Cistanche Deserticola, ilaç ve gıda için kullanılan nesli tükenmekte olan bir bitkidir. Amacımız, C. Deserticola'nın tıbbi olmayan kısımlarının uygulanmasını ve geliştirilmesini güçlendirmek için tıbbi olmayan kısımlardaki çiçek salkımları ile tıbbi kısımlardaki sulu saplar arasındaki metabolizma farklılıklarını araştırmaktır. C. Deserticola'nın üç ekotipinin (tuzlu-alkali arazi, otlak ve kumlu arazi) çiçek salkımları ve etli gövdeleri üzerinde LC-ESI-MS/MS ile metabolomik analiz yaptık. Altı grupta toplam 391 ortak metabolit tanımlandı; bunlardan isorhamnetin O-hexoside (çiçeklenme) ve rosinidin O-hexoside (etli saplar), sulu gövdeleri ve çiçek salkımlarını ayırt etmek için kimyasal belirteçler olarak kullanılabilir. Üç ekotip arasındaki metabolik farklılıkları karşılaştırdığımızda, tuz-alkali stresiyle ilgili farklı metabolitlerin çoğunun flavonoidler olduğunu bulduk. Özellikle, feniletanoid glikozitlerin (PhG'ler) biyosentetik yolunu haritaladık ve altı gruptaki metabolik farklılıkları gösterdik. C. Deserticola'nın farmakodinamik mekanizmalarını ve hedeflerini daha iyi anlamak için moleküler yerleştirme yoluyla 88 kimyasal bileşen ve 15 potansiyel hastalık hedefini taradık. C. Deserticola'nın aktif bileşenleri, osteoporoz, vasküler hastalık ve ateroskleroz gibi yaşlanma hastalıklarının hedefleri üzerinde dikkate değer bir kenetleme etkisine sahiptir. Çiçek salkımının kullanım değerini keşfetmek için, çiçek salkımındaki benzersiz flavonoid metabolitlerinin iltihaplanma hedefleriyle moleküler kenetlenmesini analiz ettik. Sonuçlar krizoberil ve sinarosidin iltihaplanma hedefleri için daha yüksek puanlara sahip olduğunu gösterdi. Bu çalışma, C. Deserticola'nın tıbbi olmayan kısımlarının kaynak değerinin keşfedilmesi ve sanayileştirilmesi ve C. Deserticola'nın sürdürülebilir gelişiminin gerçekleştirilmesi için bilimsel bir temel sağlamaktadır. Aynı zamanda, Çin otlarının endikasyonlarını keşfetmek için yeni bir strateji sağlar.

İlgili araştırmalara göre cistanche, "ömrü uzatan mucizevi bitki" olarak bilinen yaygın bir bitkidir. Ana bileşeni, antioksidan, antienflamatuar ve bağışıklık fonksiyonunun teşviki gibi çeşitli etkilere sahip olan kistanosiddir. Cistanche ve cilt beyazlatma arasındaki mekanizma, cistanche glikozitlerinin antioksidan etkisinde yatmaktadır. İnsan derisindeki melanin, tirozinaz tarafından katalize edilen tirozinin oksidasyonu ile üretilir ve oksidasyon reaksiyonu oksijenin katılımını gerektirir, bu nedenle vücuttaki oksijensiz radikaller melanin üretimini etkileyen önemli bir faktör haline gelir. Cistanche, bir antioksidan olan ve vücuttaki serbest radikallerin oluşumunu azaltabilen ve böylece melanin üretimini engelleyen cistanoside içerir.

Satılık Cistanche'ye Tıklayın

Daha fazla bilgi için:

david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501

1. Giriş

Cistanche Deserticola, genellikle "çöl ginsengi" olarak adlandırılan yenilebilir ve tıbbi bir bitkidir. 1 C. Deserticola, ilk olarak yaklaşık 1800 yıl önce Shen Nong'un Chinese Materia Medica'sında kaydedilmiştir ve uzun yıllardır Çin ve Japonya'da geleneksel olarak hatırı sayılır bir tonik olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. C. Deserticola'dan izole edilen bileşikler feniletanoid glikozitler (PhG'ler), iridoidler, lignanlar, yağ asitleri, alditoller, karbonhidratlar ve polisakkaritlerdir; aralarında PhG'ler ana aktif bileşendir.2 Modern farmakoloji, C. Deserticola (feniletanoid glikozitler, polisakkaritler vb. gibi), özellikle cinsel işlevi iyileştirme, hafızayı güçlendirme, bağışıklık düzenlemesi, karaciğeri koruma, laksatif aktivite, antioksidan aktivite vb. gibi çok çeşitli tıbbi işlevlere sahiptir. Tıbbi değere sahip olan C. Deserticola, tuzlu-alkali stres koşullarının yanı sıra kurak ortamlarda da büyüyebilmesi nedeniyle çöl kontrolü için ekolojik değere sahiptir.6 Ancak, C. Deserticola'nın vahşi kaynaklarının son zamanlarda tehlikede olduğu düşünülmektedir. hızla büyüyen pazar talebi ve aşırı kullanım nedeniyle yıllar. Çin'de korumaya ihtiyaç duyan II. Sınıf bitkilerden biri olarak listelenmiştir.2 Sonuç olarak, C. Deserticola kaynaklarının etkili bir şekilde geliştirilmesi ve C. Deserticola'nın büyümesi için en iyi ortamın belirlenmesi acildir.

Tıbbi bitkilerin geleneksel tıbbi kısımları yaygın olarak kullanılırken, tıbbi olmayan kısımları genellikle atılır. Çok sayıda araştırma, Salvia miltiorrhiza, Paris polyphylla ve Crocus sativus gibi bazı tıbbi olmayan kısımların tıbbi kısımlara benzer kimyasal bileşimlere ve farmakolojik etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Tıbbi olmayan kısımlar üzerine yapılan araştırmalar, özellikle nesli tükenmekte olan şifalı bitkilerin korunması için tıbbi kaynakların genişletilmesine elverişlidir.7,8 Qiao ve ark. C. Deserticola çiçeklenmesindeki 40 uçucu bileşeni tanımlamak için GC-MS teknolojisini kullandı.9 Peng ve ark. sitronella'nın farklı bölümlerinin analjezik etkilerini kapsamlı bir şekilde analiz etmek için transkriptomik ve metabolomik kullandı.10 Yang ve ark. Salvia miltiorrhiza'nın hava kısımlarından izole edilmiş flavonoid türleri ve bunların antioksidan aktiviteleri üzerinde çalışılmıştır.8 C. Deserticola'nın tıbbi kısmı, her yıl çok sayıda çiçek salkımının atılmasına neden olarak büyük bir kaynak israfına neden olan sulu bir saptır. .

Enzimler tarafından katalize edilen çeşitli biyokimyasal süreçlerin nihai ürünleri olan metabolitler, belirli bir zamanda organizmaların biyokimyası için faydalı moleküler bilgiler sağlar.11 Metabolizma, bitki kalitesiyle yakından ilgilidir. Birincil metabolitler bitki büyümesini ve gelişimini etkiler ve ikincil metabolitler bitkilerin çevresel strese direnmesine yardımcı olabilir.12 Bu nedenle, metabolomik teknolojisi bitki kalite değerlendirmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.13–15 Daha önce transkriptomu ve metabolomu, etli saplarının kalitesini değerlendirmek için entegre etmiştik. C. Deserticola'nın üç ekotipini inceleyin ve kalite varyasyonunun moleküler mekanizmasını keşfedin.16 20 -Asetillakteosidin üç ekotipi ayırt etmek için kimyasal bir belirteç olarak kullanılabileceğini bulduk. Wenjing Liu ve ark. LC-MS tabanlı hedeflenen metabolomik stratejisini hedeflemeyen 1H NMR'ye dayalı, dört etli Cistanche türünün derinlemesine bir kimyasal grup karşılaştırması gerçekleştirdi ve ekinakozit, asetonid, betain, manitol, 6-deoksikatalpol, sükroz, ve 8- epi-organik asit, dört Cistanche türünü ayırt etmek için kimyasal belirteçler olarak kullanılabilir.17 Pingping Zou ve ark. C. Deserticola sapının üst ve alt kısımlarını belirlemek için 1H NMR tabanlı metabolomik uyguladı ve ayrımcılığı yöneten birincil moleküller olarak seri birincil metabolitlerin, özellikle karbonhidratlar ve trikarboksilik asit döngüsü metabolitlerinin olduğunu buldu.18 HaiLi Qiao ve ark. C. Deserticola çiçek salkımının uçucu bileşenlerinin GC-MS analizi yoluyla tomurcuklardan gelen uçucu bileşiklerle karşılaştırıldığında önemli ölçüde artan esterler ve aromatiklerin çiçeklerde daha yüksek bir içeriğinin bulunduğunu göstermiştir. 9 Şu anda, metabolizma perspektifinden C. Deserticola'nın etli gövdesi ve çiçek salkımı arasındaki kalite farklılığına ilişkin araştırma hala eksiktir.

