Az Atriplex Canescens a Cistanche Deserticola új gazdája

Kapcsolatfelvétel: emily.li@wecistanche.com

Fangming Wang és mtsai

Absztrakt

Cistanche deserticolaTörténelmileg a hagyományos kínai orvoslásban használták a vese (jang) működésének kiegészítésére, a vér és az esszencia pótlására, valamint a belek nedvesítésére a székletürítés érdekében. Gazdája, a Haloxylon ammodendron fontos úttörő növény, amelyet szélfogók és homokdűnék rögzítésére használnak, amelyek az elsivatagosodás szabályozására használt stratégiák. Sokáig úgy vélték, hogy a C. deserticola csak a H. ammodendronban képes parazitálni. Ebben a vizsgálatban morfológiai azonosítást, génvonalkód azonosítást és oltási kísérleteket végeztünk, végül megállapítottuk, hogy a C. deserticola az Atriplex canescens-ben is parazitálhat. Az A. canescens a Chenopodiaceae faj, amely széles körű alkalmazkodóképességgel rendelkezik. A H. ammodendronhoz képest nagyobb biomasszával és szélesebb ökológiai alkalmazkodóképességgel rendelkezik, így alkalmasabb a C. deserticola ipari termesztésére. Emellett azt is megállapítottuk, hogy az aktív komponensek koncentrációja magasabb volt az A. canescensen élősködő C. deserticolában, mint a H. ammodendronon élősködőkben; ez a megállapítás továbbá azt sugallja, hogy a C. deserticola nagyobb léptékű alkalmazása további kutatást igényel.

Kulcsszavak:Cistanche deserticola, Parazitizmus, DNS vonalkód alapú azonosítás, Hagyományos kínai orvoslás, Cistanche salsa

Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a cistanche-ról

1. Bemutatkozás

A Cistanche hagyományos kínai orvoslásban való használatát először a Shennong Herbal Scripture jegyezték fel, annak hatásai miatt.alakformálásveseyang, fellendítéseazlényegnak,-nekvér, ésnedvesítésazbeleka széklet áthaladásának megkönnyítésére. Az ókori gyógynövénygyógyászati ​​munkákban is feljegyezték, mint "sivatagginzeng'. A Cistanche deserticola YC Ma és a Cistanche tubulosa (Schenk) Wight száraz húsos szára és pikkelyes levelei az első ízületek, amelyeket 2005-ben írtak le a Kínai Gyógyszerkönyvben. A Cisztanche-t főként Xingjiangban, Belső-Mongóliában és a kínai Gansuban termesztik, globálisan pedig félszáraz és száraz területeken az európai Ibériai-félszigeten, Észak-Afrikában, Arábiában, Iránban, Afganisztánban, Pakisztánban, Észak-Indiában, Mongóliában stb. al. [1]. Ellenáll a zord környezeti feltételeknek, például a rendkívül száraz éghajlatnak, a súlyos hőmérséklet-ingadozásoknak és az elromlott talajoknak [2]. A kínai magasabb rendű növények taxonómiai indexe szerint Kínában hat Cistanche faj található. Egy további vizsgálat azonban csak négy faj és egy változat Cistanche létezését erősítette meg, nevezetesen a C. deserticola YC Ma, C. tubulosa (Schenk) R. Wight, C. salsa (CA Mey.) G. Beck, C. sinensis G. Beck és C. salsa var. albiflflora PF Tu et al., [3].

A C. deserticolát a Cisztanche egyetlen hagyományos forrásának tekintik, és a keleti Han-dinasztia (i.sz. 25–220) óta régóta használják az orvostudományban [4]. A Materia Medica összefoglalójában (Li Shizhen, Ming-dinasztia) dokumentálták, hogy simán tonizálja a jangot (ellentétben más, erőteljesebb hatású gyógynövényekkel). A C. deserticolából modern fitokémiai módszerekkel számos hatékony kémiai összetevőt izoláltak, beleértve a fenil-etanoid-glikozidokat, iridoidokat, lignánokat, alditolokat, oligoszacharidokat, poliszacharidokat és alkaloidokat [5]. Farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a fenetil-glikozid a fő hatóanyag, és arról számoltak be, hogyjavítaniszexuálisfunkció, erőltetnineuroprotektívhatások, javítanitanulásésmemória, ésvédeniazmáj. A demencia ellen is terápiás hatást fejt ki,Alzheimer-kórbetegség, Parkinson-kór betegség, fáradtság, ésdaganatokkiállításokkal együttanti-gyulladásosésimmunmodulálótulajdonságok [6, 7].

