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우수한 품질의 중국 약초를 생산하기 위해서는 원산지에서 정품 약재의 중요성이 오래전부터 인식되어 왔습니다.8]. 고품질은 진품 약재의 필수 속성이며, 서식지는 이러한 재료의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. YCH가 약재로 사용되기 시작한 이래 오랫동안 야생 YCH가 주를 이루었습니다. 1980년대 닝샤에 YCH가 성공적으로 도입되고 재배된 이후, Yinchaihu 약재의 원산지는 점차 야생에서 재배 YCH로 바뀌었습니다. YCH 원산지에 대한 이전 조사에 따르면 [9] 및 연구 그룹의 현장 조사에 따르면 재배 및 야생 약재의 분포 지역에 상당한 차이가 있습니다.야생 YCH는 주로 내몽골의 건조 지대와 닝샤 중부에 인접한 산시 성의 닝샤 후이족 자치구에 분포합니다.특히 이 지역의 사막 대초원은 YCH 성장에 가장 적합한 서식지입니다.반대로 재배 YCH는 주로 야생 분포 지역의 남쪽에 분포하며, 중국에서 가장 큰 재배 및 생산 기지가 된 통신 현(재배 I)과 그 주변 지역, 그리고 더 남쪽 지역에 위치하고 재배 YCH의 또 다른 생산지인 펑양 현(재배 II)이 있습니다.게다가 위 두 재배 지역의 서식지는 사막 대초원이 아닙니다.따라서 생산 방식 외에도 야생 및 재배 YCH의 서식지에도 상당한 차이가 있습니다.서식지는 약재의 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 다양한 서식지는 식물의 2차 대사산물의 형성과 축적에 영향을 미쳐 의약품의 품질에 영향을 미칩니다.10,11]. 따라서 본 연구에서 확인된 총 플라보노이드와 총 스테롤 함량 및 53가지 대사산물 발현의 유의미한 차이는 현장 관리 및 서식지 차이의 결과일 수 있습니다.

환경이 약재의 품질에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 원료 식물에 스트레스를 가하는 것입니다. 적당한 환경 스트레스는 이차 대사산물의 축적을 촉진하는 경향이 있습니다.12,13]. 성장/분화 균형 가설은 영양소가 충분히 공급되면 식물이 주로 성장하지만 영양소가 부족하면 식물이 주로 분화되어 더 많은 이차 대사산물을 생성한다고 말합니다.14]. 수분 부족으로 인한 가뭄 스트레스는 건조 지역의 식물이 직면하는 주요 환경 스트레스입니다. 이 연구에서 재배된 YCH의 수분 상태는 야생 YCH보다 훨씬 높으며 연간 강수량이 훨씬 높습니다(재배 I의 물 공급량은 야생의 약 2배, 재배 II의 물 공급량은 야생의 약 3.5배). 또한 야생 환경의 토양은 사질 토양이지만 농경지의 토양은 점토질 토양입니다. 점토질 토양에 비해 사질 토양은 보수력이 약하고 가뭄 스트레스를 악화시킬 가능성이 더 높습니다. 동시에 재배 과정에서 물을 주는 경우가 많았기 때문에 가뭄 스트레스 정도는 낮았습니다. 야생 YCH는 가혹한 자연 건조 서식지에서 자라기 때문에 더 심각한 가뭄 스트레스를 겪을 수 있습니다.

