Aplicación del código de barras de ADN (DNA Barcoding) para la identificación de especies vegetales de interés industrial
DOI:
https://doi.org/10.26461/20.06Palabras clave:
ADN, Plantas aromáticas, Plantas medicinales, ClasificaciónResumen
El mercado de productos botánicos se incrementa a nivel mundial debido a la preferencia de los consumidores por los productos naturales. Esto hace que sean blanco de adulteración, lo cual es más común y difícil de detectar en los derivados industrializados. Es crítico contar con procedimientos confiables que permitan su autentificación. En este estudio se aplicaron herramientas moleculares basadas en ADN para la generación de información genómica aplicada con el fin de clasificar muestras de hierbas aromáticas y medicinales. Se aplicó la estrategia del Código de Barras de ADN (DNA Barcoding) utilizando muestras de tejido fresco de identidad taxonómica conocida (referencias) y muestras industrializadas. Los resultados obtenidos indican que los marcadores rbcL y matK son amplificables con los cebadores utilizados, obteniéndose secuencias bidireccionales de alta calidad en el caso de tejido fresco en el 83% de los casos para rbcL y en el 63% de los casos para matK. En las muestras industrializadas los valores fueron de 50 y 35% respectivamente. La herramienta BOLD permitió la clasificación de la mayor parte de las muestras. Esta metodología es una herramienta útil y accesible que permite la clasificación en grupos, si bien su desempeño se ve acotado por la representación de las especies en las bases de datos.
Descargas
Citas
Boldsystems, 2019. Barcode of life data systems handbook. A web-based bioinformatics platform supporting the DNA barcoding of animal, plant, and fungal species [En línea].1er borrador. BOLD [Consulta: 22 de mayo de 2020]. Disponible en: http://www.boldsystems.org/libhtml_v3/static/BOLD4_Documentation_Draft1.pdf
Bruni, I., De Mattia, F., Galimberti, A., Galasso, G., Banfi, E., Casiraghi, M. y Labra, M., 2010. Identification of poisonous plants by DNA barcoding approach. En:International Journal of Legal Medicine, 124(6), pp.595-603. doi:10.1007/s00414-010-0447-3
CBOL Plant Working Group, 2009. A DNA barcode for land plants. En: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS),106(31), pp.12794-12797. doi:https://doi.org/10.1073/pnas.0905845106
Chen, S., Yao, H., Han, J., Liu, C., Song, J., Shi, L., Zhu, Y., Ma, X., Gao, T., Pang, X., Luo, K., Li, Y., Li, X., Jia, X., Lin, Y. y Leon, C., 2010. Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species. En:PLoS ONE, 5(1). doi:10.1371/journal.pone.0008613
Coutinho Moraes, D., Still, D., Lum, M. y Hirsch, A., 2015. DNA-based authentication of botanicals and plant-derived dietary supplements: where have we been and where are we going? En: Planta Med,(81), pp.687-695. doi:http://dx.doi.org/10.1055/s-0035-1545843
Davies, P., 2004. Estudios en domesticación y cultivo de especies medicinales y aromáticas nativas [En línea]. Montevideo: INIA. [Consulta: 4 de abril de 2008]. Disponible en:http://www.ainfo.inia.uy/digital/bitstream/item/2810/1/15630041107070839.pdf
De Mattia, F., Bruni, I., Galimberti, A., Cattaneo, F., Casiraghi, M. y Labra, M., 2011. A comparative study of different DNA barcoding markers for the identification of some members of Lamiacaea. En: Food Research International, 44(3), pp.693-702. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2010.12.032
EFSA Scientific Committee, 2009. Guidance on safety assessment of botanicals and botanical preparations intended for use as ingredients in food supplements. En: EFSA Journal, 7(9), 1249. doi:10.2093/j.efsa.2009.1249
Fazekas, A., Burgess, K., Kesanakurti, P., Graham, S., Newmaster, S., Husband, B. y Barrett, S., 2008. Multiple multilocus DNA barcodes from the plastid genome discriminate plant species equally well.En: PLoS One, 3(7), e2802. doi:10.1371/journal.pone.0002802
Fazekas, A., Kesanakurti, P., Burgess, K.S., Percy, D., Graham, S.W. y Barrett, S.C., 2009. Are plant species inherently harder to discriminate than animal species using DNA barcoding markers? En: Molecular Ecology resources, 9(suppl. 1), pp.130-139. doi:10.1111/j.1755-0998.2009.02652.x
Federici, S., Fontana, D., Galimberti, A., Bruni, I., de Mattia, F., Cortis, P. y Labra, M. 2015. A rapid diagnostic approach to identify poisonous plants using DNA barcoding data.En: Plant Biosystems, 149(3), pp.537-545. doi:https://doi.org/10.1080/11263504.2014.941031
Frigerio, J., Gorini, T., Galimberti, A., Bruni, I., Tommasi, N., Mezzasalma, V. y Labra, M., 2019b. DNA barcoding to trace medicinal and aromatic plants from the field to the food supplement. En: Journal of Applied Botany and Food Quality,(92), pp.33-38. doi:10.5073/JABFQ.2019.092.005
Galimberti, A., Labra, M., Sandionigi, A., Bruno, A., Mezzasalma, V. y De Mattia, F., 2014. DNA barcoding for minor crops and food traceability. En: Advances in Agriculture. doi:https://doi.org/10.1155/2014/831875
Gao, Z., Liu, Y., Wang, X., Wei, X., y Han, J., 2019. DNA mini-barcoding: a derived barcoding method for herbalmolecular identification. En: Frontiers in Plant Science, 10, pp.987. doi: 10.3389/fpls.2019.00987
Hebert, P., Cywinska, A., Ball, S. y deWaard, J., 2003. Biological identifications through DNA barcodes. En: Proceedings of the Royal Society B, (270), pp.313-321. doi:10.1098/rspb.2002.2218
Heubl, G., 2010. New aspects of DNA-based authentication of chinese medicinal plants by molecular biological techniques. En: Planta Medica, 76(17), pp.1963-1974. doi:10.1055/s-0030-1250519
Hollingsworth, P., Graham, S. y Little, D., 2011. Choosing and using a plant DNA barcode. En:PLoS One, 6(5), e19254. doi:10.1371/journal.pone.0019254
Ichim, M., 2019. The DNA-based authentication of commercial herbal products reveals their globally widespread adulteration. En: Frontiers in Pharmacology, 10. doi: 10.3389/fphar.2019.01227
Joshi, K.C., 2004. Molecular markers in herbal drug technology. En: Current Science, 87, pp.159-165.
Kearse, M., Moir, R., Wilson, A., Stones-Havas, S., Cheung, M., Sturrock, S. y Drummond, A., 2012. Geneious basic: an integrated and extendable desktop software platform for the organization and analysis of sequence data. En: Bioinformatics, 28(12), pp.1647-1649.
Kool, A., de Boer, H., Krüger, A., Rydberg, A., Abbad, A., Björk, L. y Martin, G., 2012. Molecular Identification of Commercialized Medicinal Plants in Southern Morocco. En: PLoS One, 7(6). doi:10.1371/journal.pone.0039459
Kress, W., 2017. Plant DNA barcodes: applications today and in the future. En: Journal of Systematics and Evolution, 55(4), pp.291-307. doi:10.1111/jse.12254
Kress, W. y Erickson, D., 2007. A two-locus global DNA barcode for land plants: the coding rbcL gene complements the non-coding trnH-psbA spacer region. En: PLoS ONE, 2(6), e508. doi:10.1371/journal.pone.0000508
Liu, M., W., L.X., Liao, B.L., L. y Ren, Y., 2019. Species identification of poisonous medicinal plant using DNA barcoding. En: Chinese Journal of Natural Medicines, 17(8), pp.0585-0590.
