زنابق الصحراء: حل غامض لمشكلة عالمية؟

1 المقدمة

الجنسسيستانشهوفمان. & Link (Orobanchaceae) يضم حوالي 20-30 نوعًا مقبولًا موطنًا للعالم القديم ، ويمتد على Macaronesia في الغرب ، إلى شمال وشمال غرب الصين في الشرق. تتواجد النباتات عادة في الصحاري ، وأحيانًا في الكثبان الساحلية أو المستنقعات المالحة ، حيث تتطفل على جذور العديد من الشجيرات الملحية. نظرًا لكونها طفيليات غير اصطناعية ، فجميعها خالية تمامًا من الكلوروفيل والأوراق الوظيفية. وهي رائعة المظهر ، وتتألف من مسامير مزهرة مهيبة ذات ألوان زاهية تنبت على ما يبدو من أرض جرداء ، مما أكسبها اسمها الشائع "زنابق الصحراء". مما لا يثير الدهشة ، أن هذه النباتات الغريبة لديها علماء نبات وأخصائيي أعشاب مفتونون منذ فترة طويلة.

على الرغم من قيمتها المحققة وإمكانياتها الكبيرة ، تظل حدود الأنواع في الجنس غير مفهومة جيدًا. عائلة Orobanchaceae هي نموذج لدراسة تطور التطفل في النباتات (Westwood et al. ،2010) ، ولكن مثل الأجناس الطفيليات الأخرى في الأسرة ،سيستانشيعاني من ارتباك تصنيفي كبير. وقد نشأ هذا من خصائصها المورفولوجية المنخفضة ، وسوء الحفظ والتسمية الخاطئة في الأعشاب وعلى نطاق أوسع ، نقص التركيز على البحث. العديد من الخصائص التشخيصية الرئيسية للنباتات (مثل وصمة العار ولون الكورولا) لا يتم الاحتفاظ بها بشكل كافٍ في الأعشاب ، وبدون ملاحظات مفصلة من عينات جديدة ، يمكن أن يكون التشخيص الدقيق مستحيلًا. علاوة على ذلك ، يبدو أن التلميع ، وهو أحد التشخيصات القليلة الموثوقة التي تبقى بعد التجفيف ، قد تم تجاهله على نطاق واسع أو ربما تم الخلط بينه وبين رواسب العفن (Aldughayman، M.، pers. obs.). الدراسة الوحيدة للجنس سيستانشتم نشره منذ ما يقرب من قرن من الزمان (Beck-Mannagetta ،1930). تم دحض الأقسام التصنيفية الأربعة طويلة الأمد (Eucistanche و Subcistanche و Heterocalyx و Cistanchella) بناءً على التشكل مؤخرًا من خلال أول تقييم للتطور الوراثي للجنس (Ataei et al. ،2020). حددت هذه السلالة ، استنادًا إلى علامات البلاستيد والنووية ، ثلاث مجموعات متباينة جغرافيًا من شرق آسيا وشمال غرب إفريقيا وجنوب غرب آسيا و `` كليد واسع الانتشار '' ، مما يعزز الرأي القائل بأن التشكل وحده يمثل مشكلة في تحديد الأنواع في الطفيليات الشاملة. قام مؤلفون آخرون بفحص تنوع ذات الصلة الوثيقةسيستانشالأصناف ، على سبيل المثال ، باستخدام علامات كيميائية (Wang et al. ،2019) ونهج الأيض المستهدف المستند إلى LC-MS (Liu et al. ،2019). في حين أن هذه الدراسات تأخذنا خطوة إلى الأمام في فهم التطور الواسع النطاق لهذا الجنس غير المفهوم جيدًا ، فإن العديد من الأنواع مرتبكة أو سيئة الحل ، وفهمنا لحدود الأنواع والتنوع على المستوى الإقليمي لا يزال بدائيًا. هذا يتعلق بالمكان الذي قد تكون فيه الأنواع نادرة حتى أو مهددة بالانقراض.Cistanche Deserticolaما ، على سبيل المثال ، مهدد بالانقراض (تشين وآخرون ،2017؛ Song et al. ،2021) والمدرجة في الملحق الثاني من اتفاقية التجارة الدولية في الأنواع المهددة بالانقراض من الحيوانات والنباتات البرية (سايتس).

