Kenya loodusliku tsistanche Senegalensis'e põhjalik identifitseerimine ja keemiline analüüs: morfoloogia, DNA vöötkodeerimine ja fütokeemia

2. Molekulaarne identifitseerimine DNA vöötkoodi abil

Looduse molekulaarne tuvastamineCistanche proovid Keeniastja nende peremeestaimede uurimiseks kasutati kahte paari praimereid, ITS2F/ITS3R ja psbA-trnH [11]. Mõlemad Keenia looduslikud Cistanche proovid sobitati edukalt kuiCistanche tubulosatraditsioonilise hiina meditsiini DNA vöötkoodisüsteemis, mille järjestuste sarnasus on 96,7%. GenBanki andmebaasis vastasid järjestused mitmele liigile, näidates 100% sarnasustCistanche senegalensis ja üle 98% sarnasusCistanche tubulosa. Peremeestaim ei vastanud traditsioonilise hiina meditsiini DNA vöötkoodisüsteemis ühelegi kirjele, kuid sarnanes suurel määral (97,55%) Amaranthaceae liikidega.Sericocomopsis hildebrandtiiGenBankis.

Suhete edasiseks selgitamiseks kõige sarnasemCistanche senegalensispsbA-trnH järjestus (juurdepääs: LT715293) ja ITS2 järjestus (juurdepääs: LT715483) laaditi alla GenBankist koos nelja Hiina Cistanche liigi ITS2 ja psbA järjestustega. Fülogeneetilised puud konstrueeriti MEGA X tarkvara abil (vt joonis 3). Nagu on näidatud joonisel 3, koonduvad Keenia looduslikud Cistanche proovid (K1, K2) samasse harusseCistanche senegalensis, mille geneetiline kaugus on 0–0, 0016, mis viitab sellele, et nad võivad kuuluda samasse liiki. Seevastu jagunevad nad nelja Hiina Cistanche liigi erinevatesse harudesse, mis näitab olulisi liikidevahelisi erinevusi. Võrdluseks on filogeneetiline kaugus K1, K2 jaCistanche tubulosaon suhteliselt lähedal (0,0089–0,0098), samas kui kaugus kuniCistanche deserticolaon palju suurem (0,1193–0,2961). See viitab sellele, et Kenya metsik Cistanche on tihedamalt seotudCistanche tubulosa, mis viitab ühisele esivanemale, kuid sellele järgnevale lahknemisele erineva keskkonnasurve ja evolutsiooniprotsesside tõttu.

 

 

Cistanche tubulosa

3. Aktiivsete koostisosade sisu määramine ja sõrmejälgede analüüs erinevates Cistanche proovides

Kõrgsurvevedelikkromatograafiat (HPLC) kasutati viie fenüületanoidglükosiidi ja viie sahhariidalkoholi sisalduse samaaegseks määramiseks kahes Keenia loodusliku Cistanche proovis, samuti Hiina proovis.Cistanche tubulosajaCistanche deserticola(vt tabelid 1 ja 2).

Fenüületanoidglükosiidide osas leiti ehhinakosiidi ja akteosiidi püsivalt kõrgel tasemel kõigis Cistanche'i proovides, mis toetab nende valimist Hiina farmakopöa markerühenditena. EelkõigeCistanche senegalensisKeeniast pärit tubulosiidi A sisaldus oli oluliselt kõrgem, mis eristab seda Hiina Cistanche liikidest ja võib olla Keenia Cistanche iseloomulik tunnus.

Sahhariidi alkoholi üldsisalduse osasCistanche deserticolanäitasid palju kõrgemat taset kui mõlemadCistanche tubulosajaCistanche senegalensis. Betaiini ei tuvastatudCistanche tubulosa, kuigi fruktoosi, mannitooli ja glükoosi sisaldus oli sarnane selle sisaldusegaCistanche deserticola, välja arvatud palju madalam sahharoosisisaldus. SeevastuCistanche senegalensissisaldas tuvastatavat betaiini, kuid mitte glükoosi, ja ka teiste sahhariidalkoholide tasemed erinesid oluliselt Hiina Cistanche liikidest.

