Atriplex Canescens: uus peremees Cistanche Deserticola jaoks

Kontakt:tina.xiang@wecistanche.com

Fangming Wang a, Bingyu Zhuo b, Shuai Wang c, Jin Lou c, Yuan Zhang b, Qingliang Chen a, Ziyi Shi a, Yuelin Song b, Pengfei Tu a,*

Riiklik looduslike ja biomimeetiliste ravimite laboratoorium ja loodusravimite osakond, farmaatsiateaduste kool, Pekingi ülikooli terviseteaduste keskus, Peking, 100191, Hiina

b Hiina Materia Medica kool, Pekingi Hiina meditsiini ülikool, Peking, 102488, Hiina

c Quheng Foundation, Asia Sci-Tech Center, 4760 Jiangnan Avenue, Binjiang, Hangzhou, Zhejiang, 310053, Hiina

A B S T R A C T

Cistanche deserticolaSeda on ajalooliselt kasutatud traditsioonilises hiina meditsiinis neerude (yangi) funktsiooni täiendamiseks, vere ja essentsi kasuks ning soolte niisutamiseks väljaheite väljutamiseks. Selle peremees. Haloksülon-ammodendron on oluline teerajajataim, mida kasutatakse tuuletõkete ja liivaluidete fikseerimiseks, mida kasutatakse kõrbestumise kontrollimiseks. Pikka aega on arvatud, et C.deserticola suudab parasiteerida ainult H. ammodendronis. Selles uuringus viidi läbi morfoloogiline identifitseerimine, geeni vöötkoodi identifitseerimine ja inokulatsioonikatsed. Lõpuks leidsime, etC. deserticolavõib parasiteerida ka Atriplex canescens. A.canescens on laia kohanemisvõimega liik Chenopodiaceae. Võrreldes H. ammodendroniga on sellel rohkem biomassi ja suurem ökoloogiline kohanemisvõime, mis muudab selle sobivamaks C. deserticola tööstuslikuks tootmiseks. Lisaks avastasime ka, et aktiivsete komponentide kontsentratsioon oli kõrgem A. canescens'il parasiteeritud C. deserticola kui H. ammodendron'il; see leid viitab veel sellele, et C. deserticola kasutamine suuremas ulatuses nõuab edasist uurimist.

Märksõnad: Cistanche deserticola Parasitism DNA vöötkoodipõhine tuvastamine Traditsiooniline hiina meditsiin Cistanche salsa

1. Sissejuhatus

Cistanche kasutamine traditsioonilises hiina meditsiinis registreeriti esmakordselt Shennong Herbal Scripture'is, kuna see toniseerib neeru yangi, suurendab vere olemust ja niisutab soolestikku, et hõlbustada väljaheite läbimist. See on registreeritud ka iidsete taimsete ravimite teostes kui "kõrbe ženšenn". Kuivad lihavad varred ja ketendavad lehedCistanche deserticolaYC Ma ja Cistanche tubulosa (Schenk) Wight on esimene liigend, mida kirjeldati 2005. aastal Hiina farmakopöas. Cistanche'i kasvatatakse peamiselt Xingjiangis, Sise-Mongoolias ja Hiina Gansus ning kogu maailmas poolkuivadel ja kuivadel aladel kogu Euroopas, Põhja-Aafrikas, Araabias, Iraanis, Afganistanis, Pakistanis, Põhja-Indias, Mongoolias jm. al. [1]. See on vastupidav karmidele keskkonnatingimustele, nagu eriti kuiv kliima, suured temperatuurikõikumised ja kuivanud pinnas [2]. Hiina kõrgemate taimede taksonoomilise indeksi järgi on Hiinas kuus Cistanche liiki. Edasine uuring kinnitas aga ainult nelja liigi ja ühe Cistanche variandi olemasolu, nimeltC. deserticolaYC Ma, C. tubulosa (Schenk)R. Wight, C. salsa(CAMey.)G.Beck, C.sinensis G.Beck ja C. salsa var. albiflora PF Tu et al,[3].