삼투압 조절은 식물이 가뭄 스트레스에 대처하는 중요한 생리학적 메커니즘이며 알칼로이드는 고등 식물의 중요한 삼투 조절자입니다.15]. 베타인은 수용성 알칼로이드 4차 암모늄 화합물이며 삼투압 보호제로 작용할 수 있습니다. 가뭄 스트레스는 세포의 삼투압 능력을 감소시키는 반면, 삼투압 보호제는 생물학적 거대분자의 구조와 온전성을 보존하고 유지하며, 가뭄 스트레스로 인한 식물 손상을 효과적으로 완화합니다. [16]. 예를 들어, 가뭄 스트레스 하에서 사탕무와 Lycium barbarum의 베타인 함량이 크게 증가했습니다. [17,18]. 트리고넬린은 세포 성장 조절제이며, 가뭄 스트레스 상황에서는 식물 세포주기를 연장하고, 세포 성장을 억제하며, 세포 부피를 감소시킬 수 있습니다. 세포 내 용질 농도의 상대적 증가는 식물의 삼투압 조절을 가능하게 하고 가뭄 스트레스 저항력을 향상시킵니다.19]. 지아엑스 [20] 가뭄 스트레스가 증가함에 따라 황기(전통 한약의 원료)가 트리고넬린을 더 많이 생성한다는 것을 발견했습니다. 트리고넬린은 삼투압을 조절하고 가뭄 스트레스 저항력을 향상시키는 역할을 합니다. 플라보노이드 또한 식물의 가뭄 스트레스 저항성에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. [21,22]. 많은 연구에서 적당한 가뭄 스트레스가 플라보노이드 축적에 도움이 된다는 것이 확인되었습니다. Lang Duo-Yong et al. [23] 포장에서 보수력을 조절하여 가뭄 스트레스가 YCH에 미치는 영향을 비교했습니다. 가뭄 스트레스는 뿌리 성장을 어느 정도 억제했지만, 중등도 및 극심한 가뭄 스트레스(포장 보수력의 40%)에서는 YCH의 총 플라보노이드 함량이 증가하는 것으로 나타났습니다. 한편, 가뭄 스트레스 하에서 피토스테롤은 세포막 유동성과 투과성을 조절하고, 수분 손실을 억제하며, 스트레스 저항성을 향상시키는 역할을 할 수 있습니다. [24,25]. 따라서 야생 YCH에서 총 플라보노이드, 총 스테롤, 베타인, 트리고넬린 및 기타 이차 대사산물의 축적 증가는 고강도 가뭄 스트레스와 관련이 있을 수 있습니다.

본 연구에서는 야생형과 재배형 YCH 간에 유의미한 차이가 있는 대사산물에 대해 KEGG 경로 농축 분석을 수행했습니다. 농축된 대사산물에는 아스코르브산 및 알다르산 대사, 아미노아실-tRNA 생합성, 히스티딘 대사, 그리고 베타-알라닌 대사 경로에 관여하는 대사산물이 포함되었습니다. 이러한 대사 경로는 식물 스트레스 저항성 기전과 밀접한 관련이 있습니다. 그중 아스코르브산 대사는 식물의 항산화 물질 생성, 탄소 및 질소 대사, 스트레스 저항성 및 기타 생리 기능에 중요한 역할을 합니다.26]; 아미노아실-tRNA 생합성은 단백질 형성을 위한 중요한 경로입니다 [27,28]는 스트레스 저항성 단백질 합성에 관여합니다. 히스티딘 경로와 β-알라닌 경로 모두 식물의 환경 스트레스 내성을 향상시킬 수 있습니다.29,30]. 이는 야생형과 재배형 YCH 간의 대사산물 차이가 스트레스 저항성 과정과 밀접한 관련이 있음을 추가로 나타냅니다.