Cistanche tubulosa värske juur

Võtke nüüd ühendust, õppige tundma Hiina tsitanche farmereid

 

 

 

Tabel 1 Viie fenüületanoidglükosiidi sisaldus Cistanche taimedes (%, n=3, keskmine ± SD). GH: C. tubulosa; HM: C. deserticola; "-" näitab, et ei tuvastatud

Näidis ID	Päritolu	Kasvuvorm	Kogumise kuupäev	ehhinakosiid	Tubulosiid A	Akteosiid	Isoakteosiid	2'-atsetüüllakteosiid	Kokku
GH1	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	9.47 ± 0.070	0.63 ± 0.003	4.34 ± 0.032	1.43 ± 0.007	0.11 ± 0.001	15.98
GH2	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	13.31 ± 0.347	0.64 ± 0.012	4.34 ± 0.032	1.33 ± 0.07	0.17 ± 0.001	19.52
GH3	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	24.64 ± 0.043	0.84 ± 0.014	5.75 ± 0.091	2.06 ± 0.038	0.06 ± 0.003	33.35
HM1	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	1.93 ± 0.094	0.04 ± 0.003	0.15 ± 0.026	0.03 ± 0.006	0.02 ± 0.001	2.17
HM2	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	2.76 ± 0.140	0.05 ± 0.003	0.16 ± 0.018	0.03 ± 0.004	0.03 ± 0.001	3.05
HM3	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	2.44 ± 0.174	0.06 ± 0.004	0.15 ± 0.008	0.03 ± 0.002	0.02 ± 0.001	2.69
K1	Keenia	Metsik	2023.08	3.83 ± 0.027	2.69 ± 0.034	2.70 ± 0.27	0.27 ± 0.003	0.74 ± 0.001	10.23
K2	Keenia	Metsik	2023.08	1.46 ± 0.018	1.51 ± 0.001	0.15 ± 0.001	0.08 ± 0.001	0.03 ± 0.001	3.23

---

Tabel 2 Suhkrualkoholide ja betaiini sisaldus Cistanche'i taimedes (%, n=3, keskmine ± SD)

Näidis ID	Päritolu	Kasvuvorm	Kogumise kuupäev	Betaiin	Fruktoos	mannitool	Glükoos	sahharoos	Kokku
GH1	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	-	11.66 ± 0.084	5.56 ± 0.112	5.45 ± 0.054	2.29 ± 0.042	24.96
GH2	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	-	8.75 ± 0.061	4.94 ± 0.159	3.34 ± 0.081	1.70 ± 0.092	18.73
GH3	Yutian, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	-	9.44 ± 0.107	5.09 ± 0.089	4.31 ± 0.455	1.80 ± 0.149	20.29
HM1	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	6.62 ± 0.136	7.60 ± 0.119	3.22 ± 0.049	3.55 ± 0.150	23.18 ± 0.425	44.16
HM2	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	6.46 ± 0.105	7.82 ± 0.104	4.82 ± 0.038	4.98 ± 0.104	28.57 ± 0.449	52.65
HM3	Turpan, Xinjiang	Kasvatatud	2023.11	6.65 ± 0.148	8.29 ± 0.159	3.90 ± 0.084	4.88 ± 0.009	26.90 ± 0.629	50.62
K1	Keenia	Metsik	2023.08	9.41 ± 0.021	5.31 ± 0.333	7.06 ± 0.045	-	8.44 ± 0.102	30.22
K2	Keenia	Metsik	2023.08	6.29 ± 0.034	-	-	-	-	6.29

---

Märkus.
"-" näitab, et ei tuvastatud.
GH =Cistanche tubulosa, HM =Cistanche deserticola, K=Kenya metsikCistanche.

 

Erinevatest piirkondadest pärit Cistanche proovide kromatograafilised sõrmejäljed on toodud joonisel 4 ja sõrmejälgede sarnasuse analüüsi tulemused on toodud tabelis 3. Keenia loodusliku Cistanche proovi K1 ja GH1–GH3 proovide sarnasus (Cistanche tubulosaHiinast) oli vahemikus 0,785–0,899, samas kui sarnasus HM1–HM3 proovidega (Cistanche deserticolaHiinast) jäi vahemikku 0,630–0,745. Keeniast pärit K2 proovi puhul oli sarnasus GH1–GH3 proovidega 0,840–0,859 ja HM1–HM3 proovidega 0,775–0,824. Need tulemused näitavad, et Keenia loodusliku Cistanche keemiline koostis sarnaneb rohkem Hiina omagaCistanche tubulosakui selleksCistanche deserticola.