C. deserticolapeetakse ainsaks traditsiooniliseks Cistanche allikaks ja seda on meditsiinis kasutatud pikka aega, alates Ida-Hani dünastiast (25 pKr-220 pKr)[4]. Materia Medica kogumikus (kirjutanud Li Shizhen. Mingi dünastia), toniseerib see dokumentaalselt yangi sujuvalt (erinevalt teistest jõulisema toimega ürtidest). On eraldatud terve rida tõhusaid keemilisi koostisosi, sealhulgas fenüületanoidglükosiidid, iridoidid, lignaanid, alditoolid, oligosahhariidid, polüsahhariidid ja alkaloidid.C. deserticolakaasaegsete fütokeemiliste meetoditega [5]. Farmakoloogilised uuringud on näidanud, et fenetüülglükosiid on peamine aktiivne komponent ja on teatatud, et see parandab seksuaalfunktsiooni, avaldab neuroprotektiivset toimet, parandab õppimist ja mälu ning kaitseb maksa. Samuti avaldab see terapeutilist toimet dementsuse, Alzheimeri tõve, Parkinsoni tõve, väsimuse ja kasvajate vastu, millel on põletikuvastased ja immunomoduleerivad omadused [6, 7].

C. deserticolaon kohustuslik parasiitaim, mis elab eranditult Haloxylon ammodendroni juurtel [8]. Uuringus teatati, et C.deserticola't ei leidu isegi Haloxylon persicum'il [9]. Viimastel aastatel on järjest rohkem tähelepanu pööratud C-le, deserticolale. kuna see pole mitte ainult meditsiinilise väärtusega komponentide allikas, vaid aitab suurel määral kaasa kõrbestumise ohjeldamisele [10].H. ammodendron on ainus peremeesorganism, mida on kasutatud C. deserticolaga seotud uuringutes. 2017. aasta aprillis inokuleeris Zhejiang Ouhengi avaliku heaolu fondi töötaja Wang Shuai Gansu provintsis Mingini kõrbebotaanikaaias Atriplex canescens'i taime C. deserticola seemneid ja 2018. aasta mais leiti, et C. deserticola õitses ja jätkas. Seemned osteti turult ja on kaheldav, kas need olid tõesti C. deserticola seemned. Lisaks rikub see nähtus traditsioonilisi teadmisi ja vajab edasist uurimist.

A. canescens on C4 mitmeaastane põõsas, mis on pärit Edela-Ameerika kõrbetest ja kohaneb kiiresti soolsuse, raskmetallide, põua ja kõrge temperatuuriga [11]. Kuna see on väga maitsev ja toitaineterikas, kasutatakse seda söödana enamikule kariloomadele ja suurtele loomadele [12]. Lisaks on see eriti kasulik erosioonitõrjeks ja ääremaade taastamiseks tänu oma suurepärasele kohanemisvõimele ja ulatuslikule juurestikule. Seda toodi esmakordselt Hiinas Ameerika Ühendriikidest 1989. aastal ning seda on laialdaselt kasutatud pinnase ja vee kaitseks, liiva kinnitamiseks ja soolase maa taastamiseks [13]. Kuigi uuring, mis kajastab kasvuC.deserticolaA. canescensil kummutatakse eksklusiivne arusaam C. deserticola parasiitidest, võib see osutuda revolutsiooniliseks leiuks, kuna A. canescens sobib C. deserticola kasvuks, kuna sellel on rohkem biomassi ja suurem ökoloogiline kohanemisvõime võrreldes H. ammodendroniga.

Juhusliku avastuse täpsuse tagamiseks viidi läbi taimede identifitseerimise ja kunstliku inokuleerimise katsed. Traditsiooniline taimede identifitseerimine hõlmab organoleptilist hindamist (nagu puudutus, lõhn, nägemine ja maitse), morfoloogiliste tunnuste analüüsi (nt mikroskoopiline ja makroskoopiline) ja keemilist profiilide koostamist (nt kõrgjõudlusega vedelikkromatograafia, õhekihikromatograafia ja gaasianalüüs). kromatograafia)[14]. C. tubulosa ja C. Sinensis'e väljajätmine on suhteliselt lihtne, kuna varres on erinev suurus, värvus ja veresoonte kimpude paigutus. Tõeline väljakutse on teha vahet C. deserticola ja C. salsa vahel. Hiina taimestiku andmetel moodustab C. salsa kandelehe pikkus umbes 1/3 korollast, samas kui C. deserticola puhul on see võrdne. Lihakate varte läbilõige on sarnane C. deserticola ja C. salsa vahel ning koosneb epidermisest, ajukoorest, veresoonte kimpudest ja sisekest. Peamine erinevus seisneb veresoonte kimbu kestas, kuna see on C. deserticola puhul sabakujuline ja C. salsa puhul kolmnurkne või poolringikujuline.

Viimastel aastatel on liikide tuvastamiseks sageli kasutatud DNA vöötkoodi tehnoloogiat. See on protsess, mis kasutab lühikest DNA järjestust standardsest genoomist, mis on üldiselt konserveeritud ja mida ei mõjuta välised tegurid, nagu vanus ja taimekoe tüüp. Taime DNA vöötkoodide populaarsed kandidaatjärjestused on rbcL, matK, psbA-trnH, ITS ja ITS2 [15]. Mitmed uuringud on näidanud, et ITS/ITS2 on taimede kõige tõhusam identifitseerimisvahend. Samuti on tehtud ettepanek, et ITS2 piirkond tuleks lisada põhilistesse vöötkoodidesse, kuna sellel on plastiidvöötkoodidel suurem diskrimineerimisvõime. On aktsepteeritud, et ITS2 saab kasutada uudse universaalse vöötkoodina paljude taimetaksonite tuvastamiseks [16, 17, 18, 19, 20, 21]. Kuigi paljud uuringud on püüdnud tuvastada universaalset taime vöötkoodi, ei tööta ükski olemasolevatest lookustest kõigi liikide puhul, seega on taimeliikide eristamiseks vajalik mitme lookuse meetod [22,23,24,25,26,27, 28].Selles uuringus kasutati vöötkoodidena ITS2, rbcL,psbA-trnL.

Lisaks morfoloogilistele ja molekulaarsetele identifitseerimismeetoditele pärinevad otsesed tõendid inokuleerimiskatsetest. Inokuleerimiskatsed tuleb läbi viia, et näidata, et C. deserticola võib parasiteerida A. canescens'is. Lisaks tuvastamisele saab esmatähtsaks kvaliteedikontrolli. Täiendavad uuringud on vajalikud selleks, et teha kindlaks erinevus H. ammodendroni juurtel parasiteeritud C.deserticola ja A. canescent'il parasiteeritud C.deserticola kvaliteedi vahel.

2. Materjalid ja meetodid

2.1. Taimsed materjalid

Tistanche kasvab pehmel, kergelt sooldunud liivastel muldadel, parasiteerides tavaliselt peremehe 30-100 cm sügavustel külgjuurtel. Sobiva kasvukoha kliima on kuiv, vähem vihmane, suure aurustumise, pikkade päikesepaisteliste tundide ning suure päeva- ja öötemperatuuri erinevusega. Nende proovide kogumiskohad on Minqini maakond ja Baivingi linn. Need asuvad geograafiliselt lähedal ja on parasvöötme mandrilise kuiva kliimaga, mille keskmine aastane sademete hulk on 113,2 mm ja aastane keskmine suhteline õhuniiskus 44 protsenti. Spetsiifiline ja üksikasjalik teave proovide kogumise kohta on esitatud tabelis 1. Kõik proovid külmutati ja säilitati -20 kraadi juures riiklikus looduslike ja biomimeetiliste ravimite laboratooriumis, Pekingis, Hiinas.

2.2. Kudede värvimine ja vaatlus

Värsked proovid saadi ja neid säilitati lahuses, mis koosnes 70 protsendist etanoolist, jää-äädikhappest ja formaldehüüdist vahekorras 90:5:5, ning dehüdreeriti etanooligradienti (75 protsenti, 95 protsenti, 100 protsenti, 100 protsenti) kasutades. 1 h. Läbipaistvate lõikude saamiseks allutati veetustatud sektsioonidele ksüleenigradient (25%, 50%, 75%, 100%, 100%) 1 tund. Läbipaistvad lõigud allutati parafiini infiltratsioonile, mille käigus proovi sisaldavale ksüleenile lisati ksüleeni mahuga võrdne kogus parafiini, seejärel aspireeriti pool saadud lahusest välja ja lisati uuesti võrdne kogus parafiini. Seda protsessi korrati 10 korda ja lõpuks aspireeriti kõik lahused välja ja asendati võrdse koguse parafiiniga; seda viimast etappi korrati kaks korda ja saadud lahust inkubeeriti pärast iga etappi 1 tund 75 °C juures. Pärast parafiini infiltratsiooni viidi sektsioonid sisse, mille käigus proovid asetati vedelat parafiini sisaldavasse rauast anumasse ja kogu paagi täitmiseks lisati kiiresti täiendav vedel parafiin ja jäeti tahkuma. Saadud vahaplokk kärbiti ja lõigati osadeks. Manustatud sektsioonid asetati sooja vette, õngitseti välja, asetati slaidile ja inkubeeriti 45 kraadi juures 30 minutit. Slaidil olevad osad vahastati seeriaviisilise leotamise teel 100% ksüleenis, 100% ksüleenis, 50% ksüleenis, 50% ksüleenis, 100% etanoolis, 100% etanoolis, 95% etanoolis ja 75% etanoolis ning seejärel leotati 40% safraniinis. min. Sellele järgnes veel üks järjestikune, kiire leotamine 75-protsendilises etanoolis ja 95-protsendilises etanoolis ning seejärel sukeldatakse slaidid 1 minutiks kiiresse rohelisse. Lõpuks leotati sektsioone veel viimast järjestikku 95-protsendilises etanoolis, 95-protsendilises etanoolis, 100-protsendilises etanoolis, 100-protsendilises etanoolis, 50-protsendilises ksüleenis, 50-protsendilises ksüleenis ja 100-protsendilises ksüleenis. Pärast lõikude värvimist asetati slaidile tilk vaiguliimi ja sellele asetati katteklaas. Slaidid jäeti nädalaks segamata ning koelõike vaadeldi Olympuse optilise mikroskoobi abil ja pildistati.