نقدم هنا استعراضًا موجزًا ​​للاستخدام التقليدي والبيئة والتطور لهذا الجنس الاستثنائي والمهمل ، ونؤكد أنه مرشح ناضج لمزيد من البحث في سياق معالجة التحديات العالمية. على وجه التحديد ، نقترح أن (1) فهم حدود الأنواع في هذا الجنس الصعب التصنيف سيوجه تركيز الحفظ ، على سبيل المثال ، حيث يمكن تداول الأنواع المهددة بالانقراض بشكل غير قانوني ، و (2) القيمة المثبتة لـسيستانشكمحصول صحراوي في الصين يشير إلى إمكانات غير مستغلة كمحصول كفاف في سياق عالمي لتغير المناخ وتدهور الأراضي.

2 استخدام في الطب العشبي التقليدي

سيستانشلطالما كان مصدرًا للأدوية العشبية التقليدية أو الغذاء عبر مداها ، ولا سيما مرتبطًا بالساق الكبير اللحمي تحت الأرض (الشكل1a–c). في الطب الصيني التقليدي (TCM) ، مثل 'Rou Cong Rong' (شكل1a,d) و "Guan Hua Rou Cong Rong" (الشكل1b), سيستانشتم استخدامه لأكثر من 2000 عام وتم تسجيله في أول دراسة صيدلانية ، Shennong Bencao Jing (Fu et al. ،2018؛ لي وآخرون2016؛ شي وآخرون2009). اليوم ، تم إدراجه في دستور الأدوية الصيني باسم "سيستانش هربا". يستخدم النبات كعشب منشط (غذاء صحي وظيفي) ، وهو مكون طبي للطب الصيني التقليدي ، كما أنه يُقدَّر لصفاته المتصورة "الكأس" (تضفي على طول العمر والقدرة على التحمل والنشاط الجنسي). منذ ظهور الأبحاث السريرية على النبات في الثمانينيات (كوباياشي وآخرون ،1984) ، تم نشر تقارير دوائية وكيميائية موسعة ، من بينها أكثرها شمولاً حددت حوالي 100 مركب كيميائي نباتي بما في ذلك جليكوسيدات فينيلثانويد (PhGs) ، قشور ، ألديتول ، إيريديويد التي لها معًا مجموعة من الخصائص الدوائية (فو وآخرون ،2018). فوائد Cistanches Herba العديدة، بما فيهاانتياغينغ,مضادات الأكسدةوخصائص اعصاب، اكتسبته لقب "الجينسنغ الصحراوي" (Gemejiyeva & Karzhaubekova ،2015؛ Gu et al. ،2016؛ شي وآخرون2009؛ يان وآخرون2017). عدة أنواع منسيستانشيتم الإبلاغ عنها في الطب الصيني التقليدي ، على وجه الخصوصC. الصحراء(الأرقام1e, 2bو3d) وC. توبولوساsl (Schenk) Wight ex Hook.f. (الأرقام2hو3c). زراعة ذات قيمة عاليةC. الصحراء(Rou Cong Rong) والبديل الأكثر تكلفةC. توبولوساsl (Guan Hua Rou Cong Rong) على وجه الخصوص هي شركة راسخة الآن في الصين. في الواقع ، تم تقدير ذلكسيستانشتغطي الزراعة في الصين الآن مساحة شاسعة تصل إلى 1.26 مليون مو (84 ، 000 هكتار) بإنتاج سنوي يبلغ 6000 طن وقيمة تزيد عن 20 مليار يوان صيني (Song et al.،2021). على الرغم من الزراعة على نطاق واسعC. الصحراءوC. توبولوسافي الصين ، مصانع أخرى ، على سبيل المثال ،جيم الصلصا(كامي) بيك (الأشكال2aو3a) وC. سينينسيسبيك (أرقام2c,د و 3 ب) يتم حصادها في البرية وتدخل في التجارة ؛ في غضون ذلك ، لا يزال آخرون (ربماجيم الصلصا) يتم حصادها في كازاخستان واستيرادها إلى المنطقة (Egamberdieva & Öztürk ،2018؛ آيزنمان وآخرون2012).

3 ارتباك تكسيري

على الرغم من أهميةسيستانش، هناك ارتباك كبير حول الأصناف الموجودة عبر نطاق الجنس. على سبيل المثال ، لقد لاحظناC. الصحراءوالمفترضةجيم الصلصاتنمو جنبًا إلى جنب تجاريًا في الصين (الشكل 2 أ ، ب) ، حيث يتم حصادها وبيعها كمحصول واحد تحت اسم Rou Cong Rong. هذا بسببجيم الصلصايُزعم أنه أسهل في النمو من المسؤول وأكثر تكلفةC. الصحراءويدرك التجار أنه بمجرد حصادهم ومعالجتهم ، لا يمكن تمييزهم (C. Leon، pers. obs.). وانج وآخرون. (2019) تفرق بين هذين التصنيفين باستخدام علامة كيميائية (2′-acetylacteoside) ؛ ومع ذلك ، من خبرتنا الميدانية الخاصة ، والتمييز الصرفي بينC. الصحراءوجيم الصلصاغير واضح. على الرغم من أن النباتات التي تم تحديدها على أنها الأخيرة غالبًا ما تكون أقصر وذات صبغة أرجوانية أكثر قوة ، إلا أن هذا قد يكون ناتجًا عن تطفل العائل (يمكن تطفل مجموعة من الأنواع المضيفة المختلفة). الميزات المستقرة المفيدة للتمييز بين الأصناف (مثل أحرف الكأس والظهور) متغيرة باستمرار في المادة الحية ، وتتميز السمات التي تظهر عند التجفيف ، مثل الصبغة الزرقاءC. سينينسيس(الشكل 2 د) ، غائبة. لذلك ، نقترح أن اتباع نهج صارم يجمع بين أخذ العينات على نطاق واسع والفحص الدقيق للأنماط الكلية والبيانات الجزيئية مطلوب لفصل هذه الأصناف المعقدة. حتى يتم ذلك ، من المرجح أن يظل تحديد الأنواع المختلفة المستخدمة في الصين مشوشًا وإشكاليًا (ليون ولين ،2017) ؛ هذا مقلق إذا كانت المجموعات البرية لبعض الأصناف تتضاءل.

يوجد تحدٍ مشابه في الشرق الأوسط ، يتجلى في العدد الكبير من الأسماء الشائعة المطبقة عبر اللغة العربية الفصحى والعربية الفصحى الحديثة والعامية. غالبًا ما يوصف النبات باسم "الدانون" في المنطقة ؛ ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام هذا الاسم العربي الكلاسيكي بالعامية لطفيليات الجذر الأخرى ذات المظهر المماثل (Lakhdari et al. ،2016؛ ماندافيل ،2011؛ نيكولايسن ،1963). من المفترض أن الأنواع الأكثر شيوعًا في الشرق الأوسط هيC. توبولوسا(الشكل 2 و) المنتشر في جميع أنحاء المنطقة ؛ ومع ذلك ، فإن معظم التقارير قصصية ولا يزال التحديد الموثوق به غير مؤكد. نلاحظ أن Moreno et al. (2018) يعتبر نوع "Orobanche tinctoria"تم جمعها في اليمن لتعادل مع ما يتم التعامل معه في جميع أنحاء الشرق الأوسط والأجزاء المجاورة من إفريقياC. توبولوسا. يقترح المؤلفون هذا الاسمCistanche tinctoria(Forssk.) لها الأولوية ما لمC. توبولوسايتم الاحتفاظ بها على أنها اسم محمية (Moreno et al. ،2018) ؛ هنا نشير إلى المصنع باسمC. توبولوسابما يتفق مع المؤلفين الآخرين ، لتجنب المزيد من الالتباس.

وُصِف الاستخدام في الشرق الأوسط منذ زمن بعيد في القرن التاسع على أنه طعام مجاعة وطب (دياب ،2001). سيستانشكما تبرز بشكل بارز في طب الأعشاب في شمال أفريقيا الصحراء ، وعلى الأخصC. توبولوساوC. البنفسج(ديسف) هوفمانس. & Link (الشكل 2 هـ ؛ بوقندورة وآخرون ،2016). علاوة على ذلك ، تشير الدراسات الاستقصائية العرقية في منطقة واد ري بالصحراء الجزائرية إلى استخدامC. تنكتوريا (=C. توبولوسا) بيك لعلاج العديد من الأمراض بما في ذلك الإسهال وعسر الهضم والأمراض الجلدية ومرض السكري (Lakhdari et al. ،2016) ؛ ومع ذلك ، فإن دعم الصور يصورC. البنفسجوعلى أي حال ،C. تنكتورياتعتبر متعلقة بـC. توبولوسا(كما نوقش أعلاه). وبالمثل ، فإن Volpato et al. (2015) الإبلاغ عن استخدامC. phelypaea(ل) كوت. (الشكل 2 ز) من قبل الرعاة الصحراويين في الصحراء لعلاج الجرب القارص ؛ هذا (في المقام الأول) نوع ساحلي من المحيط الأطلسي والمتوسطي ، أكده العمل الجزيئي (Ataei et al. ،2020) الذي تم الخلط بينه وبين السكن في الصحراءC. توبولوسافي كثير من أفريقيا والشرق الأوسط. هناك حاجة إلى مزيد من العمل للتمييز بين هذه الأنواع المتميزة إيكولوجيًا وجينيًا والتي تكون مشفرة شكليًا.

تتفاقم الغموض التصنيفي الإقليمي في الصين والشرق الأوسط وشمال إفريقيا بسبب التحديات الإقليمية ؛ على سبيل المثال ، النباتات التي لاحظناها يُزعم أنها كذلكC. توبولوسافي الصين من الناحية الشكلية مختلفة جدًا عن تلك المقابلة لهاC. توبولوسا (=C. تنكتوريا) في الشرق الأوسط (حيث تم جمع النمط الكلي) ، على الرغم من التباين المتأصل في هذا التصنيف المنتشر. وفقًا لملاحظات Gilbert و Leon (pers. ob. 2016) ، وصفت بعض المحاصيل بأنهاC. توبولوسا(مصدر Guan Hua Rou Cong Rong) المزروعة تجاريًا للأدوية في مقاطعة شينجيانغ بشمال غرب الصين لا تتطابق مع عينات الأعشاب التي تم التحقق منها.C. توبولوسامن أفريقيا والشرق الأوسط. لذلك ، يبدو أن الأنواع المزروعة في أجزاء من شينجيانغ (التي تشير إليها دستور الأدوية الصيني) هي تصنيف محتمل غير موصوف صاغ جيلبرت وليون الاسم المؤقت له.سيستانشTamarisk (ليون ولين ،2017). نلاحظ أن بيانات تسلسل الحمض النووي تشير إلى وجود علاقة وثيقة بين المدخلات المحددة على أنهاC. توبولوسامن الصين معC. لاكسيفلورامن إيران وأفغانستان (Ataei et al.،2020). سيستانش لاكسيفلوراهو تصنيف غير معروف بشكل جيد يتمايز عن طريق مسامير الزهور المتراخية ونقطة إدخال الفتيل العالية (Beck-Mannagetta ،1930). هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتأكيد هوية المواد المحددة على أنهاC. توبولوسامن الصين على وجه اليقين وعلاقتها معC. لاكسيفلورا. سيوضح هذا كيف يجب تسمية Guan Hua Rou Cong Rong المزروع تجاريًا في شينجيانغ في الأدبيات لتمييز هذه النباتات في الصين عن تلك الموجودة في الشرق الأوسط. وهذا بدوره قد يستلزم تغيير دستور الأدوية الصيني بحيث يتم استخدام الاسم الصحيح لهذا النبات ذو القيمة العالية.