A C. deserticola egy kötelező parazita növény, amely kizárólag a Haloxylon ammodendron gyökerein él [8]. Egy tanulmány szerint a C. deserticola még a Haloxylon persicumban sem található [9]. Az utóbbi években egyre nagyobb figyelmet szentelnek a C. deserticolának, mivel nemcsak gyógyászati ​​értékű összetevők forrása, hanem nagyban hozzájárul az elsivatagosodás leküzdéséhez is [10]. A H. ammodendron az egyetlen gazdaszervezet, amelyet a C. deserticola bevonásával végzett vizsgálatokban használtak. 2017 áprilisában Wang Shuai, a Zhejiang Quheng Public Welfare Fund alkalmazottja beoltotta a C. deserticola magvait Atriplex canescens-en a Minqin sivatagi botanikus kertben, Gansu tartományban, és a C. deserticola magvakat 2018 májusában virágzásnak találták, és folytatta. A magvakat azonban a piacról vásárolták, és kétséges, hogy valóban a C. deserticola magjairól van-e szó. Ráadásul ez a jelenség megtöri a hagyományos ismereteket, és további tanulmányozásra szorul

Az A. canescens egy C4 évelő cserje, amely Délnyugat-Amerika sivatagaiban őshonos, és gyorsan alkalmazkodik a sótartalomhoz, a nehézfémekhez, a szárazsághoz és a magas hőmérsékletekhez [11]. Mivel nagyon ízletes és tápanyagban gazdag, a legtöbb haszonállat és nagytestű állat takarmányaként használják [12]. Ezen túlmenően kiváló alkalmazkodóképessége és kiterjedt gyökérrendszere miatt különösen hasznos az erózió elleni küzdelemben és a peremterületek rekultivációjában. Először 1989-ben hozták be Kínában az Amerikai Egyesült Államokból, és széles körben használták talaj- és vízvédelemre, homok rögzítésére és szikes talaj helyreállítására [13]. Bár a C. deserticola A. canescensen való szaporodásáról szóló tanulmány megdönti a C. deserticola kizárólagos parazita megértését, ez forradalmi megállapításnak bizonyulhat, mivel az A. canescens alkalmasabb a C. deserticola szaporodására, mert nagyobb biomasszával és szélesebb ökológiai alkalmazkodóképességgel rendelkezik, mint a H. ammodendron.

A véletlenszerű felfedezés pontosságának biztosítása érdekében növényazonosítási és mesterséges oltási kísérleteket végeztünk. A hagyományos növényazonosítás magában foglalja az érzékszervi értékelést (például tapintás, szaglás, látás és íz), a morfológiai jellemzők elemzését (például mikroszkopikus és makroszkopikus) és a kémiai profilalkotást (például nagy teljesítményű folyadékkromatográfiát, vékonyréteg-kromatográfiát és gázvizsgálatot). kromatográfia) [14]. A C. tubulosa és a C. Sinensis kizárása viszonylag egyszerű a szárban lévő edénykötegek méretének, színének és elrendezésének különbsége miatt. Az igazi kihívás a C. deserticola és a C. salsa megkülönböztetése. A Kínai Flora szerint a C. salsa fellevelének hossza a corolla körülbelül 1/3-a, míg a C. deserticolánál egyenlő. A húsos szárak keresztmetszete hasonló a C. deserticola és a C. salsa esetében, és az epidermiszből, a kéregből, az érnyalábokból és a bélből áll. A fő különbség a vaszkuláris köteg hüvelyében van, mivel a C. deserticola esetében farok alakú, a C. salsa esetében pedig háromszög vagy félkör alakú.

Az elmúlt években a DNS vonalkódolási technológiát gyakran alkalmazták a fajok azonosítására. Ez egy olyan eljárás, amely a standard genomból származó rövid DNS-szekvenciát használ, amely általában konzervált, és nem befolyásolják külső tényezők, például az életkor és a növényi szövet típusa. A növényi DNS vonalkódok népszerű jelölt szekvenciái az rbcL, matK, psbA-trnH, ITS és ITS2 [15]. Számos tanulmány kimutatta, hogy az ITS/ITS2 a növények leghatékonyabb azonosítási eszköze. Azt is javasolták, hogy az ITS2 régiót be kell építeni a mag vonalkódokba, mert nagyobb megkülönböztető ereje, mint a plasztid vonalkódoké. Elfogadták, hogy az ITS2 új univerzális vonalkódként használható növényi taxonok széles körének azonosítására [16, 17, 18, 19, 20, 21]. Bár számos tanulmány megpróbálta azonosítani az univerzális növényi vonalkódot, a rendelkezésre álló lókuszok egyike sem működik minden fajra kiterjedően, ezért több lókuszos módszerre van szükség a növényfajok megkülönböztetéséhez [22, 23, 24, 25, 26, 27, 28] . Ebben a vizsgálatban az ITS2, rbcL, psbA-trnL vonalkódokat használtuk.