Mevcut araştırmalar, hastalıkların tedavisinde Çin tıbbının hedeflerini ve mekanizmalarını keşfetmek için moleküler kenetlenmenin ağ simülasyonunu kullanmıştır.19–21 Jianling Liu ve ark. Cistanche tubulosa'dan elde edilen bileşikler arasında sistem farmakolojisine dayalı etkili ilaç kombinasyonlarını araştırdı. Ön olarak, nöroenflamasyonla ilgili 61 bileşik ve 43 hedefi taradılar; bunlardan verbascoside ve tubulosid B nöroproteksiyonda anahtar rol oynayabilir.22 YingQi Li ve ark. hem osteoporoz hem de Alzheimer hastalığının tedavisi için Cistanche tubulosa'nın ikili etki bileşenlerini araştırmak için entegre ağ farmakolojisi ve zebra balığı modeli.23 C. Deserticola'nın kimyasal bileşenleri karmaşıktır ve çok çeşitli farmakolojik etkilere sahiptir. Bununla birlikte, terapötik mekanizmalar henüz net değildir. C. Deserticola'nın daha da gelişmesi için hastalık hedeflerinin ve mekanizmalarının açıklığa kavuşturulması büyük önem taşımaktadır.

Bu çalışmada, C. Deserticola'nın üç ekotipinin (tuzlu-alkali arazi, otlak ve kumlu arazi) çiçek salkımlarının ve sulu gövdelerinin metabolik farklılıklarını araştırmak için metabolomik kullandık ve otlak ve kumlu arazi ekotiplerini tuzlu- Tuz alkali stresinden etkilenen C. Deserticola'daki metabolik varyasyonu keşfetmek için alkali arazi ekotipi. Özellikle, PhG'lerin biyosentezinde yer alan altı grubun metabolitlerini belirledik ve analiz ettik. Potansiyel bileşikleri ve hedefleri elemek için moleküler yerleştirme uyguladık ve ağ simülasyon diyagramlarının yanı sıra GO ve KEGG zenginleştirme analizleri çizdik. Bulgularımız, C. Deserticola'nın üç ekotipinin çiçeklenme ve etli gövdeleri arasındaki metabolik farklılıklar hakkında yeni bilgiler sağlıyor.

2. Malzemeler ve yöntemler

2.1 Bitki Materyalleri ve numune toplama

Kazı aşamasında (Nisan-Mayıs 2017) C. Deserticola için üç farklı ekotipten çiçek salkımlarını (örnek seri numarası soneki "1") ve sulu gövdeleri (örnek seri numarası soneki "2") topladık: Ebinur Gölü (A1 & A2: tuzlu-alkali arazi), Sincan'ın Tula Köyü (B1 & B2: otlak) ve kuzeybatı Çin'deki İç Moğolistan'ın Alxa Sol Sancağı (C1 & C2: kumlu arazi) (Tablo 1 ve Şekil 1a) . Kupon örnekleri, Çin'in Pekin kentindeki Çin Tıp Bilimleri Akademisi'ndeki Tıbbi Bitki Geliştirme Enstitüsü'nün herbaryumunda saklandı. Numuneler sahada toplandı ve hızlı bir şekilde sıvı nitrojen içinde saklandı. PBS ile temizlendikten sonra etli gövde dokuları küçük parçalar halinde kesildi ve sonraki işlemlere kadar hemen 80 santigrat derece dondurucuda saklandı. Metabolom analizi için çiçek salkımının kalın kısımlarından ve etli gövdelerden 18 numune (habitat başına üç biyolojik kopya, numune başına iki doku parçası) alınmıştır.

2.2 Metabolitlerin ekstraksiyonu ve ayrılması

Dondurularak kurutulmuş numune, 30 Hz'de 1.5 dakika boyunca bir zirkon boncuklu bir karıştırıcı değirmen (MM 400, Retsch) kullanılarak ezildi. 100 mg toz tartıldı ve gece boyunca 4 derecede 1.0 mL yüzde 70 sulu metanol ile özü çıkarıldı. 10 000 g'de 10 dakika santrifüjlemenin ardından özler, LC-MS analizinden önce emildi.

