Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Mevcut protokol, bitki bazlı tıbbi materyallerin ve tıbbi bitki Angelica sinensis'in (Oliv.) Diels bir örnek olarak tanımlandı.
Şifalı bitkiler dünya çapında değerli kaynaklardır ve dünya çapında sağlığı korumak ve hastalıkları tedavi etmek için kullanılmaktadır; Bununla birlikte, tağşişin varlığı gelişimlerini engeller. Standart DNA bölgelerine göre tür tanımlama tekniği olan DNA barkodlaması, geleneksel tıbbi bitkilerin hızlı ve doğru bir şekilde tanımlanmasını kolaylaştırır. DNA barkodlama işlemi altı temel adımı içerir: 1) şifalı bitkilerin işlenmesi, 2) santrifüj kolon yöntemi kullanılarak tıbbi bitkilerden yüksek kaliteli toplam DNA'nın çıkarılması, 3) hedef DNA bölgesi dahili transkripsiyonlu ara parçanın 2 (ITS2) bitkilerin evrensel primerleri ile çoğaltılması ve Sanger dizilemesinin gerçekleştirilmesi, 4) hedef diziyi elde etmek için dizinin eklenmesi ve hizalanması, 5) Tanımlama için barkod dizisini barkod kütüphanesiyle eşleştirmek, 6) diziyi hizalamak, tür içi ve türler arası varyasyonu karşılaştırmak, filogenetik komşu birleştirme ağacı oluşturmak. Sonuçlarda gösterildiği gibi, üniversal astar hedef bölgeyi büyütebilir. Temel Yerel Hizalama Arama Aracı (BLAST), tanımlanan yüzdenin %100 olduğunu ve komşu birleştirme ağacı, ekleme dizilerinin A. sinensis OR879715.1 sınıfı ile kümelendiğini ve sınıf destek değerinin 100 olduğunu gösterir. Bu protokol, şifalı bitkileri ve katkı maddelerini tanımlamak için etkili bir yöntem olarak DNA barkodlama teknolojisinin uygulanması için bir referans sağlar.
Tıbbi bitkiler çok çeşitli farmakolojik etkilere sahiptir ve hastalıkların tedavisi ve önlenmesi için önemli maddelerdir. Bitkisel ilaçlar ve farmasötik ürünlerdeki tıbbi bitkilere yönelik pazar talebi çok büyüktür ve hala büyümektedir. Tıbbi bitkiler için artan pazarla birlikte, tağşiş sorunu tıbbi bitkilerin gelişimini engellemiştir. Günümüzde, tıbbi bitki tağşişi şu nedenlerden muzdariptir: 1) Tıbbi bitkilerin benzer morfolojisi, bunların doğru bir şekilde tanımlanmasını ve kullanılmasını zorlaştırmaktadır 1,2,3,4,5, 2) Tıbbi bitkilere olan talebin artması, piyasada yetersiz arza yol açmıştır 6,7, 3) Tıbbi bitkilerin pahalı olması ve fiyatlarının dalgalanması ve ekonomik açıdan değerli malzemeler yerine ucuz bitkilerin kullanılmasının tağşiş ve piyasa vurgunculuğuna yol açması 8,9. Tıbbi bitkilerin doğru tanımlanması ve kullanılması ile ilgili sorunları çözmek için, uzman olmayanların kaynağı tanımlamasına izin veren bir teknolojiye ihtiyaç vardır10.
Tıbbi bitkilerin yalnızca görünüm ve koku ile doğru bir şekilde tanımlanması ve kullanılmasının sınırlamaları vardır11. Daha doğru tanımlama ve kalite kontrol için fizikokimyasal yöntemler kullanılır12. Örneğin, ince tabaka kromatografisi (TLC), şifalı bitkileri tanımlamak için hızlı bir yöntemdir ve Çin Farmakopesi'ne dahil edilmiştir. Bununla birlikte, bitkileri tanımlamak için referans standartlar gerektirir13. Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC), hem kalitatif hem de kantitatif testler gerçekleştirebilir, bu da onu ilaç kalite testi için uygun hale getirir. Bununla birlikte, bu cihaz pahalıdır ve 14,15'i çalıştırmak için özel bilgi gerektirir. DNA barkodlama teknolojisi, benzer morfolojiye sahip bitkiler arasında ayrım yapmak için kararlı DNA dizileri kullanarak türleri tanımlayan hızlı ve doğru bir tür tanımlama teknolojisidir. Hebert ve ark. genom16 içinde tanınmış ve nispeten kısa bir DNA dizisi kullanan türleri tanımlamak için DNA barkodlama teknolojisini önerdi, Chen ve ark. tıbbi bitkilerin moleküler tanımlanması için evrensel bir dizi olarak ITS2'yi önerdi ve 6600'den fazla bitkiyi tanımladı ve yüksek bir tanımlama yeteneği buldu17. ITS2 ve kloroplast gen fragmanlarına dayalı tıbbi bitkilerin incelenmesi, kaynak koruma, piyasa düzenlemesi ve uluslararası ticaret alanlarındaki uygulamalarla türleri tür düzeyinde ayırt etme yeteneğini göstermiştir 17,18,19. DNA barkodlama uygulaması, şifalı bitkilerin kalitesini ve güvenliğini sağlamada, kaynakların kötüye kullanılmasını ve karışıklığı önlemede yardımcı olan geleneksel tanımlama yöntemlerinin sınırlamalarının üstesinden gelebilir20. Tıbbi bitkileri incelemek, bitkisel endüstrinin büyümesini sürdürülebilir bir şekilde desteklemek ve tüketicinin doğru ilacı kullandığına dair bir garanti sağlamak için faydalı olduğu kanıtlanmıştır 21,22,23,24.