A morfológiai és molekuláris azonosítási technikák mellett közvetlen bizonyítékok származnak az oltási kísérletekből. Inokulációs kísérleteket kell végezni annak bizonyítására, hogy a C. deserticola képes parazitálni az A. canescens-ben. Az azonosítás mellett a minőség-ellenőrzés válik elsődleges szemponttá. További vizsgálatok szükségesek a H. ammodendron gyökéren élősködő C. deserticola és az A. canescensen élősködő C. deserticola minősége közötti különbség megállapítására.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Növényi anyagok

A Cistanche lágy homokos talajon növekszik, enyhe szikesedéssel, általában a gazdanövény 30–100 cm mély oldalgyökereiben élősködik. Az alkalmas termőhely éghajlata száraz, kevésbé csapadékos, nagy párolgású, hosszú napsütéses órákkal, nagy a nappali és éjszakai hőmérséklet különbséggel. Minqin megye és Baiying város a gyűjtőhelyek ezeknek a mintáknak, földrajzilag közel vannak, és mérsékelt kontinentális, száraz éghajlatúak, évi átlagos csapadékmennyiség 113,2 mm, átlagos éves relatív páratartalom pedig 44 százalék. A mintavételre vonatkozó konkrét és részletes információkat az 1. táblázat tartalmazza. Minden mintát lefagyasztottunk és -20 C-on tároltuk a State Key Laboratory of Natural and Biomimetic Drugs Labban, Pekingben, Kínában.

2.2. Szövetfestés és megfigyelés

Friss mintákat vettünk, és 70 százalékos etanolt, jégecetet és formaldehidet 90:5:5 arányban tartalmazó oldatban tároltunk, majd etanol gradiens alkalmazásával (75 százalék, 95 százalék, 100 százalék, 100 százalék) dehidratáltuk. 1 óráig. A dehidratált metszeteket xilol gradiensnek (25 % , 50 % , 75 % , 100 % , 100 % ) vetettük alá 1 órán keresztül, hogy átlátszó metszeteket kapjunk. Az átlátszó metszeteket paraffin infiltrációnak vetettük alá, ahol a mintát tartalmazó xilolhoz xilol térfogatának megfelelő térfogatú paraffint adtunk, majd a keletkező oldat felét leszívtuk, és ismét azonos térfogatú paraffint adtunk hozzá. Ezt az eljárást 10-szer megismételtük, végül az összes oldatot leszívtuk, és azonos térfogatú paraffinnal helyettesítettük; ezt az ötödik lépést kétszer megismételtük, és a kapott oldatot mindegyik lépés után 1 órán át 75 C-on inkubáltuk. A paraffin beszivárgás után a metszeteket beágyaztuk, ahol a mintákat egy folyékony paraffint tartalmazó vastartályba helyeztük, és további folyékony paraffint helyeztünk. gyorsan hozzáadjuk, hogy az egész tartályt kitöltse, és hagyjuk megszilárdulni. A kapott viasztömböt levágtuk és szekcióra vágtuk. A beágyazott metszeteket meleg vízbe helyeztük, kikészítettük, tárgylemezre helyeztük, és 45 C-on 30 percig inkubáltuk. A tárgylemezen lévő metszeteket 100% xilolban, 100% xilolban, 50% xilolban, 50% xilolban, 100% etanolban, 100% etanolban, 95% etanolban és 75% etanolban történő sorozatos áztatással viaszmentesítettük, majd 40% -os oizolással áztattuk. min. Ezt egy újabb sorozatos, gyors áztatás követte 75 százalékos etanolban és 95 százalékos etanolban, majd a tárgylemezeket 1 percre gyorszöldbe merítjük. Végül a metszeteket még egy utolsó sorozatos áztatásnak vetették alá 95% etanolban, 95% etanolban, 100% etanolban, 100% etanolban, 50% xilolban, 50% xilolban és 100% xilolban. A metszetek megfestése után a tárgylemezre egy csepp gyantaragasztót, majd egy fedőüveget tettek rá. A tárgylemezeket egy hétig háborítatlanul hagytuk, majd a szövetmetszeteket Olympus optikai mikroszkóppal megfigyeltük és leképeztük.