Lu, Z., Thompson, C., Chua, T., Babajanian, S., Zhang, Y., Gao, Q., Chang, P. y Swanson, G., 2019. Single-laboratory validation of a two-tiered DNA Barcoding method for raw botanical identification. En: Journal of AOAC International, 102(5), pp.1435-1447. doi:https://doi.org/10.5740/jaoacint.18-0130
Mondal, S., Shit, S. y Kundu, S., 2013. A comparative computational study of the rbcL genein plants and in the three prokaryotics families-Archae, cyanobacteria and proteobacteria. En: Indian Journal of Biotechnology, 12, pp.58-66.
Newmaster, S., Fazekas, A.J., Steeves, A. y Janovec, J., 2007. Testing candidate plant barcode regions in the Myristicaceae. En: Molecular Ecology Notes, 8(3), pp.480-90 doi: 10.1111/j.1471-8286.2007.02002.x
Newmaster, S., Grguric, M., Shanmughanandhan, D., Ramalingam, S. y Ragupathy, S., 2013. DNA barcoding detects contamination and substitution in North American herbal products. En: BMC Medicine, 11, 222. https://doi.org/10.1186/1741-7015-11-222
Nikam, P., Kareparamban, J. y Jadhav, A., 2012. Future trends in standardization of herbal drugs. En: Journal of Applied Pharmaceutical Science, 2(6), pp.38-44.
Opara, L., 2003. Traceability in agriculture and food supply chain: a review of basic concepts, technological implications, and future prospects. En: Food, Agriculture & Environment, 1(1), pp.101-106.
Persistence Market Research, 2017. Global market study on botanical supplements: drugs application segment to hold maximum value share during 2017 - 2025 [En línea].[Consulta: 3 de abril de 2020].Disponible en: https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/botanical-supplements-market.asp
Ratnasingham, S. y Hebert, P., 2007. Bold: the barcode of life data system (http://www.barcodinglife.org). En: Molecular Ecology Notes, 7(3),pp.355-364. doi:0.1111/j.1471-8286.2007.01678.x
Ratnasingham, S. y Hebert, P., 2011. BOLD’s role in barcode data management and analysis: a response. En:Molecular Ecology Notes, (11), pp.941-942. doi:10.1111/j.1755-0998.2011.03067.x
Schilter, B., Andersson, C., Anton, R., Constable, A., Kleiner, J., O’Brien, J., Renwick, A.G., Korver, O., Smith, F. yWalker, R., 2003. Guidance for the safety assessment of botanicals and botanical preparations for use in food and food supplements. En: Food and Chemical Toxicology, 41, pp.1625-1649. doi:doi:10.1016/S0278-6915(03)00221-7
Stallman, J., Funk, V., Price, J. y Knoppe, M., 2019. DNA barcodes fail to accurately differentiate species in Hawaiian plant lineages. En: Botanical Journal of the Linnean Society, (190), pp.374-388.
Stoeckle, M., Gamble, C., Kirpekar, R., Young, G., Ahmed, S. y Little, D., 2011. Commercial teas highlight plant DNA barcode identification successes and obstacles. En: Scientific Reports, 1, 42. doi:https://doi.org/10.1038/srep00042
Taberlet, P., Coissac, E., Pompanon, F., Gielly, L., Miquel, C., Valentini, A., Vermat, T., Corthier, G., Brochmann, Ch. y Willerslev, E., 2007. Power and limitations of the chloroplast trn L (UAA) intron for plant DNA barcoding. En: Nucleic Acids Research, 35(3), e14. doi:https://doi.org/10.1093/nar/gkl938
Theodoridis, S., Stefanaki, A., Tezcan, M., Aki, C., Kokkini, S. y Vlachonasios, K., 2012. DNA barcoding in native plants of the Labiatae (Lamiaceae) family from Chios Island (Greece) and the adjacent Çeşme‐Karaburun Peninsula (Turkey). En: Molecular Ecology Resources, 12(4),pp.620-633. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2012.03129.x
Vassou, S., Kusuma, G. y Parani, M., 2015. DNA barcoding for species identification from dried and powdered plant parts: A case study with authentication of the raw drug market samples of Sida cordifolia. En: Gene,(559), pp.86-93. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.gene.2015.01.025
Veldman, S., Jua, Y., Otienob, J., Abihudib, S., Posthