Desert Hyacinths: 글로벌 문제에 대한 애매한 해결책?

1. 소개

속시탕슈호프만스. & Link(Orobanchaceae)에는 서부의 마카로네시아, 동부의 중국 북부 및 북서부에 걸쳐 있는 구세계 고유의 약 20-30종이 포함됩니다. 일반적으로 이 식물은 사막, 때때로 해안 사구 또는 염습지에서 발생하며 다양한 염생 관목의 뿌리에 기생합니다. 비광합성 홀로기생체로서 모두 엽록소와 기능성 잎이 전혀 없습니다. 겉보기에는 맨땅에서 돋아난 것처럼 보이는 인상적인 밝은 색의 꽃이 만발한 스파이크로 구성되어 있어 '사막 히아신스'라는 일반적인 이름을 얻었습니다. 놀랍지 않게도, 이 호기심 많은 식물은 식물학자와 약초학자 모두 오랫동안 관심을 가지고 있습니다.

실현된 가치와 큰 잠재력에도 불구하고 속의 종 한계는 잘 이해되지 않고 있습니다. 오로반차과(Orobanchaceae)는 식물의 기생 진화를 연구하기 위한 모델이다(Westwood et al.,2010), 그러나 가족의 다른 홀로 기생 속과 마찬가지로,시탕슈상당한 분류학적 혼란을 겪고 있다. 이는 식물표본관의 감소된 형태학적 특징, 열악한 보존 및 잘못된 라벨링, 더 광범위하게는 연구 초점의 부족으로 인해 발생했습니다. 많은 식물의 주요 진단 특성(예: 암술머리 및 화관 색상)은 식물표본관에서 부적절하게 보존되며 신선한 표본의 자세한 기록 없이는 정확한 진단이 거의 불가능할 수 있습니다. 더욱이, 건조 시 남아 있는 몇 안 되는 신뢰할 수 있는 진단 중 하나인 사춘기는 광범위하게 간과되거나 아마도 곰팡이 퇴적물과 혼동된 것으로 보입니다(Aldughayman, M., pers. obs.). 속의 유일한 모노그래프 시탕슈거의 100년 전에 출판되었습니다(Beck-Mannagetta,1930). 형태학에 근거한 4개의 오랜 분류학 섹션(Eucistanche, Subcistanche, Heterocalyx 및 Cistanchella)은 최근 이 속의 첫 번째 계통발생학적 평가에 의해 반박되었습니다(Ataei et al.,2020). 색소체 및 핵 마커에 기초한 이 계통발생수는 동아시아, 북서아프리카, 서남아시아에서 지리적으로 구별되는 3개의 분기군과 더 나아가 '광범위한 분기군'을 식별하여 홀로기생하는 오로반차과(Orobanchaceae)의 종을 기술하는 데 형태학만으로는 문제가 있다는 견해를 강화했습니다. 다른 저자들은 밀접하게 관련된 다양성을 조사했습니다.시탕슈예를 들어 화학적 표지를 사용하는 분류군(Wang et al.,2019) 및 LC-MS 기반 표적 대사체학 접근법(Liu et al.,2019). 이러한 연구가 제대로 이해되지 않은 이 속의 광범위한 진화를 이해하는 데 한 걸음 더 나아가는 동안 많은 종들이 혼란스럽거나 제대로 해결되지 않았으며 지역 수준에서 종의 한계와 다양성에 대한 우리의 이해는 초보적인 수준으로 남아 있습니다. 이것은 종이 희귀하거나 멸종 위기에 처한 경우에 관한 것입니다.Cistanche Deserticola예를 들어 Ma는 멸종 위기에 처해 있습니다(Qin et al.,2017; 송 등,2021) 멸종 위기에 처한 야생 동식물 종의 국제 거래에 관한 협약 부록 II에 등재되어 있습니다.인용).

여기에서 우리는 이 특별하지만 무시된 속의 전통적인 사용, 생태학 및 진화에 대한 간략한 검토를 제공하고 그것이 글로벌 문제를 해결하는 맥락에서 추가 연구를 위한 후보라고 주장합니다. 구체적으로, 우리는 (1) 분류학적으로 어려운 이 속의 종 한계를 이해하면 예를 들어 멸종 위기에 처한 종이 불법적으로 거래될 수 있는 곳에서 보존 초점을 알릴 것이며 (2) 입증된 가치를 제안합니다.시탕슈중국의 사막 작물은 기후 변화 토지 황폐화라는 세계적인 맥락에서 생계 작물로서의 미개발 잠재력을 가리킨다.