2.3. DNS extrakció és PCR amplifikáció

A teljes genomiális DNS-t virágmintákból egy növényi genomikus DNS extrakciós készlettel (Solarbio Science & Technology Co., Ltd., Peking, Kína) vonták ki a gyártó protokollja szerint. A génamplifikációhoz és szekvenáláshoz szükséges primereket, valamint a reakciókörülményeket a 2. táblázat tartalmazza. Minden génamplifikációt háromszor megismételtünk minden mintánál.

2.4. Szekvenciaelemzés

A pontos szekvenciák elérése érdekében a fifinal PCR-termékeket a Transgene Quick Gel Extraction Kits segítségével történő tisztítás után külön klónoztuk pEASY®-Blunt klónozó vektorokba a gyártó utasításai szerint. Klónozás után kémiailag kompetens Trans5ɑ sejtekké transzformálták őket. Minden mintából véletlenszerűen három telepet választottunk ki, és M13 primerekkel szekvenáltuk. Ezeket a telepeket Sanger szekvenálás segítségével kétirányú szekvenálással végeztük, az ABI Prism 3700 DNS-analizátorokon található BigDye Terminator V3.1 Cycle Sequencing Kits segítségével. A kapott szekvenciákat a Clustal X (v1.8.7) [29] segítségével illesztettük, és manuálisan szinkronizáltuk a BioEditben (v7.1.3.0) [30]. Az igazított szekvencia adatok felhasználásával a filogenezist a MEGA 7 szoftverrel szomszéd-joining (NJ) módszerrel rekonstruáltuk, Kimura 2-paraméteres (K2P) modellt használtunk, és a bootstrap 1000 ismétlés volt [31].

2.5. C. deserticola beoltása

Három gramm C. deserticola magot adtunk a homokos talajt tartalmazó edényekbe (átmérő magassága alsó átmérő ¼ 20 cm- 20 cm-12 cm), és megkevertük az egyenletes eloszlás érdekében. A kontrollcsoport 3 g C. salsa magból állt, amelyet hasonló, homokos talajt tartalmazó edényekbe adtunk. Végül minden cserépbe A. canescens-t ültettek, és a cserepeket a szabadba helyezték. Amikor a talaj nedvességtartalma kevesebb, mint 13 százalék (g/g), az edényeket meglocsolták. A kísérletet a Zhongguancun Life Science Parkban, Pekingben, Kínában végezték (é. szélesség 39-560 szélesség, keleti hosszúság 116 200; 20 m tengerszint feletti magasság) májustól júliusig. A nappali hőmérséklet 16 és 35 C, az éjszakai hőmérséklet 12 és 16 -C között változott. A levegő relatív páratartalma meghaladja az 50 százalékot. A napfény bőséges. Körülbelül 80 nappal később a talajt eltávolítottuk az edényekből, és meghatároztuk az oltási arányt.

2.6. A gyógyszerkomponensek koncentrációjának meghatározása

A gyógyászati ​​komponensek koncentrációjának meghatározása két részből áll, az egyik a folyadékkromatográfiás eljárás, a másik a referenciaanyag és a vizsgált anyag elkészítése, további részletek a következők:

én). Az echinakozid és a verbaszkozid-echinakozid és a verbaszkozid meghatározását lemértük, és 50 százalékos metanolban hozzáadtuk, így egy 0,2 mg/ml oldatot kaptunk, amelyet referenciaoldatként használtunk. Az első a száraz C. deserticola porrá őrlése, a port 100 ml-es barna mérőlombikban 50 ml 50%-os metanolban elkeverjük, majd a keveréket rázás, áztatás után kapjuk meg a tesztfolyadékot. , ultrahangos kezelés, állás és szűrés. A kromatográfiás oszlop Agilent ZORBAX SB-C18 oszlop volt (4,6 mm 150 mm, 5 μm), metanol (A) - 0,1 százalékos hangyasav oldattal (B) mozgófázisként, gradiens elúció (0-17 perc, 26,5 százalék A; 17–20 perc, 26,5 százalék → 29,5 százalék A; 20–27 perc, 29,5 százalék A), az áramlási sebesség 1,0 ml/perc, az oszlop hőmérséklete 35 C, a detektálási hullámhossz 330 nm, az injektált térfogat 10ul.

