Effets de la chaux et de l'acide oxalique sur les enzymes antioxydantes et les composants actifs du Panax notoginseng sous stress cadmium

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 11410 (2022) Citer cet article

972 accès

3 citations

1 Altmétrique

Détails des métriques

La pollution au cadmium (Cd) présente des risques potentiels pour la sécurité de la culture du Panax notoginseng, une plante médicinale du Yunnan. Sous stress exogène de Cd, des expériences sur le terrain ont été menées pour comprendre les effets de la chaux (0, 750, 2 250 et 3 750 kg hm−2) appliquée et de l'acide oxalique (0, 0,1 et 0,2 mol L−1) pulvérisés sur l'accumulation de Cd, antioxydant. système et composants médicinaux de P. notoginseng. Les résultats ont montré que la chaux et la pulvérisation foliaire d'acide oxalique étaient capables d'augmenter le Ca2+ et d'atténuer la toxicité du Cd2+ chez P. notoginseng sous stress de Cd. L'ajout de chaux et d'acide oxalique augmente les activités des enzymes antioxydantes et modifie le métabolisme osmorégulateur. L'augmentation la plus significative des activités CAT a été multipliée par 2,77. Et la plus forte augmentation des activités de SOD était de 1,78 fois sous l’application d’acide oxalique. Alors que la teneur en MDA a diminué de 58,38 %. Il existe une corrélation très significative avec les sucres solubles, les acides aminés libres, la proline et les protéines solubles. La chaux et l'acide oxalique ont pu augmenter les ions calcium (Ca2+), diminuer la teneur en Cd et améliorer la résistance au stress de P. notoginseng, tout en augmentant la production de saponines totales et de flavonoïdes. La teneur en Cd était la plus faible, 68,57 % inférieure à celle des témoins, et correspondait à la valeur standard (Cd ≤ 0,5 mg kg−1, GB/T 19086-2008). La proportion de SPN était de 7,73 %, ce qui a atteint le niveau le plus élevé de tous les traitements, la teneur en flavonoïdes a augmenté de manière significative de 21,74 %, ce qui a atteint la valeur médicinale standard et le rendement optimal.

En tant qu'élément de pollution courant dans les sols cultivés, le cadmium (Cd) migre facilement et présente une toxicité biologique importante1. El-Shafey et al.2 ont rapporté que la toxicité du Cd affecte la qualité et la productivité des plantes utilisées. Ces dernières années, le dépassement du Cd dans les sols arables du sud-ouest a été très grave. La province du Yunnan est le royaume de la biodiversité en Chine, dans lequel les espèces de plantes médicinales occupent la première place du pays. Cependant, l'abondance des ressources minérales dans la province du Yunnan a conduit à l'inévitable contamination du sol par des métaux lourds lors de l'exploitation minière, affectant la production de plantes médicinales locales.

Panax notoginseng (Burkill) Chen3 est une plante médicinale herbacée vivace très précieuse, qui appartient au genre Panax ginseng des Araliaceae4. La racine de P. notoginseng a l’efficacité d’éliminer la stase et d’éliminer la douleur en revigorant la circulation sanguine. La principale zone de production se trouve dans la préfecture de Wenshan, province du Yunnan5. La contamination par le cadmium était présente dans plus de 75 % de la superficie du sol de la zone locale de plantation de P. notoginseng, et dans différentes parties, dans plus de 81 à 100 %6. L'effet toxique du Cd a également réduit considérablement le rendement en composants médicinaux de P. notoginseng, en particulier les saponines et les flavonoïdes. Les saponines, une classe de glycosides dans laquelle les aglycones sont des triterpénoïdes ou des spirostanoïdes, sont les principaux ingrédients actifs de nombreuses herbes chinoises et contiennent des saponines. Certaines saponines ont également une activité antibactérienne ou antipyrétique, sédative, anticancéreuse et d'autres activités biologiques précieuses7. Flavonoïdes, désignant globalement une série de composés dans lesquels les deux cycles phényle avec un groupe hydroxyle phénolique sont liés l'un à l'autre par un atome central à trois carbones, dont le noyau parent basique est la 2-phénylchromanone8. C'est un antioxydant puissant qui élimine efficacement les radicaux libres d'oxygène dans les plantes, peut également inhiber l'exsudation d'enzymes biologiques inflammatoires, améliorer la cicatrisation des plaies et l'analgésie, réduire le cholestérol, etc., est l'un des principaux ingrédients actifs de P. notoginseng9. Il est absolument nécessaire de résoudre le problème de la pollution des sols par le Cd dans les régions productrices de P. notoginseng afin de garantir le rendement de ses principaux composants médicinaux.

La chaux est l’un des agents de passivation couramment utilisés pour l’assainissement fixe in situ de la contamination des sols par le Cd10. Il affecte l'adsorption et la précipitation du Cd dans le sol et réduit la biodisponibilité du Cd dans le sol en augmentant le pH et en modifiant la capacité d'échange cationique (CEC) du sol, la saturation en sel du sol (BS) et le potentiel rédox du sol (Eh)3,11. De plus, la chaux fournit une grande quantité de Ca2+, forme un antagonisme ionique avec le Cd2+, rivalise pour les sites d'adsorption des racines, empêche le transport du Cd vers les pousses et présente une faible toxicité biologique. Lorsque 50 mmol L−1 Ca étaient ajoutés sous stress de Cd, le transport du Cd dans les feuilles de Sesamum indicum L. était inhibé et l'accumulation de Cd diminuait de 80 %. Un grand nombre d’études connexes ont été rapportées sur le riz (Oryza sativa L.) et d’autres cultures12,13.