Liyofilize numune ekstraktını analiz etmek için LC-ESI-MS/MS sistemi (UPLC, Shim-pack UFLC SHIMADZU CBM30A sistemi) kullanıldı. Analitik koşullar aşağıdaki gibiydi: UPLC kolonu, Waters ACQUITY UPLC HSS T3 C18 (1,8 mm, 2,1 mm×100 mm); solvent, su (0.0yüzde 4 asetik asit): asetonitril (0.0yüzde 4 asetik asit); gradyan programı, 100 : 0 v/v, 0 dakikada, 5: 95 v/v, 11.0 dakikada, 5: 95 v/v, 12.0 dakikada, 95: 5 v/v, 12.1 dakikada ve 95 : 15.0 dakikada 5 v/v; akış hızı, 0.40 mL dk 1; sıcaklık, 40 derece; ve enjeksiyon hacmi, 2 mL. Atık madde alternatif olarak bir ESI-üçlü dört kutuplu doğrusal iyon tuzağına (Q TRAP)-MS bağlandı. Bu deneyde, üniform karıştırma ile bir kalite kontrol numunesi hazırlandı; analiz sırasında, analiz koşullarının kararlılığını izlemek için her 10 enjeksiyonda bir kalite kontrol numuneleri çalıştırıldı.24–26

Doğrusal İyon Tuzağı (LIT) ve üçlü dört kutuplu (QQQ) taramalar, bir üçlü dört kutuplu doğrusal iyon tuzağı kütle spektrometresi (Q TRAP), API 6500 Q TRAP LC/MS/MS sisteminde elde edildi. Pozitif iyon modunda çalışan ve Analyst 1.6 yazılımı (AB Sciex) tarafından kontrol edilen ESI turbo iyon sprey arayüzü. ESI kaynağı çalıştırma parametreleri aşağıdaki gibidir: bir iyon kaynağı, turbo sprey; kaynak sıcaklığı 500 derece; iyon püskürtme voltajı (IS) 5500 V; iyon kaynağı gazı I (GSI), gaz II (GSII), perde gazı (CUR) sırasıyla 55, 60 ve 25.0 psi'ye ayarlanmıştır; çarpışma gazı (CAD) yüksekti (12 psi). Alet ayarı ve kütle kalibrasyonu, sırasıyla QQQ ve LIT modlarında 10 ve 100 mmol L1 polipropilen glikol çözeltileri ile gerçekleştirildi. QQQ taramaları, 5 psi'ye ayarlanmış çarpışma gazı (nitrojen) ile MRM deneyleri olarak alındı. Bireysel MRM geçişleri için küme çözme potansiyeli (DP) ve çarpışma enerjisi (CE), daha fazla optimizasyonla gerçekleştirildi. Bu süre içinde elute edilen metabolitlere dayalı olarak her dönem için belirli bir MRM geçişleri seti izlendi.

2.3 Metabolit Tanımlama ve Miktar Belirleme

Primer ve sekonder MS verilerinin kalitatif analizi öncü iyonlar (Q1), fragman iyonları (Q3) değerleri (izolasyon pencereleri (±15 Da), bekleme süresi (ms) veya döngü süresi (1 saniye)) karşılaştırılarak gerçekleştirildi. alıkonma süresi (RT) ve standartların mevcut olması veya kendi kendine derlenen bir veri tabanı MWDB (NetWare Biological Science and Technology Co., Ltd Wuhan, Çin) ve halka açık olması durumunda aynı koşullar kullanılarak standartların enjekte edilmesiyle elde edilenlerle parçalanma kalıpları standartlar mevcut değilse metabolit veritabanları. Tanımlama sırasında K plus , Na plus , NH4 plus ve diğer büyük molekül ağırlıklı maddelerin tekrarlanan sinyalleri elendi. Metabolitlerin kantitatif analizi, MRM moduna dayanıyordu. Her metabolitin karakteristik iyonları, sinyal güçlerini elde etmek için QQQ kütle spektrometresi aracılığıyla tarandı. Kromatografik zirvelerin entegrasyonu ve düzeltilmesi, Multi Quant sürüm 3.0.2 (AB SCIEX, Concord, Ontario, Kanada) kullanılarak yapıldı. Karşılık gelen bağıl metabolit içerikleri, kromatografik tepe alanı integralleri olarak temsil edildi.

C. Deserticola örneklerinin (üç biyolojik kopya) VIP (projeksiyonda önemli olan değişken) değerleri, temel bileşen analizine ve ortogonal kısmi en az temel alınarak SIMCA-P yazılımı (sürüm 14.1, Sartorius Stedim Biotech, Ume˚a, İsveç) tarafından hesaplanmıştır. kareler ayrım analizi. Önemli ölçüde farklı metabolitleri taramak için kat değiştirme $2 veya #0.5 ve VIP değerini $1 eşik olarak belirledik. Metabolit verileri normalleştirildi, tüm numunelerde küme ısı haritası analizi yapıldı ve küme ısı haritalarını çizmek için R program betiği kullanıldı.