2.3. DNA ekstraheerimine ja PCR amplifikatsioon

Kogu genoomne DNA ekstraheeriti lilleproovidest, kasutades taime genoomse DNA ekstraheerimiskomplekti (Solarbio Science & Technology Co., Ltd., Peking, Hiina) vastavalt tootja protokollidele. Geeni amplifikatsiooni ja sekveneerimise praimerid ning reaktsioonitingimused on näidatud tabelis 2. Iga geeni amplifikatsiooni korrati kolm korda iga proovi jaoks.

2.4. Järjestuse analüüs

Täpsete järjestuste saamiseks klooniti lõplikud PCR-saadused pärast puhastamist Transgene Quick Gel Extraction Kits abil eraldi pEASY-Blunt Cloning Vectoridesse vastavalt tootja juhistele. Pärast kloonimist transformeeriti need keemiliselt kompetentseteks Trans5a rakkudeks. Igast proovist valiti juhuslikult kolm kolooniat ja sekveneeriti, kasutades M13 praimereid. Need kolooniad sekveneeriti kahesuunaliselt Sangeri sekveneerimisega, kasutades DNA analüsaatorites ABI Prism 37{13}}0 BigDye Terminator V3.1 Cycle Sequencing Kits. Saadud järjestused joondati, kasutades Clustal X(v1.8.7)[29] ja sünkroniseeriti käsitsi rakenduses BioEdit (v.1.3.0)[30. Kasutades joondatud järjestuse andmeid, rekonstrueerisime MEGA 7 tarkvara abil fülogeneesi, kasutades naaberühendust. (NJ) meetod. Kasutati Kimura 2-parameetri (K2P) mudelit ja alglaadimissagedus oli 1000 kordust [31].

2.5. C. deserticola nakatamine

Liivamulda sisaldavatesse pottidesse (läbimõõt × kõrgus × põhja läbimõõt =20 cm × 20 cm × 12 cm) lisati kolm grammi C. deserticola seemneid ja segati ühtlase leviku tagamiseks. Kontrollrühm koosnes 3 g C. salsa seemnetest, mis lisati sarnastesse liivast mulda sisaldavatesse pottidesse. Lõpuks istutati igasse potti A. canescens ja potid asetati õue. Kui mulla niiskusesisaldus on alla 13 protsendi (g/g), kasteti potte. Katse viidi läbi Hiinas Pekingis Zhongguancun Life Science Parkis (laiuskraad 39 kraadi 56' põhjalaiust, pikkuskraad 116 kraadi 20' idapikkust; 20 m üle merepinna) maist juulini. Päevane temperatuur kõikus 16 ja 35 kraadi vahel , öine temperatuur 12 ja 16 kraadi vahel . Õhu suhteline niiskus on suurem kui 50 protsenti. Päikesevalgust on palju. Ligikaudu 80 päeva hiljem eemaldati pottidest muld ja määrati inokulatsiooni määr.

2.6. Ravimikomponentide kontsentratsiooni määramine

Ravimikomponentide kontsentratsiooni määramine koosneb kahest osast, millest üks on vedelikkromatograafia protseduur ja teine ​​võrdlusaine ja uuritava aine valmistamine, täpsemalt on järgmine:

i). Ehhinakosiidi ja verbaskosiidi määramine

Ehhinakosiid ja verbaskosiid kaaluti ja lisati 50 protsendilises metanoolis, et saada 0,2 mg/ml lahus, mida kasutati võrdluslahusena. Esiteks jahvatatakse kuiv C. deserticola pulbriks, seejärel segati pulber 100 ml pruunis mõõtekolvis 50 ml 50% metanooliga ja uuritav vedelik saadi pärast segu loksutamist, leotamist, ultrahelitöötlust ja seismist. ja filtreerimine. Kromatograafiliseks kolonniks oli Agilent ZORBAX SB-C18 kolonn (4,6 mm × 150 mm, 5 um), liikuva faasina metanool(A)-0,1% sipelghappe lahus (B), gradientelueerimine ({{14}). } min, 26,5 protsenti A;17-20 min, 26,5 protsenti → 29,5 protsenti A; 20-27 min, 29,5 protsenti A), voolukiirus oli 1,0 ml/min, kolonni temperatuur oli 35 °C, tuvastamise lainepikkus oli 330 nm, süstimismaht oli 10 μul.

ii). Betaiini, mannitooli, fruktoosi, glükoosi ja sahharoosi määramine

Betaiin, mannitool, fruktoos, glükoos ja sahharoos kaaluti täpselt ja lisati veele, et saada {{0}},25 mg/ml lahus, mida kasutati võrdluslahusena. Viis milliliitrit ülalnimetatud Cistanche'i testlahust segati 25 ml mõõtekolvis 50% metanooliga, loksutati korralikult ja filtriti 0,2 um mikropoorse membraaniga. Kromatograafiliseks kolonniks oli SHODEXASHAIPAK NH2P-50 4E polümeriseeritud geelkolonn (250 mm × 4,6 mm, 5 μm), liikuv faas parasiteeriti A. canescens'il, leidsime, et sellel oli sabakujuline veresoonte kimbu ümbris, mis sarnanes C. deserticola (joonis 2).

atsetonitriil-vesi (77:23), voolukiirus oli 0,7 ml/min, kolonni temperatuur oli 25 kraadi, aurustuva valguse hajumise detektorit (ELSD) kasutades oli triivitoru temperatuur 100 kraadi, kandja gaasi voolukiirus oli 3 l/min, võrdlusaine ja proovi süstimismaht oli 5 ul.

3. Tulemused

3.1. Lillede morfoloogiline tuvastamine

A. canescens'i parasiteeriva Cistanche liigi kinnitamiseks viidi läbi lilleproovide morfoloogiline analüüs (joonis 1 ja joonis S1). Parasiittaime õite üldine morfoloogia oli sarnane C. deserticola omaga. Lisaks oli korolla erinevatel peremeestel paksem kui C.salsa oma.

Hiina Flora andmetel on C. deserticola ja C.salsa õite kandelehtedes ilmsed erinevused. C. deserticola puhul on kandelehed võrega väiksemad, samal ajal kui C. salsa kandeleht on 1/3 võra pikkusest. Meie statistilise analüüsi põhjal võrdusid A. canescens'il ja C. deserticola'l parasiteerivad Cistanche'i kandelehed võraga (joonis S2). A. canescens'i Cistanche'il ilmnesid C. deserticola morfoloogilised tunnused, mis viitab sellele, et C. deserticola võib olla A. canescens'i parasiit.

3.2. Värvitud koeproovide mikroskoopiline tuvastamine

C. deserticola lihaka varre läbilõige on väga sarnane C. salsa omaga ja mõlemad koosnevad epidermisest, ajukoorest, veresoonte kimbust ja sisekest. Mõlema taime vaskulaarsed kimbud on paigutatud laineliste või sügavate laineliste rõngastena ja süsikesed on ilmselgelt nähtavad. Peamine erinevus seisneb veresoonte kimbu ümbrise külgmises kujus; see on C. deserticolal sabakujuline ja C. salsa puhul kolmnurkne või poolringikujuline. Cistanche mikrostruktuuri analüüsi tegemisel

3.3. Molekulaarne identifitseerimine

Lisaks morfoloogilisele tuvastamisele viisime läbi ka molekulaarse identifitseerimise ja valisime välja kolm geenifragmenti, nimelt ITS2, rbcL ja psbA-trnL. Evolutsioonipuu konstrueeriti, kasutades iga fragmendi järjestusteavet (joonis 3) ja kõik kolm fülogeneetilist puud näitasid, et A.canescens'il parasiteeritud Cistanche'il oli lähedane fülogeneetiline seos C. deserticola'ga. Need tulemused näitavad, et C. deserticola võib olla A. canescensi parasiit.

Mitme järjestuse joondamisel täheldati erinevate Cistanche liikide üksikasjalikke geenide erinevusi (joonis 4). Leidsime kolm üksiku nukleotiidi polümorfismi (SNP) ITS2 geenikehas C. deserticola ja C. salsa vahel, alustel 139 295 ja 472. RbcL geenikehas oli C. deserticola ja C. salsa vahel neli geenilahknevust, mis sisaldab kahte SNP-d ja kahte insertsiooni ja deletsiooni (indel) mutatsiooni. Võrreldes ITS2 ja rbL-ga olid erinevused psbA-trnL geenikehas C. deserticola ja C. salsa vahel ilmsemad, seitse järjestuse lahknemist, millest neli olid SNP-d ja kolm InDeli mutatsioonid. Eelkõige võiks tümiini korduste seeriat, mis algab joondatud järjestuse alusest 414, kasutada lihtsate järjestuse korduste (SSR) markerite väljatöötamiseks C. deserticola ja C. salsa eristamiseks.