2 전통 약초에서의 사용

시탕슈특히 크고 살이 많은 지하 줄기(그림1a–c). 중국 전통 의학(TCM)에서는 '루콩롱'(그림1a,d) 및 'Guan Hua Rou Cong Rong'(그림1b), 시탕슈2000년 이상 사용되어 왔으며 최초의 제약 논문인 Shennong Bencao Jing(Fu et al.,2018; 리 외,2016; 시 외,2009). 현재 중국 약전에는 '약재'로 등재되어 있습니다.시스탄체 허바'. 이 식물은 TCM 의약 성분인 강장제(기능성 건강식품)로 사용되며, '트로피' 속성으로 인해 높이 평가됩니다.장수, 체력 및 성적 활력 부여). 1980년대 식물에 대한 임상 연구의 출현 이후(Kobayashi et al.,1984), 광범위한 약리학 및 화학 보고서가 발표되었으며, 그 중 가장 광범위한 약리학적 특성을 함께 갖는 페닐에타노이드 글리코사이드(PhGs), 리그난, 알디톨 및 이리도이드를 포함하는 약 100개의 식물화학 화합물을 확인했습니다(Fu et al.,2018). Cistanches Herba의 다양한 이점, 포함노화 방지,항산화그리고신경 보호 속성, '사막 인삼'(Gemejiyeva & Karzhaubekova,2015; 구 외,2016; 시 외,2009; Yan et al.,2017). 여러 종의시탕슈TCM, 특히C. 데저티콜라(숫자1e, 2b그리고3d) 그리고C. 튜불로사sl (Schenk) Wight ex Hook.f. (숫자2h그리고3c). 귀한 재배C. 데저티콜라(Rou Cong Rong) 및 더 저렴한 대안C. 튜불로사특히 sl(Guan Hua Rou Cong Rong)은 현재 중국에서 잘 확립되어 있습니다. 실제로,시탕슈현재 중국의 경작 면적은 126만 mu(84,{3}}ha)이며 연간 생산량은 6000톤, 가치는 200억 위안 이상입니다(Song et al.,2021). 대규모 재배에도 불구하고C. 데저티콜라그리고C. 튜불로사예를 들어 중국에서는 다른 식물,C. 살사(CAMey.) 벡 (피규어2a그리고3a) 그리고C. 시넨시스벡(피규어2c,d와 3b) 야생에서 수확되어 무역을 시작합니다. 한편, 다른 사람들은 여전히 ​​(아마도C. 살사)는 카자흐스탄에서 수확되어 해당 지역으로 수입됩니다(Egamberdieva & Öztürk,2018; 아이젠만 외,2012).

3 분류학적 혼란

의 중요성에도 불구하고시탕슈, 속의 범위 전체에서 발견되는 분류군에 대해 상당한 혼란이 존재합니다. 예를 들어, 우리는 관찰했습니다.C. 데저티콜라그리고 추정C. 살사중국에서 상업적으로 나란히 성장하고 있으며(그림 2a,b) Rou Cong Rong이라는 이름으로 단일 작물로 수확 및 판매됩니다. 이 때문입니다C. 살사공식보다 성장하기 쉽고 더 비쌉니다.C. 데저티콜라그리고 거래자들은 일단 수확되고 가공되면 구별할 수 없다는 것을 알고 있습니다(C. Leon, pers. obs.). Wang et al. (2019) 화학 마커(2'-아세틸락티오사이드)를 사용하여 이 두 분류군을 구별했습니다. 그러나 우리 자신의 현장 경험에 따르면C. 데저티콜라그리고C. 살사불분명하다. 후자로 확인된 식물은 종종 더 짧고 더 강한 보라색을 띠지만 이것은 기생한 숙주의 인공물일 수 있습니다(여러 숙주 종의 범위가 기생할 수 있음). 분류군의 식별에 유용한 안정한 특징(예: 꽃받침 특성 및 연모)은 살아있는 물질에서 지속적으로 가변적이며, 건조 시 식별 가능한 특징, 예를 들어 푸른 색소C. 시넨시스(그림 2d)는 없습니다. 따라서 이러한 복잡한 분류군을 분리하기 위해서는 광범위한 샘플링, 홀로타입 및 분자 데이터에 대한 주의 깊은 조사를 결합한 엄격한 접근 방식이 필요하다고 제안합니다. 이것이 시행될 때까지 중국에서 사용되는 다양한 종의 식별은 혼란스럽고 문제가 될 수 있습니다(Leon & Lin,2017); 이것은 특정 분류군의 야생 개체수가 줄어들고 있는지에 관한 것입니다.

