Cistanchen molekyylitunnistuksen edistyminen

Abstrakti:CistanchesKiinassa harvinaisella ja arvokkaalla lääkeaineella Herballa on korkea lääkearvo ja ekologinen arvo. Molekyylibiologian tekniikoiden kehittymisen myötä useita DNA-pohjaisia ​​molekyylien tunnistustekniikoita on asteittain parannettu ja tutkimuksessa on edistytty merkittävästi.CistanchesHerba. Tässä artikkelissa tarkastellaan DNA-pohjaisia ​​molekyylitunnistustekniikoitaCistancheja käsittelee rajoituksia ja sovellusmahdollisuuksia, minkä odotetaan toimivan referenssinä Cistanches Herban tarkalle tunnistamiselle ja laadun arvioinnille, resurssien suojelulle ja järkevälle hyödyntämiselle sekä jalostuksen monipuolisuudelle.

Avainsanat:Cistanche; molekyylien tunnistaminen; molekyylimarkkeritekniikka; tunnistaminen ja laatu; resurssien säästäminen

Napsauta tätä saadaksesi lisätietoja Cistanchen osista

Cistanche on Cistanche deserticola YC Ma -lajin kuiva suomulehtinen ja mehevä varsi.Cistanche tubulosa(Schenk) Wight, suvun kasviCistancheCistanchen perheessä. Jiangyun, Cunyun, Cistanche ja Chagangaoya (mongolian kieli) tunnetaan nimellä "aavikon ginseng" [2]. Viime vuosina, kun luonnonvaraisen Cistanchen resurssit ovat ehtymässä ja kotimainen kysyntä kasvaa päivä päivältä, suuri määrä Cistanchen väärennettyjä tuotteita on valunut kiinalaisten yrttilääkkeiden markkinoille, mikä on aiheuttanut valtavia vaihteluita markkinahintoihin. , eikä lääkemateriaalien laatua voida taata, mikä vaarantaa vakavasti kliinisen lääkityksen turvallisuuden. seksiä [3]. Siksi Cistanche-kasvien ituplasmaresurssien säilyttäminen, tutkimus ja järkevä kehittäminen ja hyödyntäminen ovat välitöntä, ja Cistanchen kasvien ituplasmaresurssien tarkka tunnistaminen on erityisen tärkeää.

yhtä tärkeänä. "Kiinan kansantasavallan farmakopean" (jäljempänä "Kiinan farmakopea") vuoden 2020 painoksessa mainitaan vain, että Cistanche deserticolan kuivattuja hilseileviä ja meheviä varsia käytetään aitoina lääkkeinä. Tilanteen näkökulmasta "Kiinan farmakopean" vuoden 2020 painokseen tallennettujen Cistanche- ja Cistanche tubehua -kasvien lisäksi löytyy myös Cistanche sinensis G. Beck, C. salsa (CA Mey.) G. Beck, Lanzhou Cistanche C. lanzhouensis ZY Zhang jne. [4], on myös suuri määrä väärennettyjen dopingilmiö. Molekyylibiologian teknologian kehittämisen ja jatkuvan parantamisen myötä molekyylien tunnistustekniikan etuna on pienempi näytteenkulutus, suuri nopeus ja suuri tarkkuus, ja sitä on käytetty laajalti eläinten ja kasvien lajien tunnistamisessa. Myös luonnonvarojen louhintatutkimuksen kehitys on suhteellisen nopeaa [5]. Tällä hetkellä Cistanche-lääkemateriaalien tunnistamisessa molekyylien tunnistustekniikalla on edistytty jonkin verran. Molekyylitunnistukseen vaadittavan molekyylimarkkeritekniikan luokituksen [6] mukaan tässä artikkelissa tarkastellaan Cistanche deserticolan ituplasmatunnistusta ja muita näkökohtia sekä käsitellään Cistanche deserticolan ituplasmatunnistuksen olemassaoloa. Analysoi ongelmat ja esitä vastaavia ratkaisuja, joiden tavoitteena on tarjota referenssiä uusien Cistanche-kasvilajikkeiden suojeluun, järkevään käyttöön ja viljelyyn.

1 DNA-viivakooditekniikan soveltaminen Cistanche-kasvien tunnistamiseen

1.1 DNA-viivakoodaustekniikka

Vuonna 2003 professori Paul Hebert Guelphin yliopistosta Kanadasta esitteli viivakooditeknologian biologiseen maailmaan ja ehdotti ensimmäisen kerran "DNA-viivakoodin" käsitettä [7]. DNA-viivakooditeknologia on tehokas menetelmä perinteisen kiinalaisen lääketieteen ja monipohjaisten raaka-aineiden tunnistamiseen. Vastaavaa DNA:ta varten ehdokasfragmentit monistettiin yleisellä alukepolymeraasiketjureaktiolla (PCR), PCR-monistustuotteet puhdistettiin, sekvensoitiin ja analysoitiin, kohde-DNA-viivakoodisekvenssi etsittiin ja DNA-viivakoodin tunnistusjärjestelmä rakennettiin [8 ]. Yhteenvetona voidaan todeta, että DNA-viivakooditunnistus on biomolekyylinen tunnistusmenetelmä, joka hyödyntää yhtä tai muutamaa suhteellisen lyhyttä standardi-DNA-fragmenttia lajien tunnistamiseen [9].

Viime vuosina korkean suorituskyvyn sekvensointiteknologian ja DNA-viivakoodin tunnistusteknologian yhdistelmällä on kehitetty uusi tekniikka, joka pystyy havaitsemaan useiden lajien viivakoodisekvenssejä sekanäytteistä samanaikaisesti – DNA-metaviivakoodi, jonka perusperiaate on käyttää korkean suorituskyvyn sekvensointia Teknologia hankkii sekaviivakoodin vahvistetun sekvenssin ja tunnistaa sekanäytteen lajikoostumuksen bioinformatiikan analyysin avulla[10].

1.2 DNA-viivakoodisekvenssien valinta

Viivakoodisekvenssejä, joita voidaan käyttää DNA-viivakoodausteknologiassa, ovat mitokondrioiden koentsyymi Ⅰ (CO Ⅰ) DNA, 12S rRNA, 16S rRNA-sekvenssit ja ribosomaaliset 18S rDNA eläinlajien tunnistamiseen[11]; ribosomaaliset 16S-rDNA:t bakteerien tunnistamiseen[12], ribosomaaliset sisäiset transkriptoidut välikappaleet (ITS) geenispesifiset fragmentit ja CO I -sekvenssit sienten tunnistamiseen[13]; kasvien mitokondriogenomien hitaasta evoluutionopeudesta johtuen viivakoodifragmentit valikoituvat pääasiassa kloroplastin genomista. Ehdotetut geenifragmentit sisältävät pääasiassa rpoB:n, rpoC1:n, matK:n, rbcL:n ja UPA:n, ja ei-koodaaviin alueisiin kuuluvat atpF-atpH, trnH-psbA, psbK-psbI ja

Tumamainen geeni ITS[14]. Vuonna 2006 Chen Shilinin tutkimusryhmä testasi ITS2:n erottelukykyä yli 6 600 kasvinäytteessä ja havaitsi, että ITS2:n tunnistustehokkuus lajitasolla oli peräti 92,7 prosenttia, mikä osoittaa, että ITS2-sekvenssi pystyy tunnistamaan standardinmukaiset DNA-viivakoodit. lääkekasveja ja läheisiä lajeja. ITS2:ta käytettiin uudentyyppisenä universaalina DNA-viivakoodina lääkekasveille [15], ja kansainväliset vertaisasiantuntijat tunnustivat sen [16].

Vuonna 2013 kansallinen farmakopeakomitea keskusteli ja hyväksyi kiinalaisten lääkemateriaalien DNA-viivakoodien molekyylitunnistuksen ohjeiden sisällyttämisen "Kiinan farmakopean" lisäpainokseen. ITS2 on ydin-DNA-viivakooditunnistusjärjestelmä kasvilääkeaineille [17].

Tällä hetkellä monet tutkijat ovat tehneet Cistanche-kasveille molekyylitunnistustutkimusta. Chen Shilinin et al. [18], ITS2 soveltuu tavalliseksi viivakoodisekvenssiksi lääkekasvien tunnistamiseen. Sun Zhiying et al [19] havaitsivat, että ITS2-sekvenssiä voidaan käyttää perustana kiinalaisen yrttilääkkeen Cistanche deserticola ja sen väärennettyjen tuotteiden tehokkaalle tunnistamiselle DNA-viivakoodeista. Wang Xiaoyue et al[20] käyttivät ITS2-viivakoodeja tunnistaakseen 4 yleistä Cynomoriumin, Cistanchen, Liedangin ja Cistanchen hämärätuotetta ja loivat onnistuneesti Cistanchen hämärtyneiden tuotteiden "molekyylitunnisteen". Menetelmä lääkekasvien tunnistamiseksi ITS2-sekvenssien avulla on suhteellisen kypsä, ja sen etuna on nopeus, tarkkuus ja tehokkuus. Siksi ITS2-sekvenssin käyttämisestä Cistanchen kasvien tunnistamiseen on tullut yleisimmin käytetty menetelmä.

1.3 DNA-viivakoodauksen työnkulku

DNA-viivakoodauksen työnkulku on samanlainen kuin molekyylifylogeneettisen tutkimuksen toiminta, ja päävaiheet on esitetty kuvassa 1. Gu Xiuyan [21] sai ITS:n perussekvenssin ja analysoi lajien väliset erot ja havaitsi, että Cistanche on läheistä sukua. Cistanche-suolaliuokseen, ja Cistanche Lanzhoussa on läheistä sukua Cistanchelle, mikä tarjoaa myös perustan uusien Cistanchen lääkelähteiden kehittämiselle. perusta. Li Zhenhua et al[22] suorittivat DNA-molekyylien tunnistustutkimusta Cynomoriumissa, Cistanchessa ja Huanghua Liedangissa ja toteuttivat nopean ja tarkan Cistanchen ja väärennetyn Cynomoriumin, Cistanchen ja Huanghualiedangin tunnistamisen paikkaspesifisellä PCR:llä.

Lyhyesti sanottuna on olemassa jo suhteellisen täydellinen prosessi kasvilajien tunnistamiseksi DNA-viivakoodien avulla. Cistanche-kasvien tunnistaminen analysoimalla DNA-sekvenssejä ja perustamalla niihin liittyvän tietokannan voi tarjota lisäperustaa Cistanche-kasvien tunnistamiselle ja luokittelulle tulevaisuudessa.

1.4 DNA-viivakoodauksen data-analyysi

Saatujen tietojen käsittely ja analysointi on erittäin tärkeä tehtävä[18]. Kun sekvensointi on valmis, sekvenssivertailu ja manuaalinen korjaus suoritetaan huonolaatuisten sekvenssien ja alukealueiden poistamiseksi. Yleisesti käytettyjä ohjelmistoja ovat Chromas, CExpress[23] jne.; Lopullisen sekvenssin geneettinen etäisyysanalyysi suoritetaan yleensä MEGA-ohjelmistolla [24] eri kasvilajien näytteiden välisen geneettisen etäisyyden analysoimiseksi, ja K2P-mallia [25-26] käytetään lajien sisäisen etäisyyden laskemiseen. ; sitten rakentaa naapuriliitos (NJ) fylogeniapuu käyttämällä iTol-verkkosivustoa [27] kehittääksesi ja kaunistaaksesi kehityspuuta (https://itol.embl.de/) ja tarkista kunkin haaran tukiaste bootstrap (1000 toistoa).

BLAST-menetelmä on BLAST-pohjainen hakualgoritmi. On tarpeen perustaa tai ladata viitesekvenssitietokanta lajien tunnistamista varten GenBank-tietokannassa (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) myöhempää geenifragmenttien analysointia ja lajien tunnistustyötä varten [28]. Xu Danyun et al[29] käyttivät 3 paria DNA-viivakoodin universaaleja alukkeita tunnistaakseen 22 Lauraceae-kasvilajia ja tunnistivat onnistuneesti 20 kasvilajia. Adolfo et al[30] tunnisti onnistuneesti 3 Pueraria-kasvilajia käyttämällä ITS2- ja matK-viivakoodeja. Yllä olevat tutkimukset osoittavat, että hankkimalla ja analysoimalla lääkekasvien DNA-sekvenssejä kasvilajit voidaan tunnistaa nopeasti ja tehokkaasti.

2 Muiden molekyylimarkkeritekniikoiden soveltaminen Cistanche-kasvien tunnistamiseen

Organismille niiden molekyylitason yläpuolella olevat ominaisuudet määräytyvät lopulta molekyylien ominaisuuksien perusteella. Morfologiseen analyysiin [31] ja kromosomianalyysiin [32] verrattuna molekyylimarkkerit voivat paljastaa biologisen geneettisen monimuotoisuuden todelliset kasvot. Sarwat et al[33] käyttivät monistettua fragmenttipituuspolymorfismia (AFLP), selektiivisesti monistettua polymorfista mikrosatelliittilokustekniikkaa (SAMPL), toistojen yksinkertaista intersequence amplifikaatiota (ISSR), satunnaista monistettua polymorfista DNA:ta (RAPD) ja muita molekyylimarkkeritekniikoita, jotka havaitsivat geneettisen monimuotoisuuden. Tribulus terrestris -näytteistä, jotka on kerätty eri paikoista Intiasta, ja tulokset osoittivat, että näillä neljällä molekyylimarkkeritekniikalla voidaan saada erilaisia ​​DNA-sormenjälkiä, jotka ovat ainutlaatuisia kullekin maantieteelliselle alueelle. Kansainvälinen kasvilajikeoikeuksien suojeluliitto (UPOV) käyttää myös DNA-molekyylien tunnistusta apukeinona viljelykasvilajikkeiden DUS-testauksessa (Distintitness uniformity and stability) [34]. Tällä hetkellä molekyylimarkkeritekniikat, kuten AFLP, RAPD ja ISSR, ovat suhteellisen kypsiä ja niitä käytetään laajalti Cistanche-kasvien tunnistamisessa (taulukko 1).

Tuki:

wallence.suen@wecistanche.com 0015292862950