Colled Genynnol helaeth ym Mhlastom Planhigyn Holoparasitig Cistanche Tubulosa (Orobanchaceae)

Wanqi Xu, Haimei Chen, Lixia Tian, ​​Mei Jiang, Qiaoqiao Yang, Liqiang Wang, Bashir Ahmad a Liang Huang

I ddyfynnu'r erthygl hon: Wanqi Xu, Haimei Chen, Lixia Tian, ​​Mei Jiang, Qiaoqiao Yang, Liqiang Wang,

Wanqi Xuam, Haimei Chenam, Lixia Tiana, Mei Jianga, Qiaoqiao Yanga, Liqiang Wanga, Bashir Ahmadb a LinFang Huanga

aKey Labordy Ymchwil o Adnoddau Meddygaeth Traddodiadol Tsieineaidd Diogelu rhag y Weinyddiaeth Addysg, Canolfan Ymchwil Peirianneg o Adnoddau Meddygaeth Tsieineaidd, Gweinyddiaeth Genedlaethol Meddygaeth Tsieineaidd Traddodiadol, Sefydliad Datblygu Planhigion Meddyginiaethol, Academi Gwyddorau Meddygol Tsieineaidd, Coleg Meddygol Peking Union, Beijing, Tsieina; yn well ar gyfer Biotechnoleg a Microbioleg, Prifysgol Peshawar, Peshawar, Pacistan

ABSENOLDEB

Mae colli genynnau ffotosynthetig helaeth a chyfradd esblygiad cyflym yn digwydd yn plastomau planhigion parasitig. Y planhigyn holoparasitigCistanche tubulosao Orobanchaceae yn adnoddau meddyginiaethol pwysig sy'n cael eu dosbarthu mewn ardaloedd cras. Yn yr astudiaeth hon, mae'r plastome cyflawn oC. tubulosawedi'i ddilyniannu, ei gydosod, a'i ddadansoddi. Mae cyfanswm plastome oC. tubulosaoedd 75,375 bp o hyd, yn cynnwys pâr o ailddarllediadau gwrthdro (IRs, 6,593 bp), rhanbarth un copi mawr (LSC, 32,470 bp), a rhanbarth un copi bach (SSC, 29,719 bp). Roedd yn cynnwys 24 o enynnau codio protein cyfan, naw ffugogen, a 44 o enynnau coll. Yn ogystal, cafodd yr holl enynnau codio protein, a oedd yn gysylltiedig â ffotosynthesis a chynhyrchu egni, eu ffug-ogeneiddio neu eu colli. Roedd pedwar genyn rRNA a 24 o enynnau tRNA yn gyfan yn y cyfamser roedd pum genyn tRNA ar goll. Roedd y goeden ffylogenetig yn nodi hynnyC. tubulosayn perthyn yn agos i C. phelypaea. Gall ein canlyniadau wella dealltwriaeth o drefniadaeth plastome, dosbarthiad ac esblygiad planhigion parasitig.

Am fwy o wybodaeth cysylltwch â:Joanna.jia@wecistanche.com

Mae gan Cistanche deserticola lawer o effeithiau, cliciwch yma i wybod mwy

Mae Orobanchaceae yn deulu arbennig sy'n cynnwys planhigion ymddygiad twf pob lefel sy'n cynnwys planhigion nonparasitig, hemiparasitig a holoparasitig (Xi et al. 2013).Cistanchemae tubulosa, planhigyn holoparasitig o'r Orobanchaceae, yn amsugno dŵr a maeth organig ac anorganig o wreiddiau ei westeion.Cistanche tubulosayn cael ei ddefnyddio'n draddodiadol fel perlysiau maethlon. Mae llawer o gyfansoddion wedi'u hynysu o C. tubulosa, gan gynnwys glycosidau ffenylethanoid, carbohydradau, lignans, iridoidau,echinacoside, verbscoside, asid clorogenig, acteoside, a luteolysis (Yong a Peng-Fei 2009; Fu et al. 2018; Gao et al. 2019). Mae'r cyfansoddion ynysig hyn wedi arddangos effeithiau ffarmacolegol toreithiog, megis effeithiau niwro-amddiffynnol, imiwnofodiwlaidd, gwrth-senescence, gwrthlidiol, gwrth-osteoporosis, hepatoprotection, gwrth-ocsidiol, gwrth-bacteriol, gwrth-tiwmor a goddefgarwch glwcos (gwella-goddefiad glwcos). Morikawa et al. 2019). O'i gymharu â'r mwy na 3000 o blastomau o organebau awtroffig y gellir eu cael o gronfa ddata'r Ganolfan Genedlaethol ar gyfer Gwybodaeth Biotechnoleg, mae data o blastomau planhigion parasitig yn gyfyngedig. Er mwyn darlunio nodwedd colledion genynnau a darparu mewnwelediad newydd i'r broses esblygiadol gyffredinol, dadansoddwyd plastome C. tubulosa gennym.