2.4 Moleküler yerleştirme

2.4.1 Kimyasal bileşiklerin toplanması.Araştırma grubumuzun ön deneysel sonuçları ve literatür tarama sonuçları aracılığıyla, C. Deserticola'nın etli gövdelerinden toplam 127 izole bileşik toplandı ve Chemical Book web sitesinden indirildi veya 2D moleküler yapıyı çizmek için ChemDraw kullanıldı. Ek olarak, sadece çiçeklenmede metabolom sonuçları ile tespit edilen 4 kaçınma (chrysoberyl, cynaroside, hesperetin ve homoeriodictyol) bulduk. 2D yapı ChemDraw 3D yazılımı ile üç boyutlu yapıya dönüştürülerek ön optimizasyon yapılmıştır. Daha sonra ön optimize edilmiş üç boyutlu yapı Avogadro Yazılımı tarafından doğrulandı ve sonraki moleküler yerleştirme için gereken nihai bileşik dosya formatını oluşturmak için daha fazla enerji optimizasyonu kullanıldı.

2.4.2 Hedef toplamanın toplanması.Literatür ve STITCH veritabanı aracılığıyla hastalık protein hedeflerini aradık. Uniport veri tabanını kullanarak karşılık gelen gen hedeflerini elde ettik ve protein haplotipinin PDB kimliğini ve küçük moleküllerin yapısını RCSB ile aldık. Pozitif ilacı belirlerken, literatürde C. Deserticola'nın etli gövdeleriyle ilgili 10 hastalık dahil olmak üzere bildirilen 45 ilgili hastalık hedefini önceden belirlemek için literatürü ve Yaodu web sitesini kullandık. Bu on hastalık ateroskleroz, osteoporoz, yaşlılık demansı, Alzheimer hastalığı, Parkinson, kronik kabızlık, torsades de pointes ventriküler taşikardi, vasküler hastalık, miyokardiyal yaralanma ve rektum kanseri idi. Ek olarak, iltihaplanma ile ilgili 467 hedef topladık ve çiçeklenmeye özgü flavinoidlerin moleküler yerleştirme analizi için kullanılan tarama yoluyla 2 önemli hedef (6KBA ve 7AWC) elde ettik.

2.4.3 Moleküler yerleştirme simülasyonu.C. Deserticola'daki bileşiklerin aday hedeflere bağlanma afinitesini değerlendirmek için, Alhossary araştırma grubu tarafından geliştirilen açık kaynaklı bir yardımcı program olan QuickVina 2.0 yazılımı aracılığıyla bir moleküler yerleştirme simülasyonu gerçekleştirdik. Hedefler ve bileşikler arasındaki bağlanma yakınlığını doğrulamak için QuickVina 2.0 aracılığıyla bir yerleştirme puanı hesapladık. Pozitif ilaçlarınkini aşan yerleştirme puanları (her pozitif ilaç için veri, RCSB'deki veya literatürdeki karşılık gelen hedeflerden elde edilebilir), aday hedefler ve karşılık gelen bileşikler arasında güçlü bir bağlanma afinitesine işaret eder.27–30 Biz bileşik ve hedefin yerleştirme sonuçlarını çizmek için PyMOL (Sürüm 2.0 Schrödinger, LLC) kullandı.

2.4.4 Bileşen-hedef-yol ağı yapısı ve GO/KEGG işlev analiziBileşen-hedef-yol ağ yapısı, ağ görselleştirme yazılımı Cytoscape kullanılarak gerçekleştirildi. Ağ etkileşimlerinde, düğümler bileşenleri, hedefleri ve yolları temsil ederken, kenarlar birbirinin etkileşimini temsil eder. Bağlantının renginin bir göstergesi olarak bileşiğin ve hedef genin moleküler kenetlenmesinin puanlama değerini kullandık. Renk ne kadar yeşilse puanlama değeri o kadar yüksek olur. Gen hedefleriyle ilişkili bir protein-protein etkileşimi (PPI) ağı oluşturuldu ve STRING.31 ile analiz edildi

Oluşturulan ağ içindeki biyolojik işlevleri daha fazla bulmak için, hedef genler üzerinde Gen Ontolojisi (GO) ve KEGG zenginleştirme analizleri yapmak için DAVID veritabanının29 işlevsel açıklama modülünü kullandık.

3. Sonuçlar

3.1 C. Deserticola'nın Metabolik Profilleri

Üç ekotip C. Deserticola çiçek salkımına ve etli saplara ait metabolik değişikliklere genel bir bakış elde etmek için, LC-ESI-MS/MS kullanılarak geniş çapta hedeflenmiş metabolom analizi yapıldı. Şekil 1b'de gösterildiği gibi, farklı ekotiplerden C. Deserticola'nın çiçek salkımları ve etli gövdeleri farklı ayrılmalar gösterdi ve farklı dokuların ayrılması, farklı ekotiplerinkinden daha fazlaydı. Ve üç tekrarlı numune benzer PC skorlarına sahiptir, bu da C. Deserticola metabolitlerinin tekrarlanan numuneler arasında çok az ayrım gösterdiğini gösterir. Ayrıca, kalite kontrol (karma) numuneleri, PCA puan grafiğinin merkezinde kümelenmiştir. Petal diyagramı (Şekil 1c) ve yığılma diyagramı (Şekil 1d), altı grupta 391 ortak metabolit olduğunu ve çiçeklenmede tespit edilen metabolit sayısının genellikle etli saptakinden daha yüksek olduğunu gösterdi. Salin-alkali çiçeklenmesinde (A1) tespit edilen metabolitlerin sayısı, toplam 515 ile en büyüğüydü ve bunlardan 18'i sadece A1'de tespit edildi. Çayır etli saplarında (B2) tespit edilen metabolitlerin sayısı, benzersiz metabolitleri olmadan toplam 458 ile en azdı.

35 metabolit kategorisi dahil olmak üzere 578 metabolitin bağıl içeriği belirlendi (ESI Dosyası S1). Her iki ekotipte de çiçek salkımlarının ve sulu gövdelerin en bol bulunan metabolitleri, lipitler, gliserolipidler, amino asitler, nükleotidler ve bunların türevleri, feniletanoid glikozitler (PhG'ler) ve flavonoidlerdir (Şekil S3a, 3b ve c). Normalizasyondan sonra, her bir metabolitin orantılı içeriği, Şekil 1e'de bir ısı haritasıyla gösterildiği gibi UPLC-MS/MS sırasındaki ortalama tepe yanıt alanı tarafından belirlendi ve ayrıca hiyerarşik kümeleme analizi ile yapıldı. A1 ve C2'de diğer gruplara göre daha fazla ikincil metabolit yüksek bağıl konsantrasyon seviyeleri göstermiştir. Her üç ekotipteki ikincil metabolitler arasında, sulu saplardaki feniletanoid glikozitlerin (PhG'ler) nispi içeriği çiçek salkımlarındakinden daha yüksekken, çiçek salkımlarındaki nispi flavonoid içeriği sulu saplardan daha yüksekti.

Bu metabolom analizinde, C. Deserticola'nın 2'-asetilakteosid, akteozid, cistanozid A, koniferin, ekinakozit, formononetin-7-O-glukozit, inozin, izoakteozit, ononin, pinoresinol, şırıngalar dahil olmak üzere 12 ana aktif bileşeni tespit edildi ve üridin. Metabolom tarafından tespit edilen C. Deserticola'nın ana aktif bileşenleri için hiyerarşik bir kümeleme ısı haritası (Şekil 1f) çizildi; bu, etli gövdedeki ana aktif bileşenlerin nispi içeriğinin çiçeklenmedekinden daha yüksek olduğunu gösterdi. Farklı dokularla karşılaştırıldığında, çiçeklenmede nispeten yüksek içeriğe sahip aktif bileşenler 2'-asetilakteosid ve koniferin iken, etli saplarda nispeten yüksek içeriğe sahip aktif bileşenler akteosit, cistanoside A, ekinakozit ve izoakteozittir. Farklı ekotiplerle karşılaştırıldığında, tuzlu-alkali arazideki nispeten yüksek aktif bileşen içeriği 2'-asetilakteosid, akteozid, koniferin, ekinakozit ve izoakteosiddir. Otlaktaki nispeten yüksek içerik ekinakozittir ve kumlu arazideki nispeten yüksek içerik cistanoside A'dır.

