كيف تدرس التنوع الوراثي من Herba Cistanches؟
Mar 14, 2022
دراسة حول التنوع الجيني لهربا سيستانش بواسطة RAPD
اتصال:joanna.jia@wecistanche.com/ واتساب: 008618081934791
كوي جوانجونج ، تشين مين ، هوانغ لوكي * ، شياو سوبينج ، لي دا
(معهد المواد الطبية الصينية ، الأكاديمية الصينية للطب الصيني ، بكين 100700)
الملخص
غاية:لدراسة السكانالتنوع الجينيمنCistanche DeserticolaوCistanche tubulosa.
طُرق:مجموعتان من السكان البريةCistanche Deserticolaوأربعة تجمعات برية منCistanche tubulosaتم تحليلها بواسطة RAPD ، والتنوع الجينيتم تحليل السكان بواسطة إصدار البرنامج 1.31 من POPGENE.
نتائج:متوسط النسبة المئوية للمواقع متعددة الأشكال لـCistanche Deserticolaكان 47.37 بالمائة ، والمواقع متعددة الأشكال للمجموعتين 39.47 بالمائة و 35.53 بالمائة ، ومتوسط التنوع الجيني لني 0. 135 8. كان شانون أكثر. مؤشر معلومات الحالة هو 0. 207 2 ، ومعامل تمايز الجينات Gst {{1 {{2 0}}}. 254 6. كان متوسط النسبة المئوية للمواقع متعددة الأشكال في Cistanche 27.59 بالمائة ، وتراوحت النسبة المئوية للمواضع متعددة الأشكال في كل مجموعة من 19.54 بالمائة إلى 25.29 بالمائة ، حيث كان لدى سكان Andier أعلى 25.29 بالمائة ، وكان متوسط تنوع جينات Nei صفرًا. { {21}} ، مؤشر معلومات تعدد الأشكال لشانون هو 0.1258 ، معامل تمايز الجينات Gst =0. 175 5.
استنتاج:Cistanche DeserticolaوCistanche tubulosaلها تمايز معين بين السكان. الالتنوع الجينيمن Cistanche الصحراء أعلى بكثير من Cistanche tubulosa وقد تمايزت إلى نمطين بيئيين.
الكلمات المفتاحية: Cistanche deserticola؛ Cistanche tubulosa RAPD. التنوع الجيني
[رقم تصنيف المكتبة الصينية] S 567 [رمز تعريف المستند] A [رقم المقالة] 1001-5302 (2004) 08-0727-04
Cistanche هو نبات طفيلي ينتمي إلى جنس Cistanche في عائلة Lidanaceae ، والمعروف أيضًا باسم Dayun ، وهي مادة طبية صينية ثمينة. المصدر الرئيسي للنباتات Cistanche deserticola في بلدي هيCistanche DeserticolaYCMa و C.tubulosa (شينك) آر وايت [1]. النباتات المضيفة لـ Cistanche deserticola هي Haloxylon amodendron و Haloxylon amodendron ، والتي يتم توزيعها بشكل أساسي في رابطة ألاشان في منغوليا الداخلية وشمال شينجيانغ وتشينغهاي وقانسو وأماكن أخرى. توزيع Cistanche deserticola هو نفس توزيع النباتات المضيفة. في بلدي ، يتم توزيع Cistanche cistanche فقط في المقاطعات المحيطة بصحراء Taklimakan جنوب جبال Tianshan في شينجيانغ ، وتوزيعها غير متزامن تمامًا مع مضيف Tamarix. مناطق أخرى مثل شمال شينجيانغ وقانسو وتشينغهاى ونينغشيا ومنغوليا الداخلية وشنشى وأماكن أخرى من نباتات تاماريكس ليست طفيليًا Cistanche Tubula [2]. نظرًا للزيادة السريعة في الطلب على Cistanche في السنوات الأخيرة ، مما أدى إلى انقراض مواردها ، تقلصت موارد cistanche البرية إلى عدد قليل فقط من مناطق الإنتاج الرئيسية. تم إدراج كلاهما ضمن الأنواع النباتية المحمية المهددة بالانقراض في بلدي [3] ، من بينهاCistanche Deserticolaتم إدراجه في CITES الملحق الثاني [4].
