Sveobuhvatna identifikacija i kemijska analiza divlje Cistanche Senegalensis u Keniji: Morfologija, DNK barkodiranje i fitokemija

2. Molekularna identifikacija DNA barkodiranjem

Molekularna identifikacija divljineUzorci Cistanche iz Kenijei njihovih biljaka domaćina provedena je pomoću dva para primera, ITS2F/ITS3R i psbA-trnH [11]. Oba uzorka kenijske divlje Cistanche uspješno su uparena kaoCistanche tubulosau sustavu DNK barkodiranja tradicionalne kineske medicine, sa sličnošću sekvence od 96,7%. U bazi podataka GenBank, sekvence su odgovarale više vrsta, pokazujući 100% sličnost sCistanche senegalensis i preko 98% sličnosti saCistanche tubulosa. Biljka domaćin nije odgovarala nijednom zapisu u DNK barkodnom sustavu tradicionalne kineske medicine, ali je pokazala veliku sličnost (97,55%) s vrstama AmaranthaceaeSericocomopsis hildebrandtiiu GenBank.

Da dodatno razjasnimo odnos, najsličnijiCistanche senegalensispsbA-trnH sekvenca (Pristup: LT715293) i ITS2 sekvenca (Pristup: LT715483) preuzeti su iz GenBank-a, zajedno s ITS2 i psbA sekvencama četiri kineske vrste Cistanche. Filogenetska stabla konstruirana su pomoću softvera MEGA X (vidi sliku 3). Kao što je prikazano na slici 3, uzorci kenijske divlje Cistanche (K1, K2) grupirani su u istoj grani kaoCistanche senegalensis, s genetskom udaljenošću od 0-0,0016, što sugerira da bi mogli pripadati istoj vrsti. Nasuprot tome, oni spadaju u različite grane od četiri kineske vrste Cistanche, što ukazuje na značajne razlike među vrstama. Usporedno, filogenetska udaljenost između K1, K2 iCistanche tubulosaje relativno blizu (0,0089–0,0098), dok je udaljenost doCistanche deserticolaje puno veći (0,1193–0,2961). To sugerira da je kenijska divlja Cistanche bliskija sCistanche tubulosa, što implicira zajedničko podrijetlo, ali naknadnu divergenciju zbog različitih pritisaka okoliša i evolucijskih procesa.

 

 

Cistanche tubulosa

3. Određivanje sadržaja aktivnih sastojaka i analiza otiska prsta u različitim uzorcima Cistanche

Tekućinska kromatografija visoke učinkovitosti (HPLC) korištena je za simultano određivanje sadržaja pet feniletanoidnih glikozida i pet saharidnih alkohola u dva uzorka kenijske divlje Cistanche, kao i kineskeCistanche tubulosaiCistanche deserticola(vidi tablice 1 i 2).

Što se tiče feniletanoidnih glikozida, ehinakozid i akteozid pronađeni su u dosljedno visokim razinama u svim uzorcima Cistanche, podupirući razloge za njihov odabir kao spojeva markera u Kineskoj farmakopeji. Posebno,Cistanche senegalensisiz Kenije pokazao je značajno veći sadržaj tubulozida A, što ga razlikuje od vrste kineske cistanče i može poslužiti kao karakteristična značajka kenijske cistanče.

Što se tiče ukupnog sadržaja alkohola saharida,Cistanche deserticolapokazao mnogo više razine od obaCistanche tubulosaiCistanche senegalensis. Betain nije otkriven uCistanche tubulosa, iako su sadržaji fruktoze, manitola i glukoze bili slični onima uCistanche deserticola, osim puno nižeg sadržaja saharoze. Nasuprot tome,Cistanche senegalensissadržavao betain koji se može detektirati, ali ne i glukozu, a razine drugih saharidnih alkohola također su se znatno razlikovale od kineske vrste Cistanche.

Cistanche tubulosa Svježi korijen

Kontaktirajte sada i upoznajte uzgajivače cistanche u Kini

 

 

 

Tablica 1. Sadržaj pet feniletanoidnih glikozida u biljkama Cistanche (%, n=3, srednja vrijednost ± SD). GH: C. tubulosa; HM: C. deserticola; "-" označava da nije otkriveno

ID uzorka	Podrijetlo	Oblik rasta	Datum prikupljanja	Ehinakozid	Tubulozid A	Akteozid	Izoakteozid	2'-acetilakteozid	Ukupno
GH1	Yutian, Xinjiang	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kenija	Divlji	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	Kenija	Divlji	2023.08	1.46 ± 0.018	1.51 ± 0.001	0.15 ± 0.001	0.08 ± 0.001	0.03 ± 0.001	3.23

---

Tablica 2 Sadržaj šećernih alkohola i betaina u biljkama Cistanche (%, n=3, srednja vrijednost ± SD)

ID uzorka	Podrijetlo	Oblik rasta	Datum prikupljanja	Betain	Fruktoza	Manitol	Glukoza	Saharoza	Ukupno
GH1	Yutian, Xinjiang	Kultiviran	2023.11	-	11.66 ± 0.084	5.56 ± 0.112	5.45 ± 0.054	2.29 ± 0.042	24.96
GH2	Yutian, Xinjiang	Kultiviran	2023.11	-	8.75 ± 0.061	4.94 ± 0.159	3.34 ± 0.081	1.70 ± 0.092	18.73
GH3	Yutian, Xinjiang	Kultiviran	2023.11	-	9.44 ± 0.107	5.09 ± 0.089	4.31 ± 0.455	1.80 ± 0.149	20.29
HM1	Turpan, Xinjiang	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kultiviran	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	Kenija	Divlji	2023.08	9.41 ± 0.021	5.31 ± 0.333	7.06 ± 0.045	-	8.44 ± 0.102	30.22
K2	Kenija	Divlji	2023.08	6.29 ± 0.034	-	-	-	-	6.29

---

Bilješka:
"-" označava da nije otkriveno.
GH =Cistanche tubulosa, HM =Cistanche deserticola, K=Kenija divljaCistanche.

 

Kromatografski otisci uzoraka Cistanche iz različitih regija prikazani su na slici 4, a rezultati analize sličnosti otisaka prikazani su u tablici 3. Sličnost između uzorka K1 kenijske divlje Cistanche i uzoraka GH1–GH3 (Cistanche tubulosaiz Kine) kretala se od 0,785 do 0,899, dok je sličnost s uzorcima HM1–HM3 (Cistanche deserticolaiz Kine) u rasponu od 0,630 do 0,745. Za uzorak K2 iz Kenije sličnost s uzorcima GH1–GH3 bila je 0,840 do 0,859, a s uzorcima HM1–HM3 0,775 do 0,824. Ovi rezultati pokazuju da je kemijski sastav kenijske divlje Cistanche sličniji kineskomCistanche tubulosanego da seCistanche deserticola.

 

Slika 4 Kromatogrami otisaka prstiju divlje Cistanche u Keniji i kultiviranih C. tubulosa i C. deserticola u Xinjiangu

 

Tablica 3. Rezultati procjene sličnosti uzoraka Cistanche

Uzorak	K1	K2	HM1	HM2	HM3	GH1	GH2	GH3	Referenca
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
Referenca	0.852	0.875	0.945	0.983	0.937	0.988	0.999	0.993	1

---

Bilješka: K1, K2: kenijska divlja cistanča; HM1–HM3:Cistanche deserticolaiz Turpana, Xinjiang; GH1–GH3: *

 