Cistanchedeserticola yn cael llawer o effeithiau ar yimiwnsystem

Dail graddfa ffres oC. tubulosaeu casglu o'r Hotan Prefecture (Rhanbarth Ymreolaethol Xinjiang Uygur), Tsieina (78○1203600E, 36○1901200N). Cafodd y sbesimenau taleb eu hadneuo yn llysieufa'r Sefydliad Datblygu Planhigion Meddyginiaethol, Academi Gwyddorau Meddygol Tsieineaidd, Coleg Meddygol Undeb Peking (IMD), gyda'r rhifau derbyn XJ20170502. Defnyddiwyd tua 500 ng DNA i adeiladu llyfrgell gyda maint mewnosod o 400 bp a'i ddilyniannu yn unol â chyfarwyddiadau'r gwneuthurwr ar gyfer platfform HiSeq 4000. Cafodd y darlleniadau pen pâr glân eu hidlo yn erbyn yr holl blastomau o blanhigion a gofnodwyd yng nghronfa ddata GenBank trwy ddefnyddio BLASTn gyda thoriad gwerth o 1e - 5. Cafodd y darlleniadau a echdynnwyd eu casglu gan ddefnyddio SPAdes (v. 3.10.1) (Bankevich et al. 2012). Dilyswyd y rhanbarth ffin gan ddefnyddio parau paent preimio ar draws y rhanbarth ffin ac yna ymhelaethiad PCR o'r rhanbarthau a dilyniannu Sanger o'r cynhyrchiad PCR. Cafodd genynnau eu hanodi trwy ddefnyddio gwasanaeth gwe CpGAVAS2 (Shi et al. 2019) a'u golygu â llaw gan ddefnyddio golygydd genom Apollo (Lewis et al. 2002). Cynhyrchwyd y map cylch o plastome gan ddefnyddio OrganellarGenomeDRAW (Lohse et al. 2013), a dadansoddwyd cynnwys GC gan ddefnyddio CGView Server (Grant a Stothard 2008). Mewn cymhariaeth â'r planhigyn nonparasitig o

Acteosidemewncistancheiechyd tubulosabudd-daliadau

Dosbarthwyd Orobanchaceae Rehmannia glutinosa (NC_034308), genynnau a oedd yn debyg i enynnau codio protein hysbys ond a oedd wedi'u cwtogi neu'n cynnwys un neu fwy o dreigladau ffrâmshift, fel ffugogenau (Cusimano a Wicke 2016; Xi et al. 2013). Cafodd y canlyniadau cydosod ac anodiad genom eu hadneuo yn GenBank, gyda'r rhifau derbyn MN614130.

Mae plastome oC. tubulosaRoedd yn 75,375 bp o hyd ac yn dangos strwythur pedrorit nodweddiadol, gan gynnwys pâr o IRs (6593 bp) wedi'u gwahanu gan ranbarth LSC (32,470 bp) a SSC (29,719 bp). Cyfanswm y cynnwys GC oedd 34.95 y cant ac roedd gan y rhanbarth SSC gynnwys GC uwch (38.00 y cant ) na'r rhanbarth IR (33.22 y cant) a LSC (32.86 y cant). Mae plastome oC. tubulosacadw 27 o enynnau codio protein cyfan, daeth naw genyn yn ffug-genynnau, ac roedd 44 o enynnau ar goll yn gyfan gwbl. Cafodd pob genyn sy'n ymwneud ag amgodio proteinau ffotosynthetig ei ffug-ogeneiddio neu ei golli, sy'n cefnogi ffordd o fyw holoparasitig C. tubulosa. Roedd pob un o'r pedwar rRNA wedi'u lleoleiddio'n gyffredinol yn y rhanbarth SSC. Arhosodd cyfanswm o 24 tRNA, a chollwyd hyd at bum tRNA trwy gydol yr esblygiad.

I ddadansoddi safle ffylogenetigC. tubulosao fewn y teulu Orobanchaceae, adeiladwyd coeden esblygiadol moleciwlaidd gan ddefnyddio 36 o rywogaethau. Cafodd deuddeg dilyniannau protein a rennir eu cydgatenu a'u halinio gan ddefnyddio rhaglen ClustalW (Thompson et al. 2002). Adeiladwyd y goeden ffylogenetig gan ddefnyddio meddalwedd Hap-debygolrwydd Cyflymu Uchaf (RAxML) (Stamatakis 2014) a'r ML

dull, gydag Arabidopsis thaliana a Nicotiana tabacum fel y grwpiau allanol. Dangosodd y goeden ffylogenetig hynnyC. tubulosaa C. phelypaea wedi'u grwpio gyda'i gilydd (Ffigur 1).

Cistanchedeserticola yn cael llawer o effeithiau ararenclefyd

Datganiad datgelu

Ni soniodd yr awdur(on) am unrhyw wrthdaro buddiannau posibl.

Ariannu

Cefnogwyd y gwaith hwn gan Sefydliad Cenedlaethol Gwyddoniaeth Naturiol Tsieina [81473315, U1812403-1-1], Rhaglen Ymchwilio Adnoddau Sylfaenol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Genedlaethol Tsieina [2018FY100701], a Chronfa Arloesedd CAMS ar gyfer Gwyddorau Meddygol [{{4} }I2M-3-015], a gydnabyddir yn ddiolchgar.

Datganiad argaeledd data

Mae'r data sy'n cefnogi canfyddiadau'r astudiaeth hon wedi'u hadneuo yn GenBank, gyda rhifau derbyn MN614130. https://www.ncbi.nlm. nih.gov/nuccore/MN614130.1/.

Cyfeiriadau

Bankevich A, Nurk S, Antipov D, Gurevich AA, Dvorkin M, Kulikov AS, Lesin VM, Nikolenko SI, Pham S, Prjibelski AD, et al. 2012. SPAdes: algorithm cydosod genom newydd a'i gymwysiadau i ddilyniannu un-gell. J Comput Biol. 19(5):455–477.

DNA MITOCONDRIAL RHAN B 2681

Cusimano N, Wicke S. 2016. Trosglwyddiad genynnau mewngellol enfawr yn ystod gostyngiad genom plastid mewn Orobanchaceae nongreen. Ffytol Newydd. 210(2):680-693.

Fu Z, Fan X, Wang X, Gao X. 2018. Cistanches Herba: trosolwg o'i eiddo cemeg, ffarmacoleg, a ffarmacocineteg. J Ethnopharmacol. 219:233–247.

Gao Y, Guo LN, Ma SC, Liu J, Zheng J, Zan K. 2019. Astudiaethau cymharol o dri rhywogaeth Cistanche yn seiliedig ar cromatogram penodol UPLC a phenderfynu ar y prif gydrannau. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 44(17):3749–3757.

Grant JR, Stothard P. 2008. Y Gweinydd CGView: offeryn genomeg cymharol ar gyfer genomau cylchol. Asidau Niwcleig Res. 36(Gweinydd Gwe): W181–W184.

Lewis SE, Searle SMJ, Harris N, Gibson M, Iyer V, Richter J, Wiel C, Bayraktaroglu L, Birney E, Crosby MA, et al. 2002. Apollo: golygydd anodi dilyniant. Genom Biol. 3(12): YMCHWIL0082.

Lohse M, Drechsel O, Kahlau S, Bock R. 2013. OrganellarGenomeDRAW-cyfres o offer ar gyfer cynhyrchu mapiau ffisegol o genomau plastid a mitocondriaidd a delweddu setiau data mynegiant. Asidau Niwcleig Res. 41 (mater Gweinydd Gwe): W575-W581.

Morikawa T, Xie H, Pan Y, Ninomiya K, Yuan D, Jia X, Yoshikawa M, Nakamura S, Matsuda H, Muraoka O. 2019. Adolygiad o gynhyrchion naturiol sy'n weithredol yn fiolegol o blanhigyn anialwch Cistanche tubulosa. Tarw Pharm Chem. 67(7):675–689.

Shi L, Chen H, Jiang M, Wang L, Wu X, Huang L, Liu C. 2019. CPGAVAS2, anodydd a dadansoddwr dilyniant plastome integredig. Asidau Niwcleig Res. 47(W1): W65–W73.

Stamatakis A. 2014. Fersiwn RAxML 8: offeryn ar gyfer dadansoddi ffylogenetig ac ôl-ddadansoddiad o ffylogenïau mawr. Biowybodeg. 30(9): 1312–1313.

Thompson JD, Gibson TJ, Higgins DG. 2002. Aliniad dilyniant lluosog gan ddefnyddio ClustalW a ClustalX. Biowybodeg Curr Protoc. Pennod 2: 2.3.1–2.3.22.

Xi L, Ti-Cao Z, Qin Q, Zhumei R, Jiayuan Z, Takahiro Y, Masami H, Crabbe MJC, Jianqiang L, Yang Z. 2013. Dilyniant genom cloroplast cyflawn o holoparasite Cistanche deserticola (Orobanchaceae) yn datgelu colli genynnau a llorweddol trosglwyddiad genyn o'i letywr Haloxylon ammodendron (Chenopodiaceae). PLoS Un. 8(3):e58747

Yong J, Peng-Fei T. 2009. Dadansoddiad o gyfansoddion cemegol yn Cistanche

rhywogaeth. J Chromatogr A. 1216(11):1970–1979.