بعد عدة سنوات من البحث ، نجح البحث عن التكاثر الاصطناعي للكيستانش ، وهو في مرحلة الترويج والغرس على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن كيفية منع تدهور أنواع Cistanche أثناء الإنتاج الصناعي ، وكيفية استعادة أعداد الحيوانات البرية المحدودة في أسرع وقت ممكن ، والحفاظ على موارد الأصول الوراثية البرية الثمينة ، هي مفاتيح تحقيق الاستخدام المستدام لها. بالنسبة للتراث المحمي لسيستانش [تاريخ الاستلام] ، 2004-03-11 [مشروع صندوق] وزارة العلوم والتكنولوجيا مشروع الرعاية الاجتماعية (2001.109) ؛ وزارة العلوم والتكنولوجيا مشروع "الخطة الخمسية العاشرة" (2001BA701A09a) [المؤلف المقابل] * Huang Luqi ، الهاتف: (010) 64014411-2955 ، البريد الإلكتروني: huangluqi @ 263.net لا تزال دراسة الإرسال فارغ. تستخدم هذه الدراسة تقنية RAPD لدراسة 2 تجمعات برية منCistanche Deserticolaو 4 مجموعات برية منCistanche tubulosa، وتحليل كل من الاختلاف فيالتنوع الجينيمن المتوقع أن يوفر أساسًا جينيًا تجريبيًا مهمًا لحماية Cistanche ، وهو دواء صيني ثمين.
1. المواد والأساليب
1.1 المواد
Cistanche Deserticolaتم جمعها من مقاطعة جيمسار في شينجيانغ ومنطقة جيلانتاي التابعة لرابطة ألكسا القديمة في منغوليا الداخلية. تم جمع سكان Cistanche من مقاطعة Minfeng ومقاطعة Yutian ، شينجيانغ. تعد مقاطعة Minfeng حاليًا المنطقة ذات أكبر محصول من Cistanche cistanche ، مع أعلى كثافة ومجتمعات كاملة نسبيًا من الغابات الطبيعية. نقاط أخذ العينات أنديل ، ساوزيك ، ياتونغوز ، وداهيان في مقاطعة يوتيان هي مناطق الإنتاج الرئيسية ، والتي تقع في نهر أندير ونهر ياييكي ونهر ياتونغوزي وكيلانيا في الروافد الدنيا من النهر ، تكون المسافة بين السكان أكثر من 50 كم. قام كل مجتمع بأخذ عينات عشوائية 19-30 من الأفراد. تم تجفيف العينات بسرعة في هلام السيليكا واستخدامها لاستخراج الحمض النووي (الجدول 1).
الجدول 1 أخذ العينات من السكان ومناطق الإنتاج من Cistanche deserticola و Cistanche tubulosa
1.2 استخراج الحمض النووي
تستخدم طريقة استخلاص الحمض النووي الكلية ملحًا عاليًا ومنخفض درجة الحموضة [5]. تم إخضاع عينة الحمض النووي لمقياس ضوئي للكشف عن تركيز قالب الحمض النووي ، ثم تم استخدام 1 في المائة من الاغاروز الكهربائي للهلام ، وتلطيخ EB ، والمراقبة والتصوير تحت الضوء فوق البنفسجي ، والحمض النووي الكهربائي مع نطاقات واضحة ، وتم استخدام مخلفات أقل لتحليل RAPD.
1.3 فحص البادئات RAPD
منذ أن وجدت التجربة أن نفس التمهيدي له تأثير غير مرض على التضخيم المتزامن لكليهماCistanche Deserticolaو Cistanche tubulosa ، تم فحص الاشعال بشكل مستقل. تم استخدام 150 بادئة عشوائية (10 نقاط أساس) ، ونظام تفاعل 25 ميكرولتر من شركة Shanghai Shenggong Biotechnology Co.، Ltd. للتضخيم والغربلة ؛ استخدم كل تمهيدي 2 من قوالب السكان و 1 ماء مقطر مزدوج معقم كعنصر تحكم فارغ ، وحصل على 10 بادئات لتضخيم Cistanche deserticola مع نطاقات واضحة ، وتعدد أشكال قوي ، وإمكانية تكرار جيدة: S490 ، S 1 101 ، S {{ 8}} ، S 1 137 ، S 1 165 ، S 1 218 ، جنوب 1 222 ، جنوب 2 015 ، جنوب 2 112 ، جنوب {{15} }}؛ 10 بادئات منCistanche tubulosa: S1 141, S1 146, S1 183, S1 208, S1 500, S2 032, S2 042, S2 052, S2 059, S2 155.
1.4 تضخيم PCR وكشف المنتج
تم استخدام البادئات المختارة لتضخيم قالب DNA لـCistanche DeserticolaوCistanche tubulosaبواسطة PCR. تم تخفيف الحمض النووي الجينومي إلى 5 0 نانوغرام · ميكرولتر -1 وفقًا للتركيز المقاس كقالب. إجمالي حجم التفاعل هو 25 ميكرولتر ، منها 1 0 × PCR Buffer 2.5 ميكرولتر ، Mg2 زائد 1.5 ميكرولتر ، Taq (5 U · ميكرولتر -1) 0.2 ميكرولتر ، خليط dNTP (كل 2.5 ملي مول) 1 ميكرولتر ، 5 ميكرومتر من التمهيدي 1 ميكرولتر ، قالب DNA 1 ميكرولتر ، ماء مقطر مزدوج معقم 18.8 ميكرولتر ، محلول تضخيم PCR أعلاه هو نتاج Shanghai Sangon. تم إجراء التضخيم على دورة حرارية PTC -100. كان برنامج التضخيم 94 درجة تمسخًا مسبقًا لمدة 5 دقائق ثم 40 دورة. تضمنت كل دورة 94 درجة 45 ثانية ، 34 درجة 1 دقيقة ، 72 درجة 1 دقيقة 30 ثانية ، وأخيراً تمتد عند 72 درجة لمدة 5 دقائق. تم فصل المنتجات المكبرة بالكهرباء على هلام agarose بنسبة 2.0 في المائة (يحتوي على EB) في محلول مؤقت 1 × TAE وتم ملاحظتها وتصويرها تحت نظام التصوير الهلامي SYNGENE.
1.5 الإحصاء وتحليل البيانات
في الطيف الكهربائي ، تتم مقارنة الموضع المقابل لمنتج التفاعل على الهلام وفقًا لمعيار الوزن الجزيئي ، ويتم تقدير الوزن الجزيئي للمنتج المضخم. يتم تسجيل النطاق الذي يحتوي على النطاق على أنه 1 ، ويتم تسجيل النطاق بدون نطاق على أنه 0 ، مما يؤدي إلى تكوين رسم مصفوفة 0 / 1 وإدخاله إلى الكمبيوتر ، باستخدام POPGENE32 لحساب النسبة المئوية للمواقع متعددة الأشكال (PPL) لكل مجموعة ، مؤشر تنوع الجينات Nei (H) ، مؤشر معلومات تعدد الأشكال لشانون (I) ، معامل التمايز الجيني (Gst) ، التنوع الجيني (Ht) ،التنوع الجيني(Hs) ، Nei's (1978) الهوية الجينية (I) والمسافة الجينية (D) ضمن مجموعة سكانية ، وتم إجراء تحليل الكتلة باستخدام طريقة UPGMA.
2. النتائج والتحليل
2.1 التنوع الجيني للقيستانش
حصلت جميع العينات على نطاقات بوزن جزيئي يتراوح من 200 إلى 2 200 bp (الشكل 1 ، 2). تم اكتشاف ما مجموعه 76 موقعًا في 60 عينة من 2 من السكانCistanche Deserticola، 36 منها كانت مواقع متعددة الأشكال ، تمثل 47.37 بالمائة ، H=0. 135 8 ، أنا=0. 207 2. من بينها ، تبلغ نسبة PPL لشركة Jimsar 39.47٪ ، و Gilanty بنسبة 35.53٪. H هي 0. 0 95 3 و 0. 1 070 على التوالي ، وأنا 0. 15 12 و 0. 163 7 على التوالي. تم اكتشاف إجمالي 87 موقعًا في {{2 0} أفراد من 4 مجموعات من Cistanche ، 24 منها كانت مواقع متعددة الأشكال ، تمثل 27.59 بالمائة ، H=0. 084 8، أنا=0 1278. كان أعلى PPL هو Andil بنسبة 25.29 في المائة ، بينما كان PPL أقل في سافوزيك وياتونغوسي (كلاهما عند 19.54 في المائة). H هي 0. 062 1 -0. 080 0 ، أنا 0. 095 0 -0. 116. يتوافق حجم H و I مع اتجاه حجم PPL لكل مجموعة سكانية ، والمعاملات هي الأكبر في Andier ، تليها Dayan. في حالة نفس PPL ، Savuzek's H=0. {{4 0}} المجموع I=0. 097 0 أعلى قليلاً من الصفر. {{44 }} و 0. 095 0 من Yatunguska (الجدول 2).