Rasprava

Kenija se može pohvaliti bogatom biljnom raznolikošću i dugom tradicijom korištenja biljaka u medicinske svrhe. Međutim, istraživanja mnogih afričkih biljaka u smislu taksonomije, kemije i farmakologije i dalje su ograničena, što rezultira time da su mnoge vrijedne ljekovite biljke zanemarene i nedovoljno istražene [9]. Iako postoje izvješća koja sugeriraju da je Cistanche široko rasprostranjen u Keniji [15], trenutačno nema podataka o njegovoj medicinskoj upotrebi u zemlji. Kako bismo razjasnili status i ljekovitu vrijednost izvora Cistanche u Keniji, naš istraživački tim proveo je istraživanje na terenu i otkrio daCistanche senegalensisširoko je rasprostranjen u jugozapadnoj Keniji. Lokalna razdoblja cvatnje Cistanche su od ožujka do svibnja i od listopada do prosinca. Kako je naše istraživanje provedeno u kolovozu, uspjeli smo prikupiti samo dva uzorka. Unatoč tom ograničenju, identificirali smo vrstu divlje kenijske cistanče morfološkim, histološkim i DNA molekularnim analizama i odredili njihov kemijski sastav, pružajući podršku očuvanju i razvoju resursa cistanče u Keniji.

Cistanche deserticola

 

Sočna stabljika kenijske divlje Cistanche je spljoštena i cilindrična, nalikCistanche deserticolaizgledom, ali se znatno razlikuje od fusiformne stabljikeCistanche tubulosa. Poprečni presjek kenijske divlje Cistanche pokazuje raspršene vaskularne snopove, što je u skladu se značajke odCistanche tubulosa. Međutim, dok je baza prašnika odCistanche tubulosaje tup i zaobljen bez oštrog vrha, ova značajka je odsutna kod divlje kenijske cistanče [1,7]. Na temelju analize sekvenci ITS2 i psbA-trnH, kenijska divlja Cistanche je vjerojatnaCistanche senegalensis, a obje genetske regije pokazuju veliku sličnost s kineskomCistanche tubulosa. Prethodna izvješća to pokazujuC. senegalensisuglavnom je rasprostranjen od Senegala u sjeveroistočnoj Africi prema jugu do Kenije i drugih dijelova jugoistočne Afrike [15]. Najnovija i sveobuhvatna filogenetska studija roda Cistanche dijeli ga u četiri glavna klasa: Istočna Azija, Sjeverozapadna Afrika, Jugozapadna Azija i široko rasprostranjeni klas. Zbog hibridizacije među vrstama ili zemljopisnih promjena, široko rasprostranjeni klas karakterizira niska filogenetska rezolucija, što otežava razlikovanje vrsta na temelju morfologije i sekvenci DNK. ObaC. tubulosaiC. senegalensisspadaju u ovaj rašireni klas, a četiri uzorka identificirana kaoC. tubulosapronađeni su unutarC. senegalensisgrana u studiji, zbog čega je teško razlikovati to dvoje čak i na razini nuklearnih ITS2 i kloroplastnih sekvenci psbA-trnH [8].

Prema istraživanju [15], domaćini odC. senegalensisuključuju nekoliko vrsta, kao što suSuaeda monoica(Amaranthaceae),Salvadora Persica(Salvadoraceae),Zygophyllumvrste (Zygophyllaceae), iVachellia tortilis(Fabaceae). U ovoj studiji, domaćin kenijske divlje Cistanche identificiran je kaoSericocomopsis hildebrandtii(Amaranthaceae), šikara ili grm čije se korijenje lokalno koristi kao etnomedicina za liječenje malarije, bolova u želucu, hepatitisa, zatvora i drugih bolesti [16,17]. U Kini, domaćini odCistanche deserticolauključitiHaloxylon ammodendron, H. persicum(obje Amaranthaceae), iAtriplex canescens(Chenopodiaceae) [18]; dok su domaćini KineziCistanche tubulosasu razne vrstetamariks(Tamaricaceae). U usporedbi s relativno ograničenim rasponom domaćina kineskih vrsta Cistanche,C. senegalensisu Keniji koristi veći izbor domaćina iz različitih rodova, što ukazuje na širu ekološku prilagodljivost.

Oba uzorka odC. senegalensisprikupljeni u ovoj studiji sadržavali su svih pet feniletanoidnih glikozida, iako su razine uvelike varirale, vjerojatno zbog razlika u fazi cvatnje. Uzorak K1 prikupljen je prije nego što je biljka izronila iz zemlje, s manjom stabljikom i nepotrošenim rezervama hranjivih tvari, što je rezultiralo većim sadržajem djelatne tvari; uzorak K2 prikupljen je tijekom razdoblja cvatnje, kada su hranjive tvari bile osiromašene, što je rezultiralo nižim sadržajem djelatne tvari, u skladu s prethodnim studijama [19]. Ukupan sadržaj pet feniletanoidnih glikozida u K1 bio je veći nego u kineskomCistanche deserticolaali niži nego u kineskomCistanche tubulosa. Nadalje, ukupni sadržaj četiriju šećernih alkohola i betaina u K1 bio je veći nego uCistanche tubulosaali niže nego uCistanche deserticola. Naime, uzorci K1 i K2 sadržavali su relativno visoke razine betaina, što nikada nije otkriveno u kineskomCistanche tubulosaali poznato je da je prisutan u velikim količinama u kineskomCistanche deserticola[6]. Još jedna značajna razlika je u tome što ni K1 ni K2 nisu sadržavali glukozu, no zbog male veličine uzorka nije jasno je li to karakteristikaC. senegalensisili jednostavno pojedinačne varijacije - to će zahtijevati daljnju provjeru s više uzoraka u budućnosti.

Ukratko, istraživanjem na terenu i istraživanjem, ova je studija identificirala distribuciju divlje Cistanche u Keniji, razjasnila njezinu vrstu kaoCistanche senegalensis, te pronašao i sličnosti i razlike s kineskimCistanche deserticolaiCistanche tubulosa. Na te razlike mogu utjecati metode uzgoja, ekološki okoliš i drugi čimbenici, te zahtijevaju daljnja istraživanja i praćenje.

 

Reference

[1] Komisija za kinesku farmakopeju. Farmakopeja Narodne Republike Kine (中华 人民共和国药典) [S]. Vol 1. 2025 Ed. Peking: China Medical Science Press, 2025: 319-320.

[2] Tu PF, Jiang Y. Ažuriranje istraživanja klasične literature o Cistanches Herba [J]. China J Chin Mater Med (中国中药杂志), 2022, 47: 5670-5679.

[3] Fu Z, Fan X, Wang X, et al. Cistanches Herba: pregled njegove kemije, farmakologije,

[4] Xu CH, Tuerdimaimaiti N, Wang YX, et al. Napredak u bioaktivnosti feniletanoidnih glikozida u Cistanches [J]. Food Drug (食品与药品), 2023, 25: 261-266.

[5] Pjesma ZH, Lei L, Tu PF. Napredak u istraživanju farmakološke aktivnosti u biljkama Cistanche Hoffing et Link [J]. Chin Tradit Herb Drugs (中草药), 2003, 34: 113-115.

[6] Gao YJ, Jiang Y, Dai F, et al. Studija laksativnih sastojaka u Cistanche deserticola YC Ma [J]. Mod Chin Med (中国现代中药), 2015, 17: 307-310, 314.

[7] Urednički odbor Flora Reipublicae Popularis Sinicae, Kineska akademija znanosti. Flora Kine (中国植物志) [M]: Vol 69. Peking: Science Press, 1999: 86.

[8] Ataei N, Schneeweiss GM, García MA, et al. Multilokusna filogenija nefotosintetske parazitske biljke Cistanche (Orobanchaceae) opovrgava postojeću taksonomiju i identificira četiri glavna morfološki različita kladusa [J]. Mol Phylogenet Evol, 2020, 151: 106898.

[9] Nankaya J, Gichuki N, Lukhoba C, et al. Ljekovito bilje Maasaija iz Kenije: pregled [J]. Biljke, 2020, 9: 44