3.4. C. deserticola nakatamine

Et testida, kas C. deserticola või C. salsa võivad parasiteerida A.canescens'is, viidi läbi inokulatsioonikatse ja leidsime tõendeid parasitismi kohta kõigis C.deserticolaga inokuleeritud pottides, mille inokulatsioonimäär oli peaaegu 100 protsenti (joonis 5). Kontrollrühmades parasitismi ei täheldatud. See tulemus tõestab otseselt, et C. deserticola parasiteeris kergesti A. canescensis, samas kui C. salsa ei saanud seda teha.

3.5. Oluliste ravimite komponentide kontsentratsiooni määramine

Hindasime oluliste ravimkomponentide kontsentratsiooni A. canescens'il parasiteeritud C.deserticola's. Konkreetne kromatogramm on näidatud lisamaterjalis. Täpsete tulemuste saamiseks koostati neli sõltumatut katset. Meie mõõtmiste põhjal (tabel 3) leidsime, et verbaskosiidi ja ehhinakosiidi kontsentratsioon oli 20 korda suurem kui Hiina farmakopöas (Hiina farmakopöa järgi ehhinakosiidi kontsentratsioonide summa protsent). ja verbaskosiidi C. deserticolas peaks olema alla 0,30 protsenti). Kontsentratsioonid olid samuti oluliselt kõrgemad kui H. ammodendronil parasiteeritud C. deserticola (tavaliselt 0.{5}},5 protsenti)[32]. Mannitooli, betaiini, fruktoosi ja teiste süsivesikute komponentide kontsentratsioon oli samuti väga kõrge ning üldine kvaliteet parem kui H. ammodendronil parasiteeritud C. deserticola omal. Seega näitavad need tulemused, et A. canescens'i saab kasutada C. deserticola kasvatamiseks tööstuslikul tasemel ja ohustatud looduslike ressursside kaitsmiseks.

4. Arutelu

Varem arvati, et C. deserticola parasiteerib ainult H. ammodendronis. Kuid selles uuringus, kasutades morfoloogilisi ja molekulaarseid identifitseerimismeetodeid, näitasime, et C. deserticola võib parasiteerida ka A. canescensis. Kuigi H. ammodendron, A. canescens ja H. persicum kuuluvad kõik perekonda Chenopodiaceae, on huvitav ja omapärane, et C. deserticolal on liigiline selektiivsus, mida tõenäoliselt juhivad peremeesorganismi sekreteeritavad signaalmolekulid. Ameerika Ühendriikidest pärit A. canescensil on tugev vastupidavus keskkonnahäiretele ja tema biomass on suhteliselt suur. A. canescens on C. deserticola elujõuline peremees mitmel põhjusel. Esiteks suudab see ellu jääda mitmesugustes keskkonnatingimustes. Teiseks võib C. deserticola biomass ja kasvukiirus olla A. canescensil vastavalt suurem ja kiirem kui H. ammodendronil. Kolmandaks saab A. canescensi laia kohanemisvõime tõttu istutusala veelgi laiendada. Seega on A. canescensil peremehena H. ammodendroni ees eristavad eelised ja see aitab kaasa C. deserticola tööstuslikule tootmisele. C. deserticolat ja C. salsat on raske eristada ning morfoloogiline tuvastamine on minevikus andnud segaseid tulemusi. Seoses edusammudega molekulaarbioloogia vallas on Hiina taimravis laialdaselt kasutatud molekulipõhiseid identifitseerimismeetodeid. Kuna enamik Hiina taimseid ravimeid pakub vähe genoomilist teavet, on DNA vöötkoodi tehnoloogia kujunenud läbimurdeliseks tuvastamismeetodiks. Selles uuringus rakendati tundmatute Cistanche liikide tuvastamiseks põhjalikult morfoloogilist ja DNA vöötkoodi tehnoloogiat; seda pole varem proovitud ja meie tulemused näitavad, et see lähenemisviis on teostatav. Kuna C. deserticola parasiteerib A. canescensis, on oluline kindlaks teha erinevused C. deserticola kvaliteedis A. canescensi ja H. ammodendroni juurtel. Meie tulemuste kohaselt oli aktiivsete komponentide kontsentratsioon A. canescensil parasiteeritud C. deserticola puhul kõrgem kui H. ammodendronil parasiteeritud bakteril. Seega panevad meie tulemused tugeva teoreetilise aluse A. canescens'il parasiteeritud C. deserticola suuremahuliseks tootmiseks.