الشكل 1 الشكل 1 تضخيم RAPD نطاقات من بعض عينات الصحراءCistanche Deserticola، التمهيدي S 490 1-10. عينات الجارانتي 11-20. عينات Jimpster M-DNA Marker (200 - 2 000 BP)
الشكل 2 الشكل 2 RAPD تضخيم نطاقات من بعض عينات Cistanche Tubulosa ، التمهيدي S 2 042 1-20. عينة شينجيانغ أندير M-DNA Marker (200 - 2 000 bp)
الجدول 2التنوع الجينيمنCistanche DeserticolaوCistanche tubulosaالسكان
2.2 تحليل التباين الجيني لـ Cistanche
حسب مستوىالتنوع الجينيفي المجموعات السكانية (Hs) ، والتمايز بين المجموعات (Dst) ، ونسبة الاختلافات الجينية بين المجموعات السكانية في إجمالي الاختلافات الجينية (Gst) ، يمكن ملاحظة أن إجمالي التنوع الجيني لـ Cistanche deserticola Ht=0. {{ 1}} ، حيث Hs=0. 101 2 ، Gst =0. 254 6. Cistanche Ht =0. 082 2 ، منها =0. 067 8 ، Gst =0. 175 5 (الجدول 3). تشير النتائج المذكورة أعلاه إلى وجود درجة معينة من الاختلاف الجيني بين السكان. يمثل التباين بين سكان الصحراء في Cistanche Deserticola 25.46 في المائة من التباين الإجمالي ، وشكل التباين في مجموعات Cistanche tubulosa 17.55 في المائة من التباين الإجمالي.
الجدول 3 تحليل التباين الجينيCistanche DeserticolaوCistanche tubulosa.
2.3 تحليل المسافة الجينية والعنقودية بين مجموعات Cistanche deserticola
المسافة الجينية لمجموعتيCistanche Deserticolaهو {0}}. 080 0 ، والهوية الجينية هي 0. 9231. كانت المسافة الجينية لمجموعات Cistanche الأربعة 0. 012 0-0. 031 5 ، وكانت الهوية الجينية صفرًا. 9690-0. 988 1 (الجدول 4) . يُظهر تجميع Cistanche deserticola و cistanche tubulosa الأفراد أنه يمكن تجميع Cistanche deserticola في مجموعتين متميزتين وفقًا للسكان ، بينما لا يمكن تجميع الأفراد المختلفين من cistanche tubulosa حسب السكان ، مما يشير أيضًا إلى أن التمايز الجيني بين Cistanche deserticola عدد السكان مرتفع نسبيًا. كبير ، لكن التمايز الجيني بين مجموعات Cistanche tubulosa صغير.
الجدول 4 الهوية الجينية (أسفل اليسار) والمسافة الجينية (أعلى اليمين) منcistanche tubulosa.