고전 아랍어, 현대 표준 아랍어 및 구어체 아랍어에 적용되는 과다한 일반 이름으로 예시되는 중동에도 유사한 문제가 존재합니다. 식물은 종종 지역에서 'dhanun'으로 묘사됩니다. 그러나이 고전적인 아랍어 이름은 비슷한 모양의 다른 뿌리 기생충에 대해서도 구어체로 사용될 수 있습니다 (Lakhdari et al.,2016; 만다빌,2011; 니콜라이센,1963). 아마도 중동에서 가장 흔한 종은C. 튜불로사(그림 2f) 지역 전체에 널리 퍼져 있습니다. 그러나 대부분의 보고서는 일화이며 신뢰할 수 있는 식별은 여전히 ​​불확실합니다. 우리는 Moreno et al. (2018) '의 유형으로 간주오로반체 팅크토리아' 중동 및 아프리카 인접 지역에서 취급되는 것과 동일시하기 위해 예멘에서 수집된C. 튜불로사. 저자는 그 이름을 제안합니다.시스탄체 틴크토리아(Forssk.)가 아닌 한 우선순위를 갖습니다.C. 튜불로사노멘 보존으로 유지됩니다(Moreno et al.,2018); 여기서 우리는 식물을 다음과 같이 언급합니다.C. 튜불로사더 이상의 혼동을 피하기 위해 다른 저자와 일관성을 유지합니다.

중동에서의 사용은 오래전 9세기에 기근 음식과 약으로 묘사되었습니다(Diab,2001). 시탕슈또한 북아프리카 사하라의 한약에서 두드러지게 나타납니다.C. tubulosa그리고C. 제비꽃(Desf.) 호프만스. & 링크(그림 2e; Bougandoura et al.,2016). 또한, 알제리 사하라 사막의 Oued Righ 지역에 대한 민족 식물학적 조사에서는C. 틴크토리아 (=C. 튜불로사) Beck은 설사, 소화 불량, 피부 질환 및 당뇨병을 포함한 여러 질병을 치료합니다(Lakhdari et al.,2016); 그러나 지원 이미지는C. 제비꽃, 그리고 어쨌든,C. 틴크토리아에 해당하는 것으로 간주C. 튜불로사(위에서 논의한 바와 같이). 마찬가지로 Volpato et al. (2015) 사용 신고C. 펠리파에아(L.) 쿠트. (그림 2g) Sarcoptic Mange를 치료하기 위해 Sahara의 Sahrawi 유목민에 의해; 이것은 (주로) 연안 대서양 및 지중해 종으로, 분자 작업으로 확인되었습니다(Ataei et al.,2020) 그것은 사막 거주와 많이 혼동되었습니다C. 튜불로사아프리카와 중동의 많은 지역에서. 형태학적으로 비밀스러운 이러한 생태학적 및 유전적으로 구별되는 종을 구별하기 위해서는 추가 작업이 필요합니다.

중국, 중동 및 북아프리카의 지역 분류학적 모호성은 범지역적 문제로 인해 더욱 복잡해집니다. 예를 들어, 우리가 관찰한 식물은C. 튜불로사중국에서는 형태학적으로 에 해당하는 것과 매우 다릅니다.C. 튜불로사 (=C. 틴크토리아) 중동(정기준표본이 수집된 곳), 이 광범위한 분류군의 고유한 가변성에도 불구하고. Gilbert와 Leon의 관찰에 따르면(pers. obs. 2016), 일부 작물은 다음과 같이 기술되었습니다.C. 튜불로사(Guan Hua Rou Cong Rong의 출처) 중국 북서부 신장(Xinjiang) 지방에서 약용으로 상업적으로 재배되는C. 튜불로사아프리카와 중동에서. 따라서 신장 일부 지역에서 재배되는 종(중국 약전 참조)은 길버트와 레온이 잠정 명칭을 만든 잠재적으로 설명되지 않은 분류군인 것으로 보입니다.시탕슈'Tamarisk' (Leon & Lin,2017). 우리는 DNA 염기서열 데이터가C. 튜불로사중국에서C. 락시플로라이란과 아프가니스탄에서(Ataei et al.,2020). 시스탄체 락시플로라느슨한 꽃 스파이크와 높은 필라멘트 삽입점으로 구별되는 잘 알려지지 않은 분류군입니다(Beck-Mannagetta,1930). 로 확인된 물질의 정체를 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.C. 튜불로사중국과의 확실성 및 관계C. 락시플로라. 이것은 신장에서 상업적으로 재배된 Guan Hua Rou Cong Rong이 중국에서 이러한 식물을 중동의 식물과 구별하기 위해 문헌에서 어떻게 명명되어야 하는지 알려줄 것입니다. 따라서 중국 약전을 변경하여 이 귀중한 식물에 올바른 이름을 사용하도록 해야 할 수도 있습니다.

종합해보면, 의 광범위한 사용에도 불구하고 분명하다.시탕슈그 범위에 걸쳐 한약에서 사용되는 다양한 종의 식별은 전반적으로 상당한 혼란을 겪을 수 있습니다. 희귀하거나 멸종 위기에 처한 종을 부적절하거나 불법적으로 수확하거나 거래하는 경우 문제가 됩니다. 또한, 분류학적 혼란은 다양한 종에 걸쳐 인지된 의약 특성의 비교 분석을 방해할 것입니다. 이러한 혼란을 해결하기 위해 결합된 접근 방식이 필요하다고 제안합니다. 이는 hyb-seqNGS 기반 접근 방식과 같은 첨단 기술과 속 범위 전체에 걸친 광범위한 샘플링과 함께 숙주 범위와 같은 형태학적 및 생태학적 특성을 주의 깊게 관찰하는 것과 결합할 수 있습니다.

4 생태, 생명의 역사 및 진화

분류와 마찬가지로 속에 있는 대부분의 종의 생태학, 생활사 및 진화 측면시탕슈연구 초점을 피하고 모호하게 남아 있습니다. 대부분의 홀로파라이트와 마찬가지로 약초를 위해 중국 전역에서 대규모 상업적 재배가 이루어지고 있음에도 불구하고시탕슈재배가 어렵다는 인식 때문에 식물원 수집 및 보존 노력에서 소홀히 되었습니다(Thorogood & Carlos Santos,2020). 대부분의 종들이 없기 때문에시탕슈재배에서 그들의 자연사에 대해 거의 또는 전혀 알려지지 않았습니다.

숙주 전문화는 전기생성 오로반차과(Orobanchaceae)에서 확립된 진화적 힘입니다(Thorogood et al.,2008, 2009). 시탕슈여러 종, 특히 Amaranthaceae (Chenopodiaceae 포함) 및 Polygonaceae뿐만 아니라 Fabaceae, Zygophyllaceae, Tamaricaceae, Rosaceae, Nitrariaceae 및 Salvadoraceae (Ataei et al.,2020). 그럼에도 불구하고 식물표본관 표본의 관련 기주 데이터는 종종 없거나 신뢰할 수 없습니다. 또한, 혼합 식물 군집에서는 굴착 결과 숙주가 기생충 자체에서 몇 미터 떨어져 있을 수 있음이 밝혀졌기 때문에 신뢰할 수 있는 숙주 식별이 거의 불가능할 수 있습니다(Thorogood. CJ, pers. obs.). 요약하면, 숙주 특이성이 속의 종분화 동인인지 여부를 이해하기에는 데이터가 충분하지 않습니다.시탕슈, 그것은 가족의 다른 곳으로 확립되기 때문에 (Thorogood et al.,2008, 2009). 형태학, 생태학 및 계통 발생학을 조사하는 결합된 접근 방식은 속(genus)에서 밀접하게 관련된 종을 분리하기 위해 필요할 수 있습니다.시탕슈, 유사하게 어려운 속에 제안 된대로오로반체(Thorogood & Rumsey,2020).

5 잠재력치스탄슈글로벌 작물

세계 빈곤층의 74%가 토지 황폐화의 직접적인 영향을 받는 것으로 추정되며 2030년까지 '황폐화 중립' 행성을 달성해야 합니다(Mohieldin & Caballero,2015). 그러나 이러한 생태학적으로 취약한 지역에 살고 있는 10억 명 이상의 사람들을 어떻게 먹일 것인가는 여전히 중요한 글로벌 과제로 남아 있습니다(Balmford et al.,2002; Feng 등,2019). 안정적인 '쉼터 숲'의 번식은 세계적인 사막화 위기에 대한 가능한 해결책으로 제안되며 종종 saxaul과 같은 가뭄에 강한 작은 나무와 관목의 조림을 포함합니다.할록실론; 오를롭스키 & 번바움,2002) 및 위성류(타마릭스) 구체적으로 (Ning et al.,2021) - 둘 다 이상적인 숙주가 됩니다.시탕슈. 시탕슈 이미 중국의 신장, 닝샤, 간쑤, 내몽고 지방에서 부수 작물로 확립되었습니다(Song et al.,2021) 다른 곳에서 재배할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 전 세계적으로 무시되고 활용도가 낮은 작물일 수 있습니다(Xu et al.,2009). 먼지 폭풍의 영향을 완화하기 위해 최근 이란 남부에 위성류 및 기타 염생 수목과 관목이 심어졌습니다. 다음과 같이 제안되었습니다.C. 튜불로사, 이 나라의 광범위한 염생 식물에서 자라는 것으로 보고된 이 새로운 조림지에서 약용 작물로 재배될 수 있습니다(Salehi et al.,2019).

토지 황폐화를 막기 위해 '쉼터 숲'을 널리 조성하려면시탕슈재배는 (1) 전 세계적으로 상당한 경제적 가치가 있고 (2) 현지에서 식량과 약초를 위해 식물에 의존하는 지역 사회를 지원하는 활용도가 낮은 작물이 될 수 있습니다. 이것은 희귀한 야생 개체군에 대한 지속 불가능한 수확으로 인한 압력을 완화할 것입니다. 여러 종의 편입시탕슈이러한 체제에서는 기후를 기반으로 잠재적 목표 지역을 예측하는 모델링을 기반으로 실현 가능할 수 있습니다. 이들은 미국 남부와 현재 식물이 알려지지 않은 남미 남서부까지 확장될 수 있습니다(Wang et al.,2019). 과연, 재배시탕슈중국에서는 이제 매우 성공적입니다. 이제 공급이 현재 수요를 능가할 수도 있으며, 이는 상업적 규모 확장에 대한 큰 가능성을 약속합니다. 지금은 후보 종 식별을 위한 분류 체계를 개선하고 잠재적 이점을 정량화할 때입니다.시탕슈(기주 식물 포함) 심각한 사막화 지역에서 보조 작물로 사용됩니다.

6 맺음말

시탕슈특히 분류학 및 생활사의 관점에서 잘 이해되지 않는 기생 식물의 놀라운 속입니다. 과학에 알려진 20~30종 중 중국 이외의 지역에서 대규모로 상업적으로 재배되는 종은 하나도 없습니다. 점점 심각해지는 사막화 위기 속에서시탕슈관개나 비료의 형태로 개입이 거의 또는 전혀 필요하지 않고 식품 및 약초에 대한 기존 지역 요구 사항을 충족하는 보조 작물로 '쉼터 숲' 식생과 함께 재배될 수 있습니다. 우리는 속에 있는 숙주 식물의 분류 및 다양성에 대한 이해를 개선하기 위한 향후 작업을 제안합니다. 시탕슈토지 황폐화 및 지속 가능한 수확과 같은 긴급한 글로벌 문제를 해결하는 데 도움이 되는 후보 종의 식별을 지원할 것입니다.

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