ii). A betain, mannit, fruktóz, glükóz és szacharóz meghatározása A betaint, mannitot, fruktózt, glükózt és szacharózt pontosan lemértük, és vízhez adtuk, hogy {{0}},25 mg/ml-es oldatot kapjunk. referenciaoldatként használjuk. A fent említett Cistanche-tesztoldatból 5 ml-t összekevertünk 5% metanollal egy 25 ml-es mérőlombikban, jól összeráztuk, és 0,2 μm-es mikroporózus membránon leszűrtük. A kromatográfiás oszlop SHODEXASHAIPAK NH2P-50 4E polimerizált géloszlop (250 mm 4,6 mm, 5 μm), a mozgófázis acetonitril-víz (77:23), áramlási sebessége 0,7 ml/perc, az oszlop hőmérséklete: 25 C, Evaporative light scattering detector (ELSD) segítségével a sodródó cső hőmérséklete 100 C, a vivőgáz áramlási sebessége 3 L/perc, a referenciaanyag és a minta injektált térfogata 5 ul.

3. Eredmények

3.1. A virágok morfológiai azonosítása

Az A. canescensben élősködő Cistanche faj igazolására virágpéldányok morfológiai elemzését végeztük (1. ábra és S1. ábra). A parazita növény virágainak általános morfológiája hasonló volt a C. deserticolához. Továbbá, a corolla vastagabb volt, mint a C. salsa különböző gazdákon. A Flora of China szerint a C. deserticola és a C. salsa nyilvánvaló különbségeket mutat a virágok fellevelében. A C. deserticolában a fellevelek kisebbek, mint a korolla, míg a C. salsa fellevele a korolla hosszának 1/3-a. Statisztikai elemzésünk alapján az A. canescensen élősködő Cistanche és a C. deserticola fellevelei kisebb arányban voltak a korollal (S2. ábra). Az A. canescensen lévő Cistanche a C. deserticola morfológiai jellemzőit mutatta, ami arra utal, hogy a C. deserticola lehet az A. canescens parazitája.

1. ábra A Cistanche virágok morfológiai jellemzői. (A) Cistanche deserticola (gazda: Haloxylon ammodendron); (B) Cistanche (házigazda: Atriplex canescens); (C) Cistanche salsa (házigazda: Sympegma regelii); (D) Cistanche salsa (házigazda: Salsola passerina).

3.2. A festett szövetminták mikroszkópos azonosítása

A C. deserticola húsos szárának keresztmetszete nagyon hasonlít a C. salsa-éhoz, és mindkettő az epidermiszből, a kéregből, az érkötegből és a bélből áll. Mindkét növény edénykötege hullámos vagy mély hullámos gyűrűkbe rendeződik, a magok jól láthatóak. A fő különbség az érköteg hüvelyének oldalirányú alakjában rejlik; a C. deserticolában farok alakú, a C. salsában pedig háromszög vagy félkör alakú. Az A. canescensen élősködő Cistanche mikroszerkezeti analízise során azt találtuk, hogy a C. deserticolára emlékeztető, farok alakú érköteg hüvelye volt (2. ábra).

2. ábra: A húsos szár mikroszkópos jellemzői különböző Cistanche fajokban. (A) A Cistanche deserticola húsos szárának mikroszkópos jellemzői: 1. epidermisz, 2. kéreg, 3. levélnyomköteg, 4. érköteg, 5. velős sugár, 6. érköteg hüvely, 7. floém, 8. xilém , 9. bél. (B) A Cistanche deserticola érköteg nagyított nézete: 1. érköteg hüvely, 2. rost, 3. prolinsejtek, 4. háncsrost, 5. floém, 6. xilem, 7. ér, 8. nylon. (C) A Cistanche salsa húsos szárának mikroszkópos jellemzői: 1. epidermisz, 2. levélnyomköteg, 3. kéreg, 4. érköteg, 5. velős sugár, 6. bél. (D) A Cistanche salsa érkötegének kinagyított képe: 1. érköteg hüvely, 2. prolinsejtek, 3. rost, 4. floém, 5. ér, 6. xilem. (E) Az Atriplex canescensen élősködő Cistanche húsos szárának mikroszkópos jellemzői 1. epidermis, 2. cortex, 3. vascularis nyaláb, 4. medulláris sugár, 5. bél. (F) Az Atriplex canescensen élősködő Cistanche érköteg nagyított nézete 1. ér, 2. xylem, 3. kambium, 4. floém, 5. érköteg hüvely.

