Med različnimi škodljivimi dejavniki pri rasti posevkov so pleveli še posebej škodljivi in povzročajo večjo izgubo pridelka kot skupne izgube, ki jih povzročajo rastlinske bolezni in škodljivci po vsem svetu. Če plevela ne zatiramo, bo uničenih približno 33 odstotkov -53 odstotkov pridelka. Tradicionalno so se kemični herbicidi uporabljali za odstranjevanje plevela pri obsežnem gojenju kitajskih zelišč. Čeprav kemični herbicidi vplivajo na rast in razvoj plevelov, imajo bolj ali manj škodljive učinke tudi na sama kitajska zelišča, kar bo sčasoma vplivalo na pridelek, kakovost in klinično učinkovitost kitajskih zelišč. Poleg tega lahko dolgotrajna uporaba velikih količin herbicidov povzroči, da pleveli razvijejo odpornost, zaradi česar je kasnejše zatiranje plevela težje. Kemosenzibilizacija se nanaša na koristne in škodljive učinke sekundarnih metabolitov rastlin, bakterij, gliv in alg na rast in razvoj kmetijskih in naravnih ekosistemskih organizmov, ki jih imenujemo kemosenzibilizirane snovi. Uporaba kemosenzitivnih snovi kot herbicidov rastlinskega izvora postaja vroča tema raziskav, saj nimajo ostankov ali toksičnih učinkov.
Pelin je posušen list Artemisia argyi Levl. et Vant. iz družine Asteraceae, ki učinkuje na segrevanje menstrualnega iztoka in zaustavljanje krvavitev, razpršuje mraz in lajša bolečine; uporabljamo ga zunanje za odvajanje vlage in lajšanje srbečice. Že v starodavnih kitajskih pesniških spisih je bilo zapisano, da so listi mokse uporabljali za povzročanje ognja, prva medicinska knjiga na Kitajskem, Rumeni cesarjev klasik interne medicine, pa je zapisala uporabo listov mokse za terapijo z mokso. Sodobna farmakologija je pokazala, da imajo listi pelina različne farmakološke učinke, kot so antibakterijski, protivirusni, hemostatski, protitumorski, hepatoprotektivni in holeretični, antioksidativni, zaviralni kašelj, analgetični in protivnetni, hipoglikemični in imunomodulatorni, pri čemer so glavni fenolne kisline, flavonoidi in seskviterpeni. farmakološke komponente. Vendar pa je ekipa na terenu opazila, da ima pelin močno konkurenco za ekološke niše in je prevladujoča skupnost z malo okoliškim plevelom in nizko biotsko raznovrstnostjo, kar nakazuje, da ima lahko pelin bolj intenziviran senzorično biološki in ekološki učinek. Medtem je bil v prejšnjem poskusu o ekološkem sajenju kitajskih zelišč prah pelina zasnovan za uporabo kot gnojilo za krizanteme, ehinaceje in atraktilode, po naključju pa je bilo ugotovljeno, da ima srednje in visoko tretiranje s prahom pelina pomemben zaviralni učinek na plevel vrsta, število in biomasa na poljih krizanteme, ehinaceje in atraktiloda v primerjavi s slepo kontrolo. Rezultati kažejo, da imajo lahko listi pelina pomembne herbicidne učinke in potencial, da se razvijejo kot herbicid rastlinskega izvora, zato so bili njegovi herbicidni učinki sistematično ovrednoteni ter raziskani materialna osnova in mehanizem delovanja.
Skupina je prvič ugotovila, da imajo vodni izvlečki listov pelina močno zaviralno delovanje proti enokaličničnim plevelom Setaria viridis in Echinochloa crusgalli ter dvokaličničnim plevelom Portulaca oleracea in Amaranthus retroflexus. Z uporabo herbicidnega delovanja kot vodila in v kombinaciji s LC-MS za izvedbo ciljnega ločevanja je bilo ugotovljeno, da je spojina fenolne kisline izoklorogenska kislina A glavna kemosenzibilna aktivna snov v pelinu in je bila odkrita v rastni zemlji pelina, kar kaže, da je pelin lahko zavira rast plevela s sproščanjem izoklorogenske kisline A v okolje. Istočasno je bil širok spekter delovanja izoklorogena A na zaviranje plevela potrjen z zaviranjem rasti plevela v šestih različnih družinah, kar kaže, da se izoklorogen A lahko uporablja kot zeleni herbicid in je lahko tudi hrana za razmišljanje in navdih za nove herbicidi kot pionirska spojina.
Slika 1 Delovno vodena izolacija kemosenzitivnih učinkovin iz vodnih izvlečkov listov pelina
Slika 2 Ocena herbicidnega delovanja širokega spektra izoklorogenske kisline A
Fiziološka analiza je pokazala, da je zdravljenje z izoklorogensko kislino A povzročilo zmečkanje, rumenenje in odmiranje listov plevela. Svetlobna mikroskopija in transmisijska elektronska mikroskopija sta razkrili, da je izoklorogenska kislina A povzročila krčenje epidermalnih celic listov, povečane celice žilnega ovoja listnih žil in zmanjšan notranji klorofil; celična membrana se raztopi in loči od celične stene in organeli razpadejo.
Raziskovalna skupina je uporabila RNA-seq, da bi razjasnila spremembe v nivojih transkriptov plevela po zdravljenju z izoklorogensko kislino A. 716 genov je bilo različno izraženih, od tega jih je bilo 439 reguliranih navzgor in 277 genov navzdol. "Analiza obogatitve KEGG je pokazala, da je inhibicija poti "diterpenoidne biosinteze" pomemben mehanizem delovanja za herbicidno aktivnost izoklorogenske kisline A, ki v glavnem zavira gibereline plevela in fitoplankton. To je bilo potrjeno z RT-qPCR in meritvami vsebnosti giberelina.
