Sasniegumi Cistanche molekulārajā identifikācijā

Abstract:CistancasHerbai, kas ir rets un vērtīgs ārstniecības materiāls Ķīnā, ir augsta ārstnieciskā un ekoloģiskā vērtība. Molekulārās bioloģijas metožu attīstības laikā ir pakāpeniski uzlabotas dažādas uz DNS balstītas molekulārās identifikācijas metodes, un ir panākts būtisks progress pētījumos parCistancasHerba. Šajā rakstā ir apskatītas uz DNS balstītas molekulārās identifikācijas metodesCistancheun apspriesti ierobežojumi un pielietojuma perspektīvas, kas, domājams, kalpos par atsauci precīzai Cistanches Herba identificēšanai un kvalitātes novērtēšanai, resursu aizsardzībai un racionālai izmantošanai, kā arī audzēšanas daudzveidībai.

Atslēgvārdi:Cistanche; molekulārā identifikācija; molekulāro marķieru tehnika; identifikācija un kvalitāte; resursu saglabāšana

Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par Cistanche sastāvdaļām

Cistanche ir Cistanche deserticola YC Ma sausais zvīņlapu, mīkstus stublājs unCistanche tubulosa(Schenk) Wight, ģints augsCistancheCistanche ģimenē. Jiangyun, Cunyun, Cistanche un Chagangaoya (mongoļu valoda) ir pazīstamas kā "tuksneša žeņšeņs" [2]. Pēdējos gados, kad savvaļas Cistanche resursi ir uz izsīkšanas robežas un iekšzemes pieprasījums ar katru dienu pieaug, Ķīnas augu izcelsmes zāļu tirgū ir ieplūdis liels skaits viltotu Cistanche produktu, izraisot milzīgas tirgus cenu svārstības. , un nevar garantēt ārstniecisko materiālu kvalitāti, kas nopietni apdraud klīnisko medikamentu drošību. sekss [3]. Tāpēc Cistanche augu dīgļu resursu saglabāšana, izpēte un racionāla attīstība un izmantošana ir nenovēršama, un precīza Cistanche augu dīgļu plazmas resursu identificēšana ir īpaši svarīga.

tikpat svarīgi. "Ķīnas Tautas Republikas farmakopejas" (turpmāk "Ķīnas farmakopeja") 2020. gada izdevumā ir norādīts tikai tas, ka Cistanche deserticola kaltētie zvīņainie gaļīgie stublāji tiek izmantoti kā īstas zāles. No situācijas viedokļa bez "Ķīnas farmakopejas" 2020. gada izdevumā ierakstītajiem augiem Cistanche un Cistanche tubehua ir arī Cistanche sinensis G. Beck, C. salsa (CA Mey.) G. Beck, Lanzhou. Cistanche C. lanzhouensis ZY Zhang uc [4], ir arī liels skaits viltotu dopinga parādību. Attīstoties un nepārtraukti pilnveidojot molekulārās bioloģijas tehnoloģiju, molekulārās identifikācijas tehnoloģijai ir mazāks paraugu patēriņš, liels ātrums un augsta precizitāte, un tā ir plaši izmantota dzīvnieku un augu sugu identificēšanā. Salīdzinoši strauja ir arī resursu ieguves pētniecības attīstība [5]. Pašlaik ir panākts zināms progress Cistanche zāļu materiālu identificēšanā ar molekulārās identifikācijas tehnoloģiju. Saskaņā ar molekulāro marķieru tehnoloģiju klasifikāciju, kas nepieciešama molekulārajai identifikācijai [6], šajā rakstā apskatīta Cistanche deserticola dīgļu plazmas identifikācija un citi aspekti, kā arī apskatīta Cistanche deserticola dīgļu plazmas identifikācijas esamība. Analizēt problēmas un piedāvāt atbilstošus risinājumus, lai sniegtu atsauci Cistanche augu jaunu šķirņu aizsardzībai, racionālai izmantošanai un audzēšanai.

1 DNS svītrkodēšanas tehnoloģijas pielietojums Cistanche augu identificēšanā

1.1 DNS svītrkodēšanas tehnoloģija

2003. gadā profesors Pols Heberts no Kanādas Gelfas universitātes ieviesa svītrkoda tehnoloģiju bioloģiskajā pasaulē un pirmo reizi ierosināja "DNS svītrkoda" jēdzienu [7]. DNS svītrkoda tehnoloģija ir efektīva metode tradicionālās ķīniešu medicīnas un daudzveidīgu izejvielu identificēšanai. Attiecīgajai DNS kandidāta fragmenti tika amplificēti ar vispārējo praimera polimerāzes ķēdes reakciju (PCR), PCR amplifikācijas produkti tika attīrīti, sekvencēti un analizēti, tika meklēta mērķa DNS svītrkoda secība un tika izveidota DNS svītrkoda atpazīšanas sistēma [8 ]. Noslēgumā jāsaka, ka DNS svītrkoda identifikācija ir biomolekulārā identifikācijas metode, kas izmanto vienu vai dažus salīdzinoši īsus standarta DNS fragmentus sugu identificēšanai [9].