3. مناقشة
3.1 التنوع الجيني للقيستانش
مستوى الالتنوع الجينيمن النباتات لا ينفصل عن خصائصها البيولوجية وموائلها وأصلها وتطورها. من بينها ، يكون لنظام التربية ، ومدى التوزيع ، وشكل الحياة ، وطرق انتشار حبوب اللقاح والبذور التأثير الأكبر [6]. وفقًا للنتائج الإحصائية لبيانات allozyme لـ 499 نوعًا نباتيًا في 165 جنسًا بواسطة Ge Song et al. [7] ، يجب أن يكون تعدد الأشكال لـ Cistanche على مستوى الأنواع حوالي 5 0 بالمائة ، وتعدد الأشكال على مستوى السكان يجب أن يكون حوالي 40 بالمائة. حوالي 0.17. مستويات تعدد الأشكال التي تم الحصول عليها في هذه التجربة كلها أقل من هذه القيم المتوسطة. في الوقت نفسه ، مقارنةً بمستويات المواقع متعددة الأشكال التي تم الحصول عليها بواسطة طرق RAPD للعديد من النباتات المهددة بالانقراض الشائعة ، مثل 32 بالمائة من الأنواع المهددة بالانقراض مثل التنوب الفضي [18] ، و 22.5 بالمائة من الفاوانيا القزمة ، و 27.6 بالمائة من الفاوانيا الأرجواني [9] يمكن ملاحظة أن التنوع الجيني لـCistanche Deserticola أقل قليلاً من المستوى المتوسط ، في حين أن التنوع الجيني لـ Cistanche tubulosa منخفض للغاية بالفعل.
3.2 أسباب انخفاض التنوع الجيني للكيستانش
Cistanche هو نبات طفيلي محدد ، ينتشر في مناطق صحراوية ضيقة في نفس الوقت. لذلك ، قد يكون نمط الحياة الفريد ومنطقة المعيشة الضيقة نسبيًا السبب الكامن وراء عدم وجودالتنوع الجينيمن Cistanche بشكل عام أقل من النباتات العادية.
الفرق فيالتنوع الجينيبين Cistanche deserticola و Cistanche tubulosa قد يكون مرتبطًا بالاختلاف في نطاق التوزيع بين الاثنين وما إذا كانا متزامنين مع توزيع العائل. تعد مساحة توزيع Cistanche tubulosa أصغر بكثير من منطقة Cistanche deserticola ، كما أن توزيعها غير متزامن للغاية مع النبات المضيف. أظهرت الدراسات أن هناك ثروة من التنوع بين أنواع تاماريكس. على سبيل المثال ، Zhang Juan et al. ذكرت أن التنوع الجيني لـ Tamarix sibiricus كان مرتفعًا حيث وصل إلى 98.7٪ [10] ، في حين أن التنوع الجيني لـ Cistanche ضعيف للغاية ، مما يشير إلى التطور طويل المدى. قد يكون Cistanche tubulosa قد عانى من اختناقات خطيرة في التاريخ ، مما أدى إلى فقدان كمية كبيرة منالتنوع الجيني.
في الوقت نفسه ، وفقًا للتحقيقات ، تبين أن أياً منCistanche Deserticolaفي غضون 20 كم من المستوطنات البشرية يمكن اكتشافها وازدهارها بشكل طبيعي. تم التنقيب عن الحفر الكبيرة والصغيرة من Cistanche ، خاصة في مناطق الإنتاج الرئيسية لزهرة أنبوب Cistanche. لذلك ، كان سببه كمية كبيرة من الحفريات. قد يكون الافتقار إلى مصدر وتدمير الموائل من الأسباب الرئيسية من صنع الإنسان للانخفاضالتنوع الجينيمن Cistanche.
3.3 التمايز الجيني لـ Cistanche
بسبب المسافة الجغرافية بين شينجيانغ ومنغوليا الداخلية ، تسببت العزلة الجغرافية في التمايز والعزلة بين شينجيانغCistanche Deserticolaالسكان ، والمجموعتان تشكلان أنماطًا بيئية مختلفة وراثيًا بسبب تكيفها مع ظروف الموائل المحلية. بسبب نطاق توزيعه الضيق والتبادلات الجينية المتكررة بين السكان ، فإن التمايز الجيني بين السكان أقل من تمايز Cistanche deserticola.