3.2 C. Deserticola'nın çiçeklenme ve etli gövdesi arasındaki metabolik fark

Üç ekotipte C. Deserticola'nın çiçeklenme ve etli gövdesi arasındaki metabolizma farkını anlamak için farklı metabolitleri taradık. OPLS-DA modellerinin yüksek tahmin edilebilirliğinin (Q2), salin-alkali arazide (Q2 = 0.996), otlakta (Q2 = 0.997) çiçeklenme ile Etli gövde arasında ikili bir karşılaştırma oluşturduğu gözlemlendi. ve kumlu arazi (Q2 = 0.997) (Şekil S1a). Q2 ve R2 değerleri, permütasyon testinde OPLS-DA modeline göre daha yüksekti (Şekil S1b). Potansiyel değişkenleri belirlemek için, katlama değişimini Greater than or equal to 2 veya Less than or equal to 0.5 ve VIP değerini Greater than or equal to 1 olarak her bir çiftteki önemli ölçüde farklı metabolitleri tarama eşiği olarak ayarladık karşılaştırmaların. Üç ekotip çiçek salkımının ve etli sapların ilk 10 farklı metaboliti Tablo S1'de gösterilmiştir. Etli saplarla karşılaştırıldığında, çiçek salkımlarındaki nispeten yüksek diferansiyel metabolit içeriği flavonol, flavon ve flavon C-glikozitler gibi flavonoidlerdir.

Tuzlu-alkali arazide, çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, etli gövdeler 43 yukarı regüle edilmiş diferansiyel metabolite ve 71 aşağı regüle diferansiyel metabolite sahipti (Şekil 2a). Isı haritası (Şekil 2b), çiçek salkımlarının nispi içeriğinin sulu saplarınkinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Etli gövdeler çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, yukarı regüle edilen ana metabolitler, siyanidin 3-O-rutinosid (keracyanin), icariin (kaempferol 3,7-O-diglucoside 8-prenil türevi), homovanillik asittir. , klorojenik asit metil ester ve rosinidin O-hekzosid. Aşağı regüle edilmiş ana diferansiyel metabolitler arasında N', N''-di-p-kumaroilspermidin, 8-C-heksosil-luteolin O-hekzosid, kafeik asit, isorhamnetin O-hekzosid ve isorhamnetin 5- yer alır. O-hekzosid (Şekil 2c). KEGG metabolik yol zenginleştirme analizi (Şekil 2d), çiçeklenme ve etli gövdeden tanımlanan diferansiyel metabolitleri flavonoid biyosentezi, flavon ve flavonol biyosentezi, izoflavonoid biyosentezi, fenilpropanoid biyosentezi ve eter lipid metabolizması olarak sınıflandırdı.

Otlakta, çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, etli gövdeler 35 yukarı regüle edilmiş diferansiyel metabolite ve 54 aşağı regüle diferansiyel metabolite sahipti (Şekil 2a). Isı haritası (Şekil 2b), çiçek salkımlarının nispi içeriğinin sulu saplarınkinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Etli gövdeler çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, yukarı regüle edilen ana metabolitler l-( artı )-arginin, adipik asit, N-metilnikotinamid, 4-hidroksibenzoik asit ve dihidromirisetindi. Aşağı regüle edilmiş ana diferansiyel metabolitler, 5-O-hekzosid satan rosinidin O-hekzosid, kafeik asit, izorhamnetin O-hekzosid ve izorhamnetin 5-O-hekzosid'i içermektedir (Şekil 2c). KEGG metabolik yol zenginleştirme analizi (Şekil 2d), çiçeklenme ve etli gövdeden tanımlanan diferansiyel metabolitleri flavonoid biyosentezi, flavon ve flavonol biyosentezi, diterpenoid biyosentezi, izoflavonoid biyosentezi ve sirkadiyen sürüklenme olarak sınıflandırmıştır.

Kumlu arazide, çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, etli gövdeler 40 yukarı regüle edilmiş diferansiyel metabolite ve 87 aşağı regüle diferansiyel metabolite sahipti (Şekil 2a). Isı haritası (Şekil 2b), çiçek salkımlarının nispi içeriğinin sulu saplarınkinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Etli saplar çiçek salkımlarıyla karşılaştırıldığında, yukarı regüle edilen ana metabolitler O-feruloil 4-hidroksilkumarin, şırınga, rosinidin O-hekzosid, 3-(4-hidroksifenil) propionik asit ve homovanillik asitti. Aşağı regüle edilmiş ana diferansiyel metabolitler arasında krizoeriol O-rhamnosil-O-glukuronik asit, C-heksosil-apigenin O-kafeoilhekzosid, satan O-malonilhekzosid, isorhamnetin O-hekzosid ve 8-C-heksosil-luteolin O- yer alır. hekzosit (Şekil 2c). KEGG metabolik yol zenginleştirme analizi (Şekil 2d), çiçeklenme ve etli gövdeden tanımlanan diferansiyel metabolitleri flavon ve flavonol biyosentezi, flavonoid biyosentezi, izoflavonoid biyosentezi, diterpenoid biyosentezi ve aromatik bileşiklerin bozunması olarak sınıflandırdı.

