Omfattande identifiering och kemisk analys av vilda Cistanche Senegalensis i Kenya: morfologi, DNA-streckkodning och fytokemi

2. Molekylär identifiering genom DNA-streckkodning

Molekylär identifiering av naturenCistanche-prover från Kenyaoch deras värdväxter utfördes med två par primrar, ITS2F/ITS3R och psbA-trnH [11]. Båda kenyanska vilda Cistanche-proverna matchades framgångsrikt somCistanche tubulosai DNA-streckkodningssystemet för traditionell kinesisk medicin, med en sekvenslikhet på 96,7 %. I GenBank-databasen matchade sekvenserna flera arter, vilket visade 100% likhet medCistanche senegalensis och över 98% likhet medCistanche tubulosa. Värdväxten matchade inte några poster i DNA-streckkodningssystemet för traditionell kinesisk medicin men uppvisade hög likhet (97,55 %) med Amaranthaceae-arterSericocomopsis hildebrandtiii GenBank.

För att ytterligare klargöra förhållandet, den mest likaCistanche senegalensispsbA-trnH-sekvens (access: LT715293) och ITS2-sekvens (access: LT715483) laddades ner från GenBank, tillsammans med ITS2- och psbA-sekvenser av fyra kinesiska Cistanche-arter. Filogenetiska träd konstruerades med hjälp av MEGA X-mjukvara (se figur 3). Som visas i figur 3 samlas de kenyanska vilda Cistanche-proverna (K1, K2) i samma gren somCistanche senegalensis, med ett genetiskt avstånd på 0–0,0016, vilket tyder på att de kan tillhöra samma art. Däremot faller de i olika grenar från de fyra kinesiska Cistanche-arterna, vilket indikerar betydande skillnader mellan arterna. Jämförelsevis är det fylogenetiska avståndet mellan K1, K2 ochCistanche tubulosaär relativt nära (0,0089–0,0098), medan avståndet tillCistanche deserticolaär mycket större (0,1193–0,2961). Detta tyder på att den kenyanska vilda Cistanche är närmare besläktad medCistanche tubulosa, vilket innebär en delad härkomst men efterföljande divergens på grund av olika miljötryck och evolutionära processer.

 

 

Cistanche tubulosa

3. Innehållsbestämning av aktiva ingredienser och fingeravtrycksanalys i olika Cistanche-prov

Högpresterande vätskekromatografi (HPLC) användes för att samtidigt bestämma innehållet av fem fenyletanoidglykosider och fem sackaridalkoholer i två kenyanska vilda Cistanche-prover, såväl som kinesiskaCistanche tubulosaochCistanche deserticola(se tabellerna 1 och 2).

När det gäller fenyletanoidglykosider, hittades echinakosid och acteosid i konsekvent höga nivåer i alla Cistanche-prover, vilket stöder skälen för deras val som markörföreningar i den kinesiska farmakopén. I synnerhet,Cistanche senegalensisfrån Kenya uppvisade en betydligt högre halt av tubulosid A, vilket skiljer den från den kinesiska Cistanche-arten och kan fungera som ett karakteristiskt kännetecken för kenyanska Cistanche.

När det gäller den totala sackaridalkoholhalten,Cistanche deserticolavisade mycket högre nivåer än bådaCistanche tubulosaochCistanche senegalensis. Betain upptäcktes inte iCistanche tubulosa, även om innehållet av fruktos, mannitol och glukos liknade dem iCistanche deserticolaförutom en mycket lägre sackaroshalt. DäremotCistanche senegalensisinnehöll detekterbart betain men inget glukos, och nivåerna av andra sackaridalkoholer skilde sig också avsevärt från de kinesiska Cistanche-arterna.

Cistanche tubulosa färsk rot

Kontakta nu lär känna cistanche-bönder i Kina

 

 

 

Tabell 1 Innehåll av fem fenyletanoidglykosider i Cistanche-växter (%, n=3, medelvärde ± SD). GH: C. tubulosa; HM: C. deserticola; "-" indikerar att den inte har upptäckts

Prov-ID	Ursprung	Tillväxtform	Insamlingsdatum	Echinacoside	Tubulosid A	Akteosid	Isoakteosid	2'-acetylakteosid	Total
GH1	Yutian, Xinjiang	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kenya	Vild	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	Kenya	Vild	2023.08	1.46 ± 0.018	1.51 ± 0.001	0.15 ± 0.001	0.08 ± 0.001	0.03 ± 0.001	3.23

---

Tabell 2 Innehåll av sockeralkoholer och betain i Cistanche-växter (%, n=3, medelvärde ± SD)

