Affirmation of dna barcoding as a powerful tool in cataloguing medicinal and aromatic plants in mediterranean forests
Authors: Λαΐου Αγγελική 
Published: January 2022

Από την προϊστορική εποχή, ο άνθρωπος χρησιμοποιεί τα φυτά ως φάρμακα ενώ τα τελευταία χρόνια τα φαρμακευτικά και αρωματικά φυτά (MAPs) που συλλέγονται φυσικά από το περιβάλλον διακατέχουν πρωταγωνιστικό ρόλο. Τα ΦΑΦ (MAPs - medicinal and aromatic plants) Φαρμακευτικά και Αρωματικά Φυτά κατέχουν πρωταγωνιστικό ρόλο στη σύγχρονη θεραπευτική αποτελώντας παράλληλα έναν σημαντικό οικονομικό πόρο. Κατά συνέπεια, τα ΦΑΦ αποτελούν ιδανική περίπτωση για την ανάπτυξη της γενετικής μεθόδου κωδικοποίησης DNA. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, περισσότερα από 100 δείγματα συλλέχθηκαν από διαφορετικές βιογεωγραφικές περιοχές της Ιταλίας και της Ελλάδας (για κάθε είδος, τρεις προελεύσεις δειγμάτων από την Ιταλία και μία από την Ελλάδα) συμπεριλαμβανομένων επίσης ορισμένων εκπροσώπων ειδών από άλλες χώρες για γενετική σύγκριση. Ως εκ τούτου, συλλεχθηκαν και αναλύθηκαν 38 φαρμακευτικά και αρωματικά φυτικά είδη, που προέρχονται από 22 γένη, με συνολικό αριθμό 30 διαφορετικών προελεύσεων που ανήκουν σε 17 οικογένειες φυτών. Χρησιμοποιήθηκε "πυρήνας barcode" για τα φυτά της ξηράς rbcL και matK, ενώ δοκιμάστηκε ο trnH-psbA ως πρόσθετος δείκτης.Ο RbcL παρουσίασε 100% επιτυχία πολλαπλασιασμού, ακολουθούμενος από τον trnH-psbA 98%, ενώ ο matK δεν ήταν σε θέση να πολλαπλασιάσει ορισμένες συγκεκριμένες ομάδες φυτών (συνολική επιτυχία ενίσχυσης 91). Η επιτυχία διάκρισης των ειδών επιχειρήθηκε με τη χρήση διαδοχικών αλληλουχιών με τη χρήση Blastclust, την παρουσία του barcoding-gap (μη διορθωμένες p-αποστάσεις), εξετάστηκε η μονοφιλία των ειδών μέσω της απεικόνισης του δενδρογράμματος RAxML ελέγχοντας τις γενετικές αποστάσεις των ειδών ενώ τέλος λήφθηκε υπόψη η διάκριση των ειδών μέσω της αξιολόγησης του GenBank. Οι παραπάνω προσεγγίσεις αποδίδουν παρόμοια αποτελέσματα σε επίπεδο διακρίσεων των ειδών χρησιμοποιώντας όλους τους συνδυασμένους δείκτες. Η περιοχή trnH-psbA συγκέντρωσε τις υψηλότερες τιμές γενετικής μεταβλητότητας. Ωστόσο, αυτή η απόκλιση δεν επέτρεψε αξιόπιστη ευθυγράμμιση όλων των αλληλουχιών και, κατά συνέπεια, συνέβαλε στην απουσία του barcoding gap. Όσον αφορά τα αποτελέσματα που ανακτήθηκαν από τις καταχωρήσεις των αλληλουχιών στην πλατφόρμα Genbank, το χαμηλότερο ποσοστό μοριακών δεδομένων ανακτήθηκε από την MatK (το 37% των ειδών στη GenBank), ακόμη και αν θεωρείται ένας από τους πιο διαδεδομένους και προτεινόμενους βασικούς κώδικες με τη μεγαλύτερη διακριτική ισχύ. Η πλειονότητα των δεδομένων που καταχωρήθηκαν για την περιοχή trnH-psbA (65% των ειδών στη GenBank) αποδείχθηκε ικανοποιητική με αρκετά καλή κάλυψη, τονίζοντας ότι αυτός ο δείκτης, συνίσταται ως η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη πλαστιδική περιοχή. Γενικά, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη διατήρηση της βιοποικιλότητας των φαρμακευτικών και αρωματικών φυτών, μέσω της ανάπτυξης μίας πλήρους, ολοκληρωμένης βάσης δεδομένων DNA. Ένας σημαντικός περιορισμός για την ανάπτυξη της μεθόδου του DNA barcoding σε πιθανούς δυνητικούς χρήστες συσχετίζεται άμεσα με την ελλιπή λίστα αναφοράς της βάσης δεδομένων, καθώς και η άμεση ανάπτυξη περισσότερο εξελιγμένων μεθόδων ομοιότητας με μικρότερη πιθανότητα σφαλμάτων. Επιπλέον, η χρήση τέταρτου δείκτη θα μπορούσε να είναι αναγκαία για την απόκτηση επαρκούς κάλυψης αναγνώρισης και διαχωρισμού των ειδών. Εν κατακλείδι, η παρούσα διδακτορική διατριβή υπογραμμίζει τη χρησιμότητα του DNA barcode ως ένα ελπιδοφόρο εργαλείο για την παροχή πρακτικής και τυποποιημένης αναγνώρισης των φαρμακευτικών και αρωματικών φυτών συμβάλλοντας έτσι στη διατήρηση και τον έλεγχο του εμπορίου αυτών των πολύτιμων φυτικών πόρων.