3.3 C. Deserticola'nın üç ekotipinde salin-alkali stresiyle ilgili metabolik farklılıklar

C. Deserticola'nın tuzlu-alkali arazisinin üç ekotipinin benzersiz metabolik özelliklerini kavramak için, tuzlu-alkali araziye karşı otlak ve kumlu araziye karşı tuzlu-alkali arazideki farklı metabolitleri taradık. OPLS-DA modellerinin yüksek öngörülebilirliğinin (Q2), salin-alkali arazi ile çiçeklenme (Q2 = 0,997) ve etli gövde (Q2 = 0,991) otlak arasında ikili bir karşılaştırma oluşturduğu gözlemlendi. . Bu arada, OPLS-DA modellerinin kumlu arazi ile salin-alkali çiçeklenme bölgesi (Q2 = 0.988) ve sulu gövde (Q2 = 0.995) arasındaki yüksek öngörülebilirliği (Q2). Q2 ve R2 değerleri permütasyon testinde OPLS-DA modeline göre daha yüksekti (Şekil S2†). Potansiyel değişkenleri belirlemek için, katlama değişimini Greater than or equal to 2 veya Less than or equal to 0.5 ve VIP değerini Greater than or equal to 1 olarak her bir çiftteki önemli ölçüde farklı metabolitleri tarama eşiği olarak ayarladık karşılaştırmaların. Tablo 2, salin-alkali stresiyle (tuzlu-alkali araziye karşı otlak ve kumlu araziye karşı tuzlu-alkali arazi) ilişkin çiçek salkımlarının ve etli gövdelerin farklı metabolitlerini metabolit kategorisine göre sıralamış ve en metabolit sınıfının flavonoid olduğunu göstermiştir. . Bunlar arasında antosiyaninler, flavonoidler, flavonol, flavanon, kateşin ve bunların türevleri ile izoflavonun nispi içeriği tuzlu-alkali diyarında en yüksektir. Ayrıca, ısı haritası (Şekil 3d), flavonoidlerin diferansiyel metabolitlerinin nispi içeriği daha yüksek olan grupların A1 ve C1 olduğunu göstermiştir. Antosiyaninlerin nispi içeriği A2 grubunda en yüksekti ve flavonoidlerin ve flavonollerin nispi içeriği A1 grubunda en yüksekti.

Volkan haritaları (Şekil 3a), salin-alkali topraklarda yukarı doğru düzenlenen diferansiyel metabolizma sayısının, ister çiçek salkımlarında ister etli gövdelerde olsun, otlak ve kumlu topraklardan daha yüksek olduğunu göstermiştir. Her karşılaştırmanın ilk 20 diferansiyel metaboliti, Şekil 3b'de gösterilmiştir. Otlaklara karşı tuzlu-alkali arazide, çiçeklenmenin diferansiyel metabolitlerinin KEGG yolları, esas olarak flavonoid biyosentezi, flavonol ve flavonol biyosentezi, diterpenoid biyosentezi, izoflavonoid biyosentezi ve fenilpropanoidlerin biyosentezi açısından zenginleştirilmiştir. Ayrıca, etli sapın farklı metabolitlerinin KEGG yolları, esas olarak dopaminerjik sinaps, pürin metabolizması, flavonoid biyosentezi, pirimidin metabolizması ve sirkadiyen sürüklenme açısından zenginleştirilmiştir. Otlaklara karşı tuzlu-alkali arazide, çiçeklenmenin diferansiyel metabolitlerinin KEGG yolları, esas olarak izoflavonoid biyosentezi, ikincil metabolitlerin biyosentezi, flavon ve flavonol biyosentezi, doğal ürünlerden antineoplastik ajanlar ve astım açısından zenginleştirildi. Ayrıca, etli gövdenin farklı metabolitlerinin KEGG yolları, esas olarak aminoasil-tRNA biyosentezi, protein sindirimi ve emilimi, kanserde merkezi karbon metabolizması, amino asitlerin biyosentezi ve fenilpropanoidlerin biyosentezi açısından zenginleştirilmiştir (Şekil 3c).

Daha fazla bilgi için: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501