3.3. Molekuláris azonosítás

A morfológiai azonosítás mellett molekuláris azonosítást is végeztünk, és kiválasztottunk három génfragmenst, nevezetesen az ITS2-t, az rbcL-t és a psbA-trnL-t. Az egyes fragmentumok szekvenciainformációinak felhasználásával evolúciós fát állítottunk fel (3. ábra), és mindhárom filogenetikai fa azt mutatta, hogy az A. canescensen élősködő Cistanche szoros filogenetikai rokonságban áll a C. deserticolával. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a C. deserticola lehet az A. canescens parazitája. Részletes génkülönbségeket figyeltek meg a különböző Cistanche fajok között többszörös szekvencia-illesztéskor (4. ábra). Három egynukleotidos polimorfizmust (SNP) találtunk az ITS2 géntestben a C. deserticola és a C. salsa között, a 139., 295. és 472. bázisnál. Az rbcL géntestben négy géndivergencia volt a C. deserticola és a C. salsa, amely két SNP-t és két inszerciós és deléciós (indel) mutációt tartalmaz. Az ITS2-vel és az rbcL-lel összehasonlítva a psbA-trnL géntestben a C. deserticola és a C. salsa közötti különbségek nyilvánvalóbbak voltak, hét szekvencia eltéréssel, ahol négy SNP és három InDel mutáció. Közelebbről, egy sor timin-ismétlődés, amely az összehangolt szekvencia 414. bázisától kezdődik, felhasználható egyszerű szekvencia ismétlődés (SSR) markerek kifejlesztésére a C. deserticola és a C. salsa megkülönböztetésére.

3.4. C. deserticola beoltása

Annak tesztelésére, hogy a C. deserticola vagy a C. salsa képes-e parazitálni az A. canescens-t, oltási kísérletet végeztünk, és minden C. deserticola-val beoltott edényben parazitizmusra utaló bizonyítékot találtunk, majdnem 100 százalékos beoltási arány mellett (5. ábra). A kontrollcsoportokban parazitizmust nem figyeltek meg. Ez az eredmény egyenesen bizonyítja, hogy a C. deserticola könnyen parazitált az A. canescensen, míg a C. salsa nem.

3.5. Jelentős gyógyászati ​​komponensek koncentrációjának meghatározása

Megbecsültük a fontos gyógyászati ​​komponensek koncentrációját az A. canescensen élősködő C. deserticolában. A specifikus kromatogram a kiegészítő anyagban látható. A pontos eredmények elérése érdekében négy független kísérletet állítottunk fel. Méréseink alapján (3. táblázat) azt találtuk, hogy a verbaszkozid és az echinakozid koncentrációja 20-szer magasabb, mint a Kínai Gyógyszerkönyvben közölt (a Kínai Gyógyszerkönyv szerint az echinakozid koncentrációk összegének százalékos aránya). a verbascoside pedig a C. deserticolában kevesebb legyen, mint 0.30 százalék). A koncentrációk szintén szignifikánsan magasabbak voltak, mint a H. ammodendronon parazitált C. deserticolában (általában 0,2-1,5 százalék) [32]. A mannit, a betain, a fruktóz és más szénhidrát komponensek koncentrációja is nagyon magas volt, és az általános minőség jobb volt, mint a H. ammodendronon parazitált C. deserticola esetében. Így ezek az eredmények azt mutatják, hogy az A. canescens felhasználható a C. deserticola ipari szintű termesztésére és a veszélyeztetett vadon élő erőforrások védelmére.

4. Megbeszélés

Korábban úgy tekintették, hogy a C. deserticola kizárólag a H. ammodendronban parazitál. Ebben a tanulmányban azonban morfológiai és molekuláris azonosítási technikákkal kimutattuk, hogy a C. deserticola is képes parazitálni az A. canescens-ben. Bár a H. ammodendron, az A. canescens és a H. persicum mind a Chenopodiaceae családba tartoznak, érdekes és különös, hogy a C. deserticola fajszelektivitással rendelkezik, amelyet valószínűleg a gazdaszervezet által kiválasztott jelzőmolekulák szabályoznak. Az Amerikai Egyesült Államokból származó A. canescens erősen ellenáll a környezeti zavarokkal szemben, és viszonylag nagy biomasszával rendelkezik. Az A. canescens számos okból életképes gazdaszervezet a C. deserticola számára. Először is, sokféle környezeti körülmény között képes túlélni. Másodszor, a C. deserticola biomassza és növekedési üteme nagyobb és gyorsabb lehet az A. canescensen, mint a H. ammodendronon. Harmadszor, az A. canescens alkalmazkodóképességének széles skálája miatt az ültetési terület tovább bővíthető. Így az A. canescens megkülönböztető előnyökkel rendelkezik a H. ammodendron mint gazdaszervezethez képest, és elősegíti a C. deserticola ipari termelését.

A C. deserticolát és a C. salsát nehéz megkülönböztetni, és a morfológiai azonosítás a múltban zavaró eredményeket hozott. A molekuláris biológia fejlődésével a molekulaalapú azonosítási technikákat széles körben alkalmazzák a kínai gyógynövénygyógyászatban. Mivel a legtöbb kínai növényi gyógyszer kevés genomikai információt kínál, a DNS vonalkódolási technológia áttörést jelentő azonosítási technikaként jelent meg. Ebben a tanulmányban a morfológiai és DNS vonalkódolási technológiát átfogóan alkalmazták az ismeretlen Cistanches fajok azonosítására; erre még nem volt kísérlet, és eredményeink azt mutatják, hogy ez a megközelítés megvalósítható.

Mivel a C. deserticola az A. canescensben élősködik, fontos meghatározni a C. deserticola minőségi különbségeit az A. canescent és a H. ammodendron gyökerein. Eredményeink szerint az A. canescensen parazitált C. deserticolában magasabb volt az aktív komponensek koncentrációja, mint a H. ammodendronon parazitáltban. Eredményeink tehát szilárd elméleti alapot teremtenek az A. canescensen élősködő C. deserticola nagyüzemi termeléséhez.

5. Következtetések

Sokáig úgy vélték, hogy a C. deserticola kizárólag a H. ammodendronban élősködik. Korábban azt találták, hogy a piacról vásárolt C. deserticola magvak A. canescensben, egy másik

Chenopodiaceae növény. Morfológiai és molekuláris azonosítási módszerekkel igazoltuk, hogy az A. canescens-ben élősködő Cistanche faj a C. deserticola volt. Ezt az eredményt az oltási kísérlet is megerősítette. Meghatároztuk a szignifikáns gyógyászati ​​komponensek koncentrációját, és eredményeink arra utalnak, hogy az A. canescensen parazitált C. deserticolában a komponensek koncentrációja és minősége magasabb volt, mint a H. ammodendronban élősködőben. Az új gazdák felfedezése elősegítheti a C. deserticola ipari termelését, valamint hatékonyan védheti a vadon élő erőforrásokat és az ökológiai környezetet.

Hivatkozások
[1] DY Tan, QS Guo, CL Wang, Tanulmány a Cistanche deserticola status quo-járól, valamint kiaknázásáról és hasznosításáról Kínában, For. Erőforrás. Manag. 33 (2004) 29–32.
[2] XY Qiao, HL Wang, YH Guo, Tanulmány a Cistanche magcsírázási körülményeiről, Zhongguo Zhong Yao Za Zhi 32 (2007) 1848–1850.
[3] PF Tu, YP He, ZC Lou, Felmérés Cistanche, Chin eredetéről és erőforrásainak védelméről. Tradit. Növény. Drugs 25 (1994) 205–208.
[4] LD Karalliedde, CT Kappagoda, A hagyományos kínai gyógyszerek kihívása allopátiás betegek számára, Am. J. Physiol. Szív Circ. Physiol. 297 (2009) 1967–1969.
[5] Y. Jiang, PF Tu, Analysis of chemical constituents in Cistanche species, J. Chromatogr. A 1216 (2009) 1970–1979.
[6] T. Wang, XY Zhang, WY Xie, Cistanche deserticola YC Ma, "sivatagi ginzeng": áttekintés, Am. J. Chin. Med. 40 (2012) 1123–1141.
[7] Pharmacopoeia NCOC, Pharmacopoeia of the People's Republic of China, The Chemical Industry Press, Peking, 2020.
[8] GX Meng, XS Cui, Y. Wu, YH Guo, Effects of Leveillula saxaouli a növekedésre, a klorofillra és a Haloxylon ammodendron szénhidrátjára, North. Hortic. 14 (2012) 141–143.
[9] YC Chen, M. Li, MZ Wu, YX Song, A Haloxylon Bunge két fajának gyökereinek szerkezete és összetétele, Plant Physiol. J. 49 (2013) 1273–1276.
[10] PF Tu, Y. Jiang, YH Guo, YZ Tian és társai, Developing ecological industry of Cistanches herba a nyugati sivatagi régió ökológiai civilizációjának elősegítésére, Mod. Áll. Med. 4 (2015) 297–301.
[11] SC Sanderson, HC Stutz, Magas kromoszómaszámok Mojavean és Sonoran sivatagban Atriplex canescens (Chenopodiaceae), Am. J. Bot. 81 (1994) 1045–1053.
[12] JL Peterson, DN Ueckert, RL Potter, JE Huston, Ökotípusos variáció kiválasztott négyszárnyú sóbokor populációban Nyugat-Texasban, J. Range Manag. 40 (1987) 361–366.
[13] DS Kong, Az Atriplex canescens morfológiai jellemzői és öko-fiziológiai alkalmazkodóképessége: áttekintés, Chin. J. Ecol. 32 (2013) 210–216.
[14] MA Bashir, MS Faezah, SSO Mohd, W. Alina, Review: DNS vonalkódolási és kromatográfiás ujjlenyomatok a növényi eredetű gyógyszerek hitelesítéséhez. Evid. Based Complement, Alternatív. Med. 2017 (2017) 1–28.
[15] XW Li, Y. Yang és munkatársai, Plant DNA barcoding: from gene to genome, Biol. Rev. 90 (2015) 157–166.
[16] SL Chen, H. Yao, JP Han és mtsai, Validation of the ITS2 region as a new DNS vonalcode for azonosítása gyógynövényfajták, PloS One 5 (2010), e8613.
[17] K. Luo, SL Chen, KL Chen és munkatársai, Assessment of jelölt növényi DNS vonalkódok a Rutaceae család segítségével, Sci. China Life Sci. 53 (2010) 701–708.
[18] T. Gao, H. Yao, JY Song és munkatársai, Gyógynövények azonosítása a Fabaceae családban potenciális DNS-vonalkód segítségével ITS2, J. Ethnopharmacol. 130 (2010) 116–121.
[19] T. Gao, H. Yao, JY Song és munkatársai, A jelölt DNS vonalkódok alkalmazásának megvalósíthatóságának értékelése a nagy Asteraceae család megkülönböztető fajaiban, BMC Evol. Biol. 10 (2010) 324.
[20] XH Pang, JY Song, YJ Zhu és munkatársai, DNA vonalkódolás használata az Euphorbiaceae fajok azonosítására, Planta Med. 76 (2010) 1784–1786.
[21] XH Pang, JY Song, YJ Zhu és munkatársai, Applying plant DNA vonalcodes for Rosaceae fajok azonosítása, Cladistics 27 (2011) 165–170.
[22] PD Hebert, EH Penton, JM Burns, DH Janzen, W. Hallwachs, Tíz faj egyben: A DNS vonalkódolás rejtélyes fajokat tár fel a neotróp kapitánylepkében, Astraptes fulguration, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101 (2004) 14812–14817.
[23] MW Chase, RS Cowan et al., Javaslat egy szabványosított protokollra az összes szárazföldi növény vonalkódolására, Taxon 56 (2007) 295–299.
[24] WJ Kress, DL Erickson, Kétlókuszos globális DNS vonalkód szárazföldi növények számára: a kódoló rbcL gén kiegészíti a nem kódoló trnH-psbA spacer régiót, PloS One 2 (2007) e508.
[25] DL Erickson, J. Spouge, A. Resch és munkatársai, DNS vonalkódolás szárazföldi növényekben: szabványok kidolgozása a siker maximalizálásának számszerűsítésére, Taxon 57 (2008) 1304–1316.
[26] NC Kane, Q. Cronk, Botanika határok nélkül: vonalkód a fókuszban, Mol. Ecol. 17 (2008) 5175–5176.
[27] R. Lahaye, M. van der Bank, D. Bogarin és munkatársai, DNS barcoding the floras of biodiversity hotspots, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (2008) 2923–2928.
[28] N. Kane, S. Sveinsson, H. Dempewolf és munkatársai, Ultra-barcoding in cacao (Theobroma spp.; Malvaceae) teljes kloroplaszti genom és nukleáris riboszomális DNS felhasználásával, Am. J. Bot. 99 (2012) 320–329.
[29] JD Thompson, TJ Gibson, F. Plewniak, F. Jeanmougin, DG Higgins, The CLUSTAL_X windows interface: rugalmas stratégiák többszörös szekvencia-illesztéshez minőségelemző eszközökkel, Nucleic Acids Res. 25 (1997) 4876–4882.
[30] TA Hall, BioEdit: felhasználóbarát biológiai szekvencia-illesztő szerkesztő és elemző program Windows 95/98/NT, Nucl. Acids Symp. Ser. 41 (1999) 95–98.
[31] S. Kumar, M. Nei, J. Dudley, K. Tamura, MEGA: biológus-centrikus szoftver DNS- és fehérjeszekvenciák evolúciós elemzéséhez, rövid. Bioinform. 9 (2008) 299–306.
[32] PF Tu, B. Wang, T. Deyama, ZG Zhang, ZC Lou, Analysis of phenylethanoid glycosids of Herba cistanchis by RP-HPLC, Acta Pharm. Sinica. 32 (1997) 294–300.