5. Kokkuvõtted

Pikka aega on peetud C. deserticola't eranditult H. ammodendronis parasiteerivaks. Varem leiti, et turult ostetud C. deserticola seemned võivad parasiteerida teisel Chenopodiaceae taimel A. canescens. Kasutades morfoloogilisi ja molekulaarseid identifitseerimismeetodeid, kinnitasime, et A. canescensis parasiteeriv Cistanche liik oli C. deserticola. Seda tulemust kinnitas veelgi inokulatsioonikatse. Määrasime oluliste ravimkomponentide kontsentratsiooni ja meie tulemused viitavad sellele, et A.canescens'il parasiteeritud C,deserticola's oli komponentide kontsentratsioon ja kvaliteet suurem kui H. ammodendron'il. Uute peremeesorganismide avastamine võib soodustada C. deserticola tööstuslikku tootmist ning samuti võib see tõhusalt kaitsta looduslikke ressursse ja ökoloogilist keskkonda.

Deklaratsioonid

Autori panuse avaldus

Fangming Wang: kavandas ja kavandas katsed; Tegi katseid; Analüüsis ja tõlgendas andmeid; kirjutas paberit.

Bingyu Zhuo, Yuan Zhang, Qingliang Chen, Ziyi Shi ja Yuelin Song: tegid katseid.

Shuai Wang ja Jin Lou: kaasatud reaktiivid, materjalid, analüüsivahendid või andmed.

Pengfei Tu: kavandas ja kavandas katsed.

Rahastamisavaldus

Fangming Wangi toetas Hiina riiklik võtmetähtsusega uurimis- ja arendusprogramm (2019YFC1710903).

Dr.Pengfei Tu'd toetas Hiina Riiklik Loodusteaduste Fond (8177140819).

Andmete kättesaadavuse avaldused

Andmed tehakse nõudmisel kättesaadavaks.

Huvide deklaratsiooni avaldus

Autorid ei kinnita huvide konflikti.

Viited

[1] DY Tan, QS Guo, CL Wang, Uuring Cistanche deserticola status quo ja selle kasutamise ja kasutamise kohta Hiinas, For. Ressurss. Manag. 33 (2004) 29–32. [2] XY Qiao, HL Wang, YH Guo, Uuring Cistanche seemnete idanemise tingimuste kohta, Zhongguo Zhong Yao Za Zhi 32 (2007) 1848–1850.

[3] PF Tu, YP He, ZC Lou, Cistanche, Chin päritolu ja ressursside kaitse uuring. Tradit. Ürt. Drugs 25 (1994) 205–208.

[4] LD Karalliedde, CT Kappagoda, Traditsiooniliste hiina ravimite väljakutse allopaatiliste arstide jaoks, Am. J. Physiol. Südame ring. Physiol. 297 (2009) 1967–1969.

[5] Y. Jiang, PF Tu, Cistanche liikide keemiliste koostisosade analüüs, J. Chromatogr. 1216 (2009) 1970–1979.

[6] T. Wang, XY Zhang, WY Xie, Cistanche deserticola YC Ma, "kõrbe ženšenn": ülevaade, Am. J. Chin. Med. 40 (2012) 1123–1141.

[7] Farmakopöa NCOC, Hiina Rahvavabariigi farmakopöa, The Chemical Industry Press, Peking, 2020.

[8] GX Meng, XS Cui, Y. Wu, YH Guo, Leveillula saxaouli mõju kasvule, klorofüllile ja süsivesikutele Haloxylon ammodendron, North. Hortic. 14 (2012) 141–143.

[9] YC Chen, M. Li, MZ Wu, YX Song, Haloxylon Bunge kahe liigi juurte struktuur ja koostis, Plant Physiol. J. 49 (2013) 1273–1276.

[10] PF Tu, Y. Jiang, YH Guo, YZ Tian jt, Cistanches herba ökoloogilise tööstuse arendamine läänepoolse kõrbepiirkonna ökoloogilise tsivilisatsiooni edendamiseks, Mod. Lõug. Med. 4 (2015) 297–301.

[11] SC Sanderson, HC Stutz, Kõrge kromosoomide arv Mojave ja Sonorani kõrbes Atriplex canescens (Chenopodiaceae), Am. J. Bot. 81 (1994) 1045–1053.

[12] JL Peterson, DN Ueckert, RL Potter, JE Huston, Ökotüüpne variatsioon valitud neljatiivaliste soolapõõsa populatsioonides Lääne-Texases, J. Range Manag. 40 (1987) 361–366.