مجتمعة ، من الواضح أنه على الرغم من انتشار استخدامسيستانشفي طب الأعشاب عبر مداها ، فإن تحديد الأنواع المختلفة المستخدمة يخضع لارتباك كبير في جميع أنحاء. هذا مصدر قلق إذا تم حصاد الأنواع النادرة أو المهددة بالانقراض أو الاتجار بها بشكل غير صحيح أو غير قانوني. علاوة على ذلك ، فإن الارتباك التصنيفي سيعيق التحليلات المقارنة للخصائص الطبية المتصورة عبر الأنواع المختلفة. نقترح أن النهج المشترك مطلوب لمعالجة هذا الالتباس. يمكن أن يجمع هذا بين التقنيات المتقدمة مثل النهج القائم على hyb-seqNGS جنبًا إلى جنب مع أخذ العينات على نطاق واسع عبر نطاق الجنس ، إلى جانب المراقبة الدقيقة للسمات المورفولوجية والبيئية مثل نطاق المضيف.

4 الإيكولوجيا وتاريخ الحياة والتطور

مثل التصنيف وجوانب البيئة وتاريخ الحياة وتطور معظم الأنواع في الجنسسيستانشاستعصت على التركيز البحثي وظلت غامضة. على الرغم من الزراعة التجارية على نطاق واسع عبر أجزاء من الصين للأدوية العشبية ، مثل معظم الهولوباريت ،سيستانشتم إهمالها من مجموعات الحدائق النباتية وجهود الحفظ بسبب الاستعصاء المتصور على الزراعة (Thorogood & Carlos Santos،2020). بسبب عدم وجود الغالبية العظمى من أنواعسيستانشمن الزراعة ، لا يُعرف سوى القليل أو لا شيء عن تاريخهم الطبيعي.

يعتبر تخصص المضيف قوة تطورية راسخة في الطفيليات الشاملة للطفيل القشري (Thorogood et al. ،2008, 2009). سيستانشيُعد استثناءً نظرًا لأن العديد من الأنواع تتطفل على العائلات (والأنواع) بشكل مشترك ، خاصة تلك التي تنتمي إلى Amaranthaceae (بما في ذلك Chenopodiaceae) و Polygonaceae ، بالإضافة إلى Fabaceae و Zygophyllaceae و Tamaricaceae و Rosaceae و Nitrariaceae و Salvadoraceae (Ataei et.2020). ومع ذلك ، فإن بيانات المضيف المرتبطة في عينات الأعشاب غالبًا ما تكون غائبة أو غير موثوقة ؛ علاوة على ذلك ، في المجتمعات النباتية المختلطة ، يمكن أن يكون تحديد المضيف الموثوق به مستحيلًا لأن التنقيب يكشف أن المضيف قد يكون على بعد عدة أمتار من الطفيلي نفسه (Thorogood. CJ، pers. obs.). باختصار ، لا توجد بيانات كافية لفهم ما إذا كانت خصوصية المضيف قد تكون دافعًا للانتواع في الجنسسيستانش، حيث ثبت أنه موجود في مكان آخر من العائلة (Thorogood et al. ،2008, 2009). قد تكون هناك حاجة إلى نهج مشترك يفحص علم التشكل والبيئة وعلم الوراثة لفصل الأنواع وثيقة الصلة بالجنسسيستانش، على النحو المقترح للجنس صعب بالمثلأوروبانش(Thorogood & Rumsey ،2020).