토양은 약용식물의 생장과 발달에 필수적인 물질적 기반입니다. 토양의 질소(N), 인(P), 칼륨(K)은 식물의 생장과 발달에 중요한 영양 원소입니다. 토양 유기물에는 N, P, K, Zn, Ca, Mg 및 기타 약용식물에 필요한 다량 원소와 미량 원소가 함유되어 있습니다. 영양소가 과도하거나 부족하거나 영양소 비율의 불균형은 약용식물의 생장과 발달 및 품질에 영향을 미치며, 식물마다 필요한 영양소의 양이 다릅니다.31,32,33]. 예를 들어, 낮은 질소 스트레스는 이사티스 인디고티카(Isatis indigotica)의 알칼로이드 합성을 촉진했고, 테트라스티그마 헴슬리아눔(Tetrastigma hemsleyanum), 크라타에구스 핀나티피다 분게(Crataegus pinnatifida Bunge), 디콘드라 레펜스 포르스트(Dichondra repens Forst)와 같은 식물의 플라보노이드 축적에 유익했습니다. 반대로, 과도한 질소 스트레스는 에리게론 브레비스카푸스(Erigeron breviscapus), 아브루스 칸토니엔시스(Abrus cantoniensis), 은행나무(Ginkgo biloba)와 같은 식물의 플라보노이드 축적을 저해하고 약재의 품질에 영향을 미쳤습니다. [34]. P 비료의 시용은 우랄감초의 글리시리진산과 디하이드로아세톤 함량 증가에 효과적이었다[35]. 처리량이 0·12 kg·m−2를 초과하면 Tussilago farfara의 총 플라보노이드 함량이 감소했습니다. [36]. P 비료의 시용은 한약재인 다당류의 함량에 부정적인 영향을 미쳤습니다. [37], 그러나 K 비료는 사포닌 함량을 증가시키는 데 효과적이었습니다. [38]. 2년생 Panax notoginseng의 생장과 사포닌 축적을 위해서는 450 kg·hm−2 K 비료를 시용하는 것이 가장 효과적이었다. [39]. N:P:K = 2:2:1의 비율에서 수열추출물, 하르파기드, 하르파고사이드의 총 함량이 가장 높았습니다. [40]. 높은 N, P, K 비율은 포고스테몬 카블린의 생장을 촉진하고 휘발성 오일 함량을 증가시키는 데 유익했습니다. 낮은 N, P, K 비율은 포고스테몬 카블린 줄기잎 오일의 주요 유효 성분 함량을 증가시켰습니다. [41]. YCH는 척박토양에 강한 식물로, N, P, K와 같은 특정 영양소가 필요할 수 있습니다. 본 연구에서는 재배된 YCH와 비교했을 때 야생 YCH 식물의 토양이 상대적으로 척박했습니다. 토양 유기물 함량, 총 N, 총 P, 총 K는 각각 재배 식물의 약 1/10, 1/2, 1/3, 1/3 수준이었습니다. 따라서 토양 영양소의 차이가 재배 YCH와 야생 YCH에서 검출된 대사산물의 차이를 유발하는 또 다른 원인일 수 있습니다. Weibao Ma et al. [42] 일정량의 질소 비료와 인산 비료를 시용하면 종자의 수량과 품질이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다. 그러나 영양소가 YCH의 품질에 미치는 영향은 명확하지 않으며, 약재의 품질을 향상시키기 위한 시비 방안에 대한 추가 연구가 필요합니다.

한약은 “좋은 환경은 수확을 촉진하고 나쁜 환경은 품질을 향상시킨다”는 특성을 가지고 있습니다.43]. 야생 YCH에서 재배 YCH로 점진적으로 전환되는 과정에서, 식물의 서식지는 건조하고 불모의 사막 초원에서 물이 풍부한 비옥한 농경지로 변화했습니다. 재배 YCH의 서식지는 우량하고 수확량도 높아 시장 수요를 충족하는 데 도움이 됩니다. 그러나 이러한 우량한 서식지는 YCH 대사산물에 상당한 변화를 가져왔습니다. 이러한 변화가 YCH의 품질 향상에 도움이 되는지, 그리고 과학 기반 재배 방식을 통해 고품질 YCH를 어떻게 생산할 수 있을지에 대한 추가 연구가 필요합니다.

모의 서식지 재배는 특정 환경 스트레스에 대한 식물의 장기 적응에 대한 지식을 기반으로 야생 약용 식물의 서식지와 환경 조건을 모의하는 방법입니다.43]. 야생 식물, 특히 진정한 약재의 공급원으로 사용되는 식물의 원래 서식지에 영향을 미치는 다양한 환경 요인을 시뮬레이션함으로써 과학적 설계와 혁신적인 인간 개입을 통해 중국 약용 식물의 성장과 이차 대사의 균형을 맞추는 접근 방식입니다. [43]. 본 연구의 목적은 고품질 약재 개발을 위한 최적의 조건을 구축하는 것입니다. 모의 서식지 재배는 약력학적 기초, 품질 지표, 그리고 환경 요인에 대한 반응 기전이 불분명하더라도 고품질 YCH 생산을 위한 효과적인 방안을 제공할 것입니다. 따라서, YCH 재배 및 생산에 있어 과학적 설계 및 현장 관리 방안은 건조, 불모지, 모래 토양과 같은 야생 YCH의 환경적 특성을 고려하여 수립되어야 합니다. 동시에, 연구자들이 YCH의 기능성 물질 기반과 품질 지표에 대한 더욱 심층적인 연구를 수행하기를 기대합니다. 이러한 연구는 YCH에 대한 더욱 효과적인 평가 기준을 제공하고, 고품질 생산과 산업의 지속 가능한 발전을 촉진할 수 있을 것입니다.