[13] DS Kong, Atriplex canescensi morfoloogilised omadused ja ökofüsioloogiline kohanemisvõime, ülevaade, Chin. J. Ecol. 32 (2013) 210–216.

[14] MA Bashir, MS Faezah, SSO Mohd, W. Alina, ülevaade: DNA vöötkoodi ja kromatograafia sõrmejäljed taimsete ravimite botaaniliste ainete autentimiseks. Evid. Põhinev komplement, alternatiiv. Med. 2017 (2017) 1.–28.

[15] XW Li, Y. Yang jt, Plant DNA triipkodeerimine: geenist genoomi, Biol. Rev. 90 (2015) 157–166.

[16] SL Chen, H. Yao, JP Han jt, ITS2 piirkonna valideerimine uudse DNA vöötkoodina ravimtaimeliikide tuvastamiseks, PloS One 5 (2010), e8613.

[17] K. Luo, SL Chen, KL Chen jt, Assessment of kandidaattaime DNA vöötkoodid kasutades Rutaceae perekonda, Sci. China Life Sci. 53 (2010) 701–708.

[18] T. Gao, H. Yao, JY Song jt, Fabaceae perekonna ravimtaimede tuvastamine potentsiaalse DNA vöötkoodi abil ITS2, J. Ethnopharmacol. 130 (2010) 116–121.

[19] T. Gao, H. Yao, JY Song jt, Kandidaat-DNA vöötkoodide kasutamise teostatavuse hindamine suure Asteraceae perekonna eristavates liikides, BMC Evol. Biol. 10 (2010) 324.

[20] XH Pang, JY Song, YJ Zhu jt, DNA vöötkoodi kasutamine liikide tuvastamiseks Euphorbiaceae, Planta Med. 76 (2010) 1784–1786.

[21] XH Pang, JY Song, YJ Zhu jt, Taimede DNA vöötkoodide rakendamine Rosaceae liigi tuvastamiseks, Cladistics 27 (2011) 165–170.

[22] PD Hebert, EH Penton, JM Burns, DH Janzen, W. Hallwachs, Kümme liiki ühes: DNA vöötkood paljastab salapärased liigid neotroopilises kipperliblikas Astraptes fulguration, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101 (2004) 14812–14817.

[23] MW Chase, RS Cowan et al., Ettepanek standardprotokolli kohta kõigi maismaataimede vöötkoodimiseks, Taxon 56 (2007) 295–299.

[24] WJ Kress, DL Erickson, Kahe lookusega globaalne DNA vöötkood maismaataimedele: kodeeriv rbcL geen täiendab mittekodeerivat trnH-psbA vahepiirkonda, PloS One 2 (2007) e508.

[25] DL Erickson, J. Spouge, A. Resch jt, DNA vöötkoodimine maismaataimedes: standardite väljatöötamine edu maksimeerimise kvantifitseerimiseks, Taxon 57 (2008) 1304–1316. [26] NC Kane, Q. Cronk, Botaanika piirideta: fookuses vöötkood, Mol. Ecol. 17 (2008) 5175–5176.

[27] R. Lahaye, M. van der Bank, D. Bogarin jt, DNA barcoding the floras of biodiversity hotspots, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (2008) 2923–2928.

[28] N. Kane, S. Sveinsson, H. Dempewolf jt, Ultra-barcoding in cacao (Theobroma spp.; Malvaceae), kasutades terveid kloroplasti genoome ja tuuma ribosomaalset DNA-d, Am. J. Bot. 99 (2012) 320–329.

[29] JD Thompson, TJ Gibson, F. Plewniak, F. Jeanmougin, DG Higgins, CLUSTAL_X windowsi liides: paindlikud strateegiad mitme järjestuse joondamiseks, mida aitavad kvaliteedianalüüsi tööriistad, Nucleic Acids Res. 25 (1997) 4876–4882.

[30] TA Hall, BioEdit: kasutajasõbralik bioloogilise järjestuse joondamise redaktor ja analüüsiprogramm Windows 95/98/NT jaoks, Nucl. Happed Sümp. Ser. 41 (1999) 95–98. [31] S. Kumar, M. Nei, J. Dudley, K. Tamura, MEGA: bioloogikeskne tarkvara DNA ja valgujärjestuste evolutsiooniliseks analüüsiks, lühiülevaade. Bioinform. 9 (2008) 299–306.

[32] PF Tu, B. Wang, T. Deyama, ZG Zhang, ZC Lou, Herba cistanche fenüületanoidglükosiidide analüüs RP-HPLC abil, Acta Pharm. Sinica. 32 (1997) 294–300.