5 احتمالاتسيستانشكمحصول عالمي

تشير التقديرات إلى أن 74 في المائة من فقراء العالم يتأثرون بشكل مباشر بتدهور الأراضي وأنه يجب تحقيق كوكب "محايد للتدهور" بحلول عام 2030 (محيي الدين وكاباليرو ،2015). لكن كيفية إطعام أكثر من مليار شخص يعيشون في هذه المناطق الهشة بيئيًا تظل تحديًا عالميًا كبيرًا (بالمفورد وآخرون ،2002؛ فنغ وآخرون2019). يُقترح انتشار `` غابات المأوى '' كحل محتمل لأزمة التصحر العالمية وغالبًا ما ينطوي على زراعة الأشجار والشجيرات الصغيرة التي تتحمل الجفاف مثل الساكسول (هالوكسيلون؛ أورلوفسكي وبيرنبوم ،2002) والطرفأة (تاماريكس) على وجه التحديد (Ning et al. ،2021) —ويصادف أن يكون كلاهما مضيفين مثاليين لـسيستانش. سيستانش تم تأسيسه بالفعل كمحصول ثانوي في مقاطعات شينجيانغ ونينغشيا وقانسو ومنغوليا الداخلية (Song et al.،2021) مما يدل على إمكانية الزراعة في مكان آخر ؛ قد يكون محصولًا مهملاً وغير مستغل على نطاق عالمي (Xu et al. ،2009). تمت زراعة ضفاف من نباتات التمرسك وغيرها من الأشجار والشجيرات الملحية مؤخرًا في جنوب إيران للتخفيف من تأثير العواصف الترابية. فقد اقترح ذلكC. توبولوسا، التي يُقال إنها تنمو على نطاق واسع من النباتات الملحية في البلاد ، يمكن زراعتها في هذه المزارع الجديدة كمحصول طبي (صالحي وآخرون ،2019).

إذا كانت "غابات المأوى" ستُزرع على نطاق واسع لوقف تدهور الأراضي ، يجب دمجسيستانشيمكن أن تكون الزراعة (1) ذات قيمة اقتصادية كبيرة على مستوى العالم و (2) محصولًا غير مستغل بشكل كافٍ يدعم المجتمعات التي تعتمد على النباتات في الغذاء والأدوية العشبية محليًا. هذا من شأنه أن يخفف الضغط من الحصاد غير المستدام للمجموعات البرية النادرة. دمج عدة أنواع منسيستانشفي مثل هذا النظام قد يكون ممكناً ، بناءً على النمذجة التي تتنبأ بالمناطق المستهدفة المحتملة بناءً على المناخ ؛ قد تمتد هذه حتى إلى جنوب الولايات المتحدة وجنوب غرب أمريكا الجنوبية حيث المصنع غير معروف حاليًا (Wang et al. ،2019). في الواقع ، زراعةسيستانشفي الصين الآن ناجح جدا. قد يتجاوز العرض الآن الطلب الحالي ، والذي يعد واعدًا كبيرًا لتوسيع نطاق التجارة. حان الوقت الآن لتحسين الإطار التصنيفي لتحديد الأنواع المرشحة وتحديد الفوائد المحتملة لهاسيستانش(بالإضافة إلى النباتات المضيفة) كمحاصيل ثانوية في المناطق المعرضة لتصحر شديد.

6 ملاحظات ختامية

سيستانشهو جنس رائع من النباتات الطفيلية التي لا تزال غير مفهومة جيدًا ، لا سيما من منظور التصنيف وتاريخ الحياة. من بين 20-30 نوعًا معروفًا للعلم ، لا يوجد أي منها في الزراعة التجارية على نطاق واسع خارج الصين ، حيث تشير الزراعة الناجحة على نطاق واسع للنباتات إلى إمكانات عالمية كبيرة غير مستغلة. في سياق أزمة التصحر المتزايدة ،سيستانشيمكن زراعتها جنبًا إلى جنب مع الغطاء النباتي "غابة المأوى" كمحصول ثانوي ، مما يتطلب القليل من التدخل أو لا يتطلب أي تدخل في شكل الري أو الأسمدة ويلبي المتطلبات المحلية الحالية للأغذية والأدوية العشبية. نقترح هذا العمل المستقبلي لتحسين فهمنا لتصنيف وتنوع النباتات المضيفة في الجنس سيستانشستدعم تحديد الأنواع المرشحة للمساعدة في مواجهة التحديات العالمية الملحة مثل تدهور الأراضي والحصاد المستدام.

الدعم:

wallence.suen@wecistanche.com 0015292862950