 

Joonis 4 Kenya loodusliku Cistanche ja Xinjiangis kultiveeritud C. tubulosa ja C. deserticola sõrmejälgede kromatogrammid

 

Tabel 3 Cistanche'i proovide sarnasuse hindamise tulemused

Näidis	K1	K2	HM1	HM2	HM3	GH1	GH2	GH3	Viide
K1	1	0.881	0.647	0.745	0.630	0.899	0.834	0.785	0.852
K2	0.881	1	0.783	0.824	0.775	0.859	0.854	0.840	0.875
HM1	0.647	0.783	1	0.988	1	0.887	0.950	0.975	0.945
HM2	0.745	0.824	0.988	1	0.985	0.946	0.986	0.997	0.983
HM3	0.630	0.775	1	0.985	1	0.876	0.942	0.969	0.937
GH1	0.899	0.859	0.887	0.946	0.876	1	0.987	0.967	0.988
GH2	0.834	0.854	0.950	0.986	0.942	0.987	1	0.996	0.999
GH3	0.785	0.840	0.975	0.997	0.969	0.967	0.996	1	0.993
Viide	0.852	0.875	0.945	0.983	0.937	0.988	0.999	0.993	1

---

Märkus: K1, K2: Keenia metsik Cistanche; HM1–HM3:Cistanche deserticolaTurpanist, Xinjiangist; GH1–GH3: *

 

Arutelu

Keenial on rikkalik taimede mitmekesisus ja taimede meditsiinilistel eesmärkidel kasutamise pikaajaline traditsioon. Paljude Aafrika taimede taksonoomia, keemia ja farmakoloogia uuringud on siiski piiratud, mistõttu paljud väärtuslikud ravimtaimed jäävad tähelepanuta ja neid on vähe uuritud [9]. Kuigi on teateid, mis viitavad sellele, et Cistanche on Keenias laialt levinud [15], ei ole praegu andmeid selle meditsiinilise kasutamise kohta riigis. Keenia Cistanche'i ressursside seisundi ja meditsiinilise väärtuse selgitamiseks viis meie uurimisrühm läbi väliuuringu ja leidis, etCistanche senegalensison laialt levinud Keenia edelaosas. Cistanche kohalikud õitsemisperioodid on märtsist maini ja oktoobrist detsembrini. Kuna meie uuring viidi läbi augustis, saime koguda vaid kaks valimit. Vaatamata sellele piirangule tuvastasime morfoloogiliste, histoloogiliste ja DNA molekulaaranalüüside abil metsiku Kenya Cistanche liigid ning määrasime nende keemilise koostise, pakkudes toetust Keenia Cistanche ressursside säilitamiseks ja arendamiseks.

Cistanche deserticola

 

Keenia loodusliku Cistanche mahlane vars on lame ja silindriline, meenutadesCistanche deserticolavälimuselt, kuid erineb märkimisväärselt selle fusiformsest tüvestCistanche tubulosa. Keenia loodusliku Cistanche põikilõikel on hajutatud veresoonte kimbud, mis on kooskõlase omadusedCistanche tubulosa. Samas kui tolmuka alusCistanche tubulosaon tömp ja ümar ilma terava otsata, see omadus Keenia metsikus Cistanche'is puudub [1,7]. ITS2 ja psbA-trnH järjestuste analüüsi põhjal on Kenya metsik Cistanche tõenäolineCistanche senegalensisja mõlemad geneetilised piirkonnad on hiina keelega väga sarnasedCistanche tubulosa. Varasemad aruanded näitavad sedaC. senegalensison peamiselt levinud Kirde-Aafrikas asuvast Senegalist lõuna suunas Keeniasse ja teistesse Kagu-Aafrika osadesse [15]. Kõige värskem ja põhjalikum perekonna Cistanche fülogeneetiline uuring jagab selle neljaks peamiseks klaadiks: Ida-Aasia, Loode-Aafrika, Edela-Aasia ja laialt levinud klaad. Liikidevahelise hübridisatsiooni või geograafiliste muutuste tõttu iseloomustab laialt levinud klade madal fülogeneetiline lahutusvõime, mistõttu on morfoloogia ja DNA järjestuste põhjal liikide eristamine keeruline. MõlemadC. tubulosajaC. senegalensiskuuluvad sellesse laialt levinud klaadi ja neli proovi on tuvastatud kuiC. tubulosaleiti seestC. senegalensisuuringu haru, mistõttu on nende kahe eristamise keeruline isegi tuuma ITS2 ja kloroplasti psbA-trnH järjestuste tasemel [8].

Uuringute [15] kohaselt on hosts ofC. senegalensissisaldab mitmeid liike, ntSuaeda monoica(Amaranthaceae),Salvadora persica(Salvadoraceae),Zygophyllumliigid (Zygophyllaceae) jaVachellia tortilis(Fabaceae). Selles uuringus tuvastati Kenya loodusliku Cistanche peremeesorganisminaSericocomopsis hildebrandtii(Amaranthaceae), alampõõsas või põõsas, mille juuri kasutatakse kohapeal etnomeditsiinina malaaria, kõhuvalu, hepatiidi, kõhukinnisuse ja muude vaevuste raviks [16,17]. Hiinas võõrustajadCistanche deserticolasisaldamaHaloksülon ammodendron, H. persicum(mõlemad Amaranthaceae) jaAtriplex canescens(Chenopodiaceae) [18]; samas kui võõrustajad hiina keeltCistanche tubulosaon erinevaid liikeTamarix(Tamaricaceae). Võrreldes Hiina Cistanche liikide suhteliselt piiratud peremeesrühmaga,C. senegalensisKeenias kasutatakse laiemat valikut erinevatest perekondadest pärit peremehi, mis viitab laiemale ökoloogilisele kohanemisvõimele.

Mõlemad näidisedC. senegalensisSelles uuringus kogutud andmed sisaldasid kõiki viit fenüületanoidglükosiidi, kuigi tasemed varieerusid suuresti, võib-olla õitsemisetapi erinevuste tõttu. Proov K1 koguti enne taime maapinnast esiletõusmist, väiksema varrega ja toitainete varud jäid tarbimata, mille tulemuseks oli suurem toimeainesisaldus; proov K2 koguti õitsemise ajal, kui toitained olid ammendunud, mille tulemuseks oli väiksem toimeainesisaldus, mis on kooskõlas varasemate uuringutega [19]. Viie fenüületanoidglükosiidi kogusisaldus K1-s oli kõrgem kui hiina keelesCistanche deserticolakuid madalam kui hiina keelesCistanche tubulosa. Lisaks oli nelja suhkrualkoholi ja betaiini kogusisaldus K1-s kõrgem kui aastalCistanche tubulosakuid madalam kui sisseCistanche deserticola. Nimelt sisaldasid nii K1 kui ka K2 proovid suhteliselt kõrget betaiinisisaldust, mida pole hiinlastel kunagi avastatud.Cistanche tubulosakuid teadaolevalt esineb hiina keeles suurtes kogustesCistanche deserticola[6]. Teine oluline erinevus on see, et ei K1 ega K2 ei sisaldanud glükoosi, kuid väikese valimi suuruse tõttu on ebaselge, kas see onC. senegalensisvõi lihtsalt individuaalne variatsioon – see nõuab tulevikus täiendavat kontrollimist rohkemate näidiste abil.

Kokkuvõttes on selles uuringus väliuuringute ja uuringute abil kindlaks tehtud loodusliku Cistanche levik Keenias ja selgitatud selle liigidCistanche senegalensisja leidis nii sarnasusi kui ka erinevusi hiina keelegaCistanche deserticolajaCistanche tubulosa. Neid erinevusi võivad mõjutada viljelusmeetodid, ökoloogiline keskkond ja muud tegurid ning need nõuavad edasist uurimist ja seiret.

 

Viited

[1] Hiina farmakopöa komisjon. Hiina Rahvavabariigi farmakopöa (中华 人民共和国药典) [S]. Vol 1. 2025 Toim. Peking: China Medical Science Press, 2025: 319-320.

[2] Tu PF, Jiang Y. Uuendage Cistanches Herba klassikalise kirjanduse uuringuid [J]. Hiina J Chin Mater Med (中国中药杂志), 2022, 47: 5670-5679.

[3] Fu Z, Fan X, Wang X jt. Cistanches Herba: ülevaade selle keemiast, farmakoloogiast,

[4] Xu CH, Tuerdimaimaiti N, Wang YX jt. Fenüületanoidglükosiidide bioaktiivsuse areng Cistanches [J]. Food Drug (食品与药品), 2023, 25: 261–266.

[5] Laul ZH, Lei L, Tu PF. Cistanche Hoffing et Link [J] taimede farmakoloogilise aktiivsuse uurimise edusammud. Chin Tradit Herb Drugs (中草药), 2003, 34: 113-115.

[6] Gao YJ, Jiang Y, Dai F jt. Uuring lahtistavate koostisosade kohta Cistanche deserticola YC Ma [J]. Mod Chin Med (中国现代中药), 2015, 17: 307–310, 314.

[7] Hiina Teaduste Akadeemia Flora Reipublicae Popularis Sinicae toimetuskomisjon. Hiina taimestik (中国植物志) [M]: 69. kd. Peking: Science Press, 1999: 86.

[8] Ataei N, Schneeweiss GM, García MA jt. Mittefotosünteetilise parasiittaime Cistanche (Orobanchaceae) mitme lookuse fülogenees lükkab ümber praeguse taksonoomia ja tuvastab neli peamist morfoloogiliselt erinevat klade [J]. Mol Phylogenet Evol, 2020, 151: 106898.

[9] Nankaya J, Gichuki N, Lukhoba C jt. Keenia maasai ravimtaimed: ülevaade [J]. Taimed, 2020, 9:44