3.4 توصيات لحماية Cistanche
التنوع الجينيهو الشرط الأساسي لبقاء الأنواع على المدى الطويل لتجنب الانقراض. الحد منالتنوع الجينيسيقلل من قدرة السكان على التكيف مع التغيرات البيئية على المديين القصير والطويل [11]. لذلك ، فإن حماية التنوع الجيني لـ Cistanche أمر مهم للغاية لحماية هذا الطب الصيني النادر والثمين. نظرًا لأن Cistanche هو نوع ذو نوع بيئي خاص ، فيجب حمايته بشكل أساسي في الموقع ، ويجب إنشاء قاعدة الحماية الطبيعية Cistanche وفقًا لتنوعها الجيني. على سبيل المثال ، لCistanche tubulosaنظرًا لأن التنوع الجيني يأتي بشكل أساسي من داخل السكان ، فإن السكان الذين لديهم تنوع جيني كبير سيكونون كائنات الحماية ذات الأولوية [12] ، مثل Minfeng's Angier و Yutian's Daheyan يمكن أن يكون مدرجًا كقاعدة حماية طبيعية لـ Cistanche. أما بالنسبة للCistanche Deserticola، شهد سكان منغوليا الداخلية وشينجيانغ تغيرات كبيرة ، لذا ينبغي تعزيز البحث التجريبي لتحديد السكان الذين تم منحهم الأولوية للحماية. في الوقت نفسه ، قم بإجراء البحوث الأساسية حول البيولوجيا التناسلية وبيئة التلقيح في Cistanche لتوفير معلومات لمزيد من الحماية.
مراجع
[1] هي يانبينج ، يين زيزو ، تو بينجفي ، وآخرون. تحديدسيستانشوالتحقيق في المواد الطبية التجارية. المواد الطبية الصينية ، 1997 ، 20 (3): 117.
[2] ليو مينجتينج. بحث شامل وتطبيق عام لنباتات Tamarix. لانتشو: مطبعة جامعة لانتشو ، 1995.
[3] فو قولي. الكتاب الأحمر للنباتات الصينية. بكين: مطبعة العلوم ، 1992.
[4] مكتب إدارة استيراد وتصدير الأنواع المهددة بالانقراض في جمهورية الصين الشعبية ، واللجنة العلمية للأنواع المهددة بالانقراض في جمهورية الصين الشعبية. اتفاقية التجارة الدولية في الأنواع المهددة بالانقراض من الحيوانات والنباتات البرية (CITES) ، الملحق الثاني. 2003.41.
[5] Zou Yuping و Wang Xiaoquan و Lei Yiding وآخرون. استخراج وتحديد الحمض النووي الكامل للعديد من النباتات المهددة بالانقراض وأقاربها. اكتا بوتاني ، 1994 ، 36: 528.
[6] وانغ هونغ شين ، هو تشيانغ. نظام تربية النبات ، التركيب الوراثي ، وحمايةالتنوع الجيني. التنوع البيولوجي ، 1996 ، 4 (2): 92.
[7] تشين جياكوان ، يانغ جي. علم الأحياء التطوري للنبات. ووهان: مطبعة جامعة ووهان ، 1994.
[8] وانج شياوكوان ، زو يوبينج ، زانج دامينج ، وآخرون. تحليل RAPD للتنوع الجيني للتنوب الفضي. العلوم الصينية (ج) ، 1997 ، 40 (2): 145.
[9] باي يانلونج ، زو يوبينج ، يين زين ، وآخرون. تقرير أولي عن تحليل RAPD للفاوانيا القزم والفاوانيا الأرجواني. المجلة الصينية لتصنيف النبات ، 1995 ، 33 (4): 350.
[10] تشانغ جوان ، يين لينكي ، تشانغ داويوان. دراسة أولية عنالتنوع الجينيالسكان الطبيعيين من تاماريكس لانسولات. أبحاث يونان النباتية ، 2003 ، 25 (5): 557.
[11] Ellstrand NC، Elam D R. العواقب الوراثية السكانية لحجم السكان الصغير: الآثار على حفظ النبات. المراجعة السنوية لعلم البيئة والمنهجيات ، 1993 ، 34: 217.
[12] Liu Zhanlin، Zhao Guifang. مبدأ علم الوراثة السكانية وتطبيقاته في حماية النباتات النادرة والمهددة بالانقراض. التنوع البيولوجي ، 1999 ، 7 (4): 340.
من: مجلة الصين للمواد الطبية الصينية. المجلد. 29 ، العدد 8 أغسطس 2004