Prov-ID	Ursprung	Tillväxtform	Insamlingsdatum	Betain	Fruktos	Mannitol	Glukos	sackaros	Total
GH1	Yutian, Xinjiang	Kultiverad	2023.11	-	11.66 ± 0.084	5.56 ± 0.112	5.45 ± 0.054	2.29 ± 0.042	24.96
GH2	Yutian, Xinjiang	Kultiverad	2023.11	-	8.75 ± 0.061	4.94 ± 0.159	3.34 ± 0.081	1.70 ± 0.092	18.73
GH3	Yutian, Xinjiang	Kultiverad	2023.11	-	9.44 ± 0.107	5.09 ± 0.089	4.31 ± 0.455	1.80 ± 0.149	20.29
HM1	Turpan, Xinjiang	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kultiverad	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	Kenya	Vild	2023.08	9.41 ± 0.021	5.31 ± 0.333	7.06 ± 0.045	-	8.44 ± 0.102	30.22
K2	Kenya	Vild	2023.08	6.29 ± 0.034	-	-	-	-	6.29

---

Notera:
"-" indikerar att den inte har upptäckts.
GH =Cistanche tubulosa, HM =Cistanche deserticola, K=Kenya vildCistanche.

 

De kromatografiska fingeravtrycken av Cistanche-prover från olika regioner visas i figur 4, och resultaten av fingeravtryckslikhetsanalys presenteras i Tabell 3. Likheten mellan det kenyanska vilda Cistanche-provet K1 och GH1–GH3-proverna (Cistanche tubulosafrån Kina) varierade från 0,785 till 0,899, medan likheten med HM1–HM3-proverna (Cistanche deserticolafrån Kina) varierade från 0,630 till 0,745. För K2-provet från Kenya var likheten med GH1–GH3-proverna 0,840 till 0,859, och med HM1–HM3-proverna var den 0,775 till 0,824. Dessa resultat indikerar att den kemiska sammansättningen av kenyanska vilda Cistanche är mer lik den hos kinesiskaCistanche tubulosaän tillCistanche deserticola.

 

Figur 4 Fingeravtryckskromatogrammen för vilda Cistanche i Kenya och odlade C. tubulosa och C. deserticola i Xinjiang

 

Tabell 3 Resultat av likhetsutvärdering av Cistanche-prover

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

---

Notera: K1, K2: Kenyansk vild Cistanche; HM1–HM3:Cistanche deserticolafrån Turpan, Xinjiang; GH1–GH3: *

 

Diskussion

Kenya har en rik växtmångfald och en lång tradition av att använda växter för medicinska ändamål. Forskning på många afrikanska växter i termer av taxonomi, kemi och farmakologi är dock fortfarande begränsad, vilket resulterar i att många värdefulla medicinalväxter förbises och undersöks [9]. Även om det finns rapporter som tyder på att Cistanche är allmänt spridd i Kenya [15], finns det för närvarande inga uppgifter om dess medicinska användning i landet. För att klargöra statusen och det medicinska värdet av Cistanche-resurser i Kenya, genomförde vårt forskarteam en fältundersökning och fann attCistanche senegalensisär utbredd i sydvästra Kenya. De lokala blomningsperioderna för Cistanche är från mars till maj och från oktober till december. Eftersom vår undersökning gjordes i augusti kunde vi bara samla in två prover. Trots denna begränsning identifierade vi arterna av vilda kenyanska Cistanche genom morfologiska, histologiska och DNA-molekylära analyser, och bestämde deras kemiska sammansättning, vilket gav stöd för bevarande och utveckling av Cistanche-resurser i Kenya.

Cistanche deserticola

 

Den saftiga stammen av den kenyanska vilda Cistanche är tillplattad och cylindrisk, liknarCistanche deserticolai utseende, men skiljer sig särskilt från den fusiforma stammen avCistanche tubulosa. Den tvärgående sektionen av den kenyanska vilda Cistanche visar spridda kärlknippen, vilket överensstämmer mede funktioner iCistanche tubulosa. Men medan ståndarknapp basen avCistanche tubulosaär trubbig och rundad utan en akut spets, denna egenskap saknas i den vilda kenyanska Cistanche [1,7]. Baserat på ITS2 och psbA-trnH sekvensanalys är den kenyanska vilda Cistanche troligenCistanche senegalensis, och båda genetiska regionerna visar stor likhet med kinesiskaCistanche tubulosa. Tidigare rapporter tyder på detC. senegalensisär huvudsakligen distribuerad från Senegal i nordöstra Afrika söderut till Kenya och andra delar av sydöstra Afrika [15]. Den senaste och mest omfattande fylogenetiska studien av släktet Cistanche delar upp det i fyra huvudklader: Östasien, Nordvästra Afrika, Sydostasien och en utbredd kladd. På grund av hybridisering mellan arter eller geografiska förändringar kännetecknas den utbredda kladden av låg fylogenetisk upplösning, vilket gör det svårt att särskilja arter baserat på morfologi och DNA-sekvenser. BådeC. tubulosaochC. senegalensisfaller in i denna utbredda kladd, och fyra prover identifieras somC. tubulosahittades inomC. senegalensisgren i studien, vilket gör det utmanande att skilja mellan de två även på nivån av nukleära ITS2 och kloroplast psbA-trnH-sekvenser [8].

Enligt forskning [15], värdar förC. senegalensisomfatta flera arter, som t.exSuaeda monoica(Amaranthaceae),Salvadora persica(Salvadoraceae),Zygophyllumarter (Zygophyllaceae), ochVachellia tortilis(Fabaceae). I denna studie identifierades värden för kenyanska vilda Cistanche somSericocomopsis hildebrandtii(Amaranthaceae), en underbuske eller buske vars rötter används lokalt som etnomedicin för behandling av malaria, magsmärtor, hepatit, förstoppning och andra åkommor [16,17]. I Kina, värdarna förCistanche deserticolaomfattaHaloxylon ammodendron, H. persicum(båda Amaranthaceae), ochAtriplex canescens(Chenopodiaceae) [18]; medan värdarna av kinesiskaCistanche tubulosaär olika arter avTamarix(Tamaricaceae). Jämfört med det relativt begränsade värdutbudet av kinesiska Cistanche-arter,C. senegalensisi Kenya använder en bredare variation av värdar från olika släkten, vilket tyder på en bredare ekologisk anpassningsförmåga.

Båda proverna avC. senegalensissom samlades in i denna studie innehöll alla fem fenyletanoidglykosider, även om nivåerna varierade mycket, möjligen på grund av skillnader i blomningsstadiet. Prov K1 togs innan växten dök upp ur marken, med en mindre stam och näringsreserver outnyttjade, vilket resulterade i högre innehåll av aktiv ingrediens; prov K2 samlades in under blomningsperioden, när näringsämnen hade utarmats, vilket resulterade i lägre innehåll av aktiv ingrediens, i enlighet med tidigare studier [19]. Den totala halten av de fem fenyletanoidglykosiderna i K1 var högre än i kinesiskaCistanche deserticolamen lägre än på kinesiskaCistanche tubulosa. Dessutom var den totala halten av de fyra sockeralkoholerna och betain i K1 högre än iCistanche tubulosamen lägre än iCistanche deserticola. Noterbart innehöll både K1- och K2-prover relativt höga nivåer av betain, vilket aldrig har upptäckts på kinesiskaCistanche tubulosamen är känd för att förekomma i stora mängder på kinesiskaCistanche deserticola[6]. En annan signifikant skillnad är att varken K1 eller K2 innehöll glukos, men på grund av den lilla provstorleken är det oklart om detta är en egenskap hosC. senegalensiseller helt enkelt individuell variation - detta kommer att kräva ytterligare verifiering med fler prover i framtiden.

Sammanfattningsvis, genom fältundersökning och forskning har denna studie identifierat utbredningen av vilda Cistanche i Kenya, klargjort dess arter somCistanche senegalensis, och fann både likheter och skillnader med kinesiskaCistanche deserticolaochCistanche tubulosa. Dessa skillnader kan påverkas av odlingsmetoder, ekologisk miljö och andra faktorer och motiverar ytterligare forskning och övervakning.

 

Referenser

[1] Kinesisk farmakopékommission. Folkrepubliken Kinas farmakopé (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. Uppdatera klassisk litteraturforskning om 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: en översikt över dess kemi, farmakologi,

[4] Xu CH, Tuerdimaimaiti N, Wang YX, et al. Framsteg i bioaktivitet av fenyletanoidglykosider i Cistanches [J]. Food Drug (食品与药品), 2023, 25: 261-266.

[5] Sång ZH, Lei L, Tu PF. Framsteg inom forskning om farmakologisk aktivitet i växter av 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. Studie på laxerande beståndsdelar i Cistanche deserticola YC Ma [J]. Mod Chin Med (中国现代中药), 2015, 17: 307-310, 314.

[7] Redaktionskommittén för Flora Reipublicae Popularis Sinicae, kinesiska vetenskapsakademin. Flora of China (中国植物志) [M]: Vol 69. Beijing: Science Press, 1999: 86.

[8] Ataei N, Schneeweiss GM, García MA, et al. En multilocus fylogeni av den icke-fotosyntetiska parasitväxten Cistanche (Orobanchaceae) motbevisar nuvarande taxonomi och identifierar fyra stora morfologiskt distinkta klader [J]. Mol Phylogenet Evol, 2020, 151: 106898.

[9] Nankaya J, Gichuki N, Lukhoba C, et al. Medicinalväxter från massajerna i Kenya: en recension [J]. Plants, 2020, 9:44