal estudiar més a fons les mesures de fertilització per millorar la qualitat dels materials medicinals.

Les herbes medicinals xineses tenen les característiques que "els hàbitats favorables promouen el rendiment i els hàbitats desfavorables milloren la qualitat".43]. En el procés de canvi gradual del YCH salvatge al cultivat, l'hàbitat de les plantes va canviar de l'estepa desèrtica àrida i estèril a terres de conreu fèrtils amb aigua més abundant. L'hàbitat del YCH cultivat és superior i el rendiment és més alt, cosa que ajuda a satisfer la demanda del mercat. Tanmateix, aquest hàbitat superior va provocar canvis significatius en els metabòlits del YCH; caldrà més investigació per determinar si això condueix a la millora de la qualitat del YCH i com aconseguir una producció d'alta qualitat de YCH mitjançant mesures de cultiu basades en la ciència.

El cultiu simulatiu d'hàbitat és un mètode per simular l'hàbitat i les condicions ambientals de les plantes medicinals silvestres, basat en el coneixement de l'adaptació a llarg termini de les plantes a factors d'estrès ambiental específics.43]. Simulant diversos factors ambientals que afecten les plantes silvestres, especialment l'hàbitat original de les plantes utilitzades com a fonts de materials medicinals autèntics, l'enfocament utilitza el disseny científic i la intervenció humana innovadora per equilibrar el creixement i el metabolisme secundari de les plantes medicinals xineses [43]. Els mètodes tenen com a objectiu aconseguir les disposicions òptimes per al desenvolupament de materials medicinals d'alta qualitat. El cultiu simulatiu d'hàbitats hauria de proporcionar una manera eficaç per a la producció d'alta qualitat de YCH, fins i tot quan la base farmacodinàmica, els marcadors de qualitat i els mecanismes de resposta als factors ambientals no són clars. En conseqüència, suggerim que el disseny científic i les mesures de gestió de camp en el cultiu i la producció de YCH s'haurien de dur a terme tenint en compte les característiques ambientals de YCH salvatge, com ara condicions de sòl àrid, estèril i sorrenc. Al mateix temps, també s'espera que els investigadors duguin a terme una investigació més profunda sobre la base del material funcional i els marcadors de qualitat de YCH. Aquests estudis poden proporcionar criteris d'avaluació més eficaços per a YCH i promoure la producció d'alta qualitat i el desenvolupament sostenible de la indústria.