Makale, örnek olarak A. sinensis kullanarak tıbbi bitkileri tanımlamak için DNA barkodlamasının nasıl uygulanacağına ilişkin protokolleri özetlemektedir. DNA barkodlaması, bir organizmanın DNA'sını belirli bir türe ait olarak tanımak için bir veya daha fazla standartlaştırılmış kısa genetik belirteç kullanır. Tıbbi bitkileri tanımlamak için mevcut yöntemlerin belirli sınırlamaları vardır. Geleneksel morfolojik tanımlama, büyük ölçüde uzmanların insan faktörlerinden etkilenebilen kapsamlı deneyimlerine dayanırken, kimyasal tanımlama, temel bileşiklerin tağşişi gibi konulara eğilimlidir. Buna karşılık, DNA barkodlaması, hız, yüksek tekrarlanabilirlik ve stabilite gibi avantajlar sunarak türlerin tanımlanması için daha doğru bir yol sağlar. Ayrıca, bu teknoloji, mevcut tür dizisi verilerinin internet ve bilgi platformları aracılığıyla merkezi olarak yönetilmesini ve paylaşılmasını sağlayarak, tür tanımlamasının verimliliğini ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırır11,12. Benzer morfolojileri ve tıbbi kısımları nedeniyle, A. sinensis genellikle diğer türlerle karıştırılır ve sıklıkla kötüye kullanılır veya piyasada kasıtlı olarak ikame edilir25. Yang ve ark. A. anomala'yı sahte ilaçlardan ayırt etmek için DNA barkodlaması kullanarak tanımladılar26. Yuan ve ark. 23 Angelica türü topladı ve çeşitli türler arasında ayrım yapmak için DNA barkodlaması kullandı27. Kullanıcılar, bu protokolde açıklanan prosedürleri izleyerek, bitki bazlı tıbbi materyallerin ön işlemeden nihai olarak barkodlama dizisini barkod veritabanıyla eşleştirmesine kadar kimlik doğrulaması yapabileceklerdir (Şekil 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. Numune hazırlama
2 Numuneden DNA ekstraksiyonu
NOT: Bu çalışma, CTAB yöntemine dayanan bir Bitki Genomik DNA Ekstraksiyon Kiti kullanmaktadır. DNA ekstraksiyonu, benzersiz bir Nükleer İzolasyon Tamponunun (NIB) eklenmesi de dahil olmak üzere bazı modifikasyonlarla kullanım kılavuzuna göre gerçekleştirilir. Protokol, önce kirleticileri dokudan ayırarak ve ardından bir başlangıç çekirdek izolasyon adımı 28,29,30 ekleyerek DNA saflığını artırır.
3 Hedef parça amplifikasyonu ve tespiti
NOT: Bitkinin önerilen DNA barkodlama bölgelerine göre uygun amplifikasyon primerlerini seçin; reaksiyon koşulları Tablo 2'de gösterilmiştir.