Pēdējos gados, apvienojot augstas caurlaidības sekvencēšanas tehnoloģiju un DNS svītrkoda identifikācijas tehnoloģiju, ir izstrādāta jauna tehnoloģija, kas var vienlaikus noteikt vairāku sugu svītrkodu sekvences jauktos paraugos — DNS metasvītrkods, kura pamatprincips. ir izmantot augstas caurlaidības sekvencēšanu Tehnoloģija iegūst jauktā svītrkoda pastiprināto secību un identificē sugu sastāvu jauktajā paraugā ar bioinformātikas analīzes palīdzību[10].

1.2 DNS svītrkodu secību atlase

Svītrkodu sekvences, ko var izmantot DNS svītrkodēšanas tehnoloģijā, ietver mitohondriju koenzīma Ⅰ (CO Ⅰ) DNS, 12S rRNS, 16S rRNS sekvences un ribosomu 18S rDNS dzīvnieku sugu identificēšanai[11]; ribosomu 16S rDNS baktēriju identificēšanai[12] ], ribosomu iekšējā transkribētā starpliku (ITS) gēnu specifiskie fragmenti un CO I sekvences sēnīšu identificēšanai[13]; sakarā ar lēno mitohondriju genomu evolūcijas ātrumu augos, svītrkoda fragmenti galvenokārt tiek atlasīti uz hloroplasta genoma. Piedāvātie gēnu fragmenti galvenokārt ietver rpoB, rpoC1, matK, rbcL un UPA, un nekodējošos reģionu fragmenti ietver atpF-atpH, trnH-psbA, psbK-psbI un

Kodolains gēns ITS[14]. 2006. gadā Chen Shilin pētniecības grupa pārbaudīja ITS2 diskriminācijas spēju vairāk nekā 6600 augu paraugos un atklāja, ka ITS2 identifikācijas efektivitāte sugu līmenī bija pat 92,7 procenti, norādot, ka ITS2 secība var identificēt standarta DNS svītrkodus ārstniecības augi un cieši saistītas sugas. ITS2 tika izmantots kā jauna veida universāls DNS svītrkoda veids ārstniecības augiem [15], un to atzina starptautiski līdzīgi eksperti [16].

2013. gadā Nacionālā farmakopejas komiteja apsprieda un apstiprināja Ķīnas zāļu materiālu DNS svītrkodu molekulārās identifikācijas vadlīniju iekļaušanu "Ķīnas farmakopejas" papildu izdevumā. ITS2 ir galvenā DNS svītrkoda identifikācijas sistēma augu ārstniecības materiāliem [17].

Pašlaik daudzi zinātnieki ir veikuši Cistanche augu molekulārās identifikācijas pētījumus. Saskaņā ar Chen Shilin et al. [18], ITS2 ir piemērota kā standarta svītrkoda secība ārstniecības augu identificēšanai. Sun Zhiying et al [19] atklāja, ka ITS2 secību var izmantot kā pamatu, lai efektīvi identificētu ķīniešu augu izcelsmes zāles Cistanche deserticola un tās viltotos produktus DNS svītrkodos. Wang Xiaoyue et al[20] izmantoja ITS2 svītrkodus, lai identificētu 4 izplatītākos apslēptos produktus no Cynomorium, Cistanche, Liedang un Cistanche, un veiksmīgi izveidoja Cistanche apslēpto produktu "molekulāro identitātes karti". Metode ārstniecības augu identificēšanai, izmantojot ITS2 sekvences, ir salīdzinoši nobriedusi, un tai ir tādas priekšrocības kā ātrums, precizitāte un efektivitāte. Tāpēc ITS2 secības izmantošana Cistanche augu identificēšanai ir kļuvusi par visbiežāk izmantoto metodi.

1.3. DNS svītrkodēšanas darbplūsma

DNS svītrkodēšanas darbplūsma ir līdzīga molekulārās filoģenētiskās izpētes darbībai, un galvenie soļi ir parādīti 1. attēlā. Gu Xiuyan [21] ieguva ITS bāzes secību un analizēja atšķirības starp sugām un konstatēja, ka Cistanche ir cieši saistīta uz Cistanche fizioloģisko šķīdumu, un Cistanche Lanžou ir cieši saistīta ar Cistanche, kas arī nodrošina pamatu jaunu Cistanche zāļu avotu attīstībai. pamats. Li Zhenhua et al[22] veica DNS molekulārās identifikācijas pētījumus par Cynomorium, Cistanche un Huanghua Liedang un saprata ātru un precīzu Cistanche un viltotu Cynomorium, Cistanche un Huanghualiedang identificēšanu, izmantojot vietnei specifisku PCR.

Īsāk sakot, jau ir samērā pilnīgs process augu sugu identificēšanai, izmantojot DNS svītrkodus. Cistanche augu identificēšana, analizējot DNS sekvences un izveidojot saistītu datubāzi, var nodrošināt lielāku pamatu Cistanche augu identificēšanai un klasifikācijai nākotnē.

1.4. DNS svītrkodēšanas datu analīze

Iegūto datu apstrāde un analīze ir ļoti svarīgs uzdevums[18]. Kad sekvencēšana ir pabeigta, tiek veikta secību salīdzināšana un manuāla korekcija, lai noņemtu zemas kvalitātes sekvences un primer reģionus. Parasti izmantotā programmatūra ietver Chromas, CExpress[23] utt.; Galīgās sekvences ģenētiskā attāluma analīzi parasti veic ar MEGA programmatūru [24], lai analizētu ģenētisko attālumu starp dažādu augu sugu paraugiem, un K2P modeli [25-26] izmanto, lai aprēķinātu intraspecifisko attālumu starp sugām. ; pēc tam izveidojiet kaimiņu pievienošanās (NJ) filoģenēzes koku, izmantojot iTol tiešsaistes vietni [27], lai uzlabotu un izdaiļotu attīstības koku (https://itol.embl.de/), un pārbaudiet katra zara atbalsta līmeni saskaņā ar bootstrap (1000 atkārtojumi).

BLAST metode ir meklēšanas algoritms, kura pamatā ir BLAST. GenBank datubāzē (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) ir jāizveido vai jālejupielādē atsauces secību datubāze sugu identificēšanai, lai veiktu turpmāku gēnu fragmentu analīzi un sugu identifikācijas darbu [28]. Xu Danyun et al[29] izmantoja 3 pārus DNS svītrkoda universālo primeru, lai identificētu 22 Lauraceae augu sugas, un veiksmīgi identificēja 20 augu sugas. Adolfo et al[30] veiksmīgi identificēja 3 Pueraria augu sugas, izmantojot ITS2 un matK svītrkodus. Iepriekš minētie pētījumi parāda, ka, iegūstot un analizējot ārstniecības augu DNS sekvences, augu sugas var ātri un efektīvi identificēt.

2 Citu molekulāro marķieru metožu pielietošana Cistanche augu identificēšanā

Organismiem to pazīmes, kas pārsniedz molekulāro līmeni, galu galā nosaka molekulārās iezīmes. Salīdzinot ar morfoloģisko analīzi [31] un hromosomu analīzi [32], molekulārie marķieri var atklāt bioloģiskās ģenētiskās daudzveidības patieso seju. Sarvats et al[33] izmantoja amplificētu fragmentu garuma polimorfismu (AFLP), selektīvi pastiprinātu polimorfo mikrosatelītu lokusa tehnoloģiju (SAMPL), vienkāršu atkārtojumu starpsekvenču pastiprināšanu (ISSR), nejauši pastiprinātu polimorfo DNS (RAPD) un citas molekulāro marķieru metodes, lai noteiktu ģenētisko daudzveidību. Tribulus terrestris paraugiem, kas savākti no dažādām Indijas vietām, un rezultāti parādīja, ka šīs četras molekulāro marķieru metodes var iegūt dažādus DNS pirkstu nospiedumus, kas ir unikāli katram ģeogrāfiskajam reģionam. Starptautiskā augu šķirņu tiesību aizsardzības savienība (UPOV) arī izmanto DNS molekulāro marķieru identifikāciju kā palīglīdzekli kultūraugu šķirņu DUS (atšķirības viendabīguma un stabilitātes) testēšanai [34]. Pašlaik molekulāro marķieru tehnoloģijas, piemēram, AFLP, RAPD un ISSR, ir salīdzinoši nobriedušas un plaši izmantotas Cistanche augu identificēšanā (1.

Atbalsts:

wallence.suen@wecistanche.com 0015292862950