4. Veri toplama ve analizi
NOT: Çok çeşitli dizi montaj ve analiz yazılımı vardır; Örnek olarak Codon kodu Aligner V11.0.1 ve MEGA11'i kullanıyoruz.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Örnek DNA kalitesi
OD260/OD280 absorbans oranları aralığı 1.80-1.84 idi. Her numune için spektrofotometre ile ölçülen DNA miktarı 100 ng/μL'den büyüktü (Tablo 3), bu da numune DNA ekstraksiyonunun iyi kalitede olduğunu gösteriyor. Bu, numunelerin ekstraksiyon işlemi sırasında protein, RNA veya reaktifler tarafından kontamine olmadığını ve iyi kalitede olduklarını ve aşağı akış PCR amplifikasyonu ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Moleküler tanımlama teknolojisinin öğrenilmesi ve ustalaşması, geleneksel tanımlama yöntemlerine göre daha kolaydır. Bitkinin büyüme aşamasından etkilenmediği ve öznel yargıya veya özel uzmanlık birikimine dayanmadığı için geleneksel şifalı bitki tanımlamasının sınırlamalarının üstesinden gelir35. Diğer türler, benzer morfolojisi ve tıbbi kısımları nedeniyle A. sinensis ile karıştırılır, ancak DNA barkodlamasın...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar, araştırmanın potansiyel bir çıkar çatışması olarak yorumlanabilecek herhangi bir ticari veya finansal ilişkinin yokluğunda yapıldığını beyan ederler.
Bu çalışma, Chengdu Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi'nin (030040015) yetenekli kişi bilimsel araştırma başlangıç fonları sübvansiyon projesi tarafından desteklenmiştir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CTAB Rapid Plant Genomic DNA Extraction Kit | Shanghai Huiling Biotechnology Co. | NG411M | Suitable for rapid extraction of high quality genomic DNA from different tissues of a wide range of plants |
DL5000 DNA Marker | Nanjing vazyme Bio-technology Co. | MD102-02 | Ready-to-use product, take an appropriate amount of this product directly for electrophoresis when running the gel. |
Electrophoresis | Beijing Liuyi Biotechnology Co. | DYY-6C | Adopt touch screen design, can display set voltage, set current at the same time, parallel output |
Ethylenediaminetetraacetic acid | BeijingpsaitongBiotechnologyCo.,Ltd | E70015-100G | Nuclear Isolation Buffer formulation reagents. |
Goldview Nucleic Acid Gel Stain(10,000×) | Yisheng Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd | 10201ES03 | When using agarose gel electrophoresis to detect DNA, it binds to DNA and produces a strong fluorescent signal. |
High-Speed Tabletop Centrifuge | Changsha High-tech Industrial Development Zone Xiangyi Centrifuge Instrument Co. | H1650 | For fast and efficient separation of samples, this compact and lightweight centrifuge offers reliable safety |
High-Throughput Tissue Grinder | Shanghai Jingxin Industrial Development Co. | Tiss-48 | A high-frequency vibration instrument for grinding samples |
http://www.gpgenome.com/ | Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences | - | HerbGenomics database includes genome sequences, gene sets, organelle genomes, low coverage genome data and DNA barcode sequences. |
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ | U.S. National Library of Medicine | - | The National Center for Biotechnology Information advances science and health by providing access to biomedical and genomic information. |
Kylin-Bell | Haimen Qilinbel Instrument Manufacturing Co. | VORTEX-5 | Rapid mixing in the form of a high-speed vortex, mixing speed, uniformity, thoroughness |
LifeTouch | Hangzhou BORI Technology Co. | TC-96/G/H(b)B | Adoption of advanced thermoelectric refrigeration technology and newly created TAS technology to enhance its overall performance |
Multi-functional Gel Image Analysis System | Southwest Operation Center of Shanghai Tianneng Life Science Co. | Tanon-Mini Space 2000 | Performs rapid gene amplification experiments with a gradient function for mapping amplification conditions and a gradient temperature range of up to 30°C |
NaCl | Beijing Solarbio Science&Technology Co.,Ltd. | S8210-100 | Nuclear Isolation Buffer formulation reagents. |
Nanodrop One | Genes Ltd. | ND ONE | Quantify DNA, RNA and protein samples in seconds with just 1-2 µL of sample |
Polyvinyl pyrrolidone | Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd | S30268-500g | Nuclear Isolation Buffer formulation reagents. |
Snowflake Ice Maker | Shanghai Zhixin Experimental Instrument Technology Co. | ZX-60X | Adopting rotary extrusion ice making method, fast ice making speed and high efficiency of ice production |
Stainless Steel Beads for Tissue Homogenizer | Beyotime Biotechnology. | F6623 | Equipment for grinding and mixing of tissue and other samples by vibration |
Tris Acetate-EDTA buffer | Beyotime Biotech Inc | ST716 | TAE is a commonly used buffer for DNA electrophoresis, frequently employed in agarose gel electrophoresis. |
Tris-HCl | Beijing Solarbio Science&Technology Co.,Ltd. | T8230 | Nuclear Isolation Buffer formulation reagents. |
Water bath Kettle | Shanghai Senxin Experimental Instrument Co. | DK-8D | Precise thermostat and temperature regulation, accurate and reliable temperature control |
β-mercaptoethanol | Shanghai Eon Chemical Technology Co. | R054186-100ml | Nuclear Isolation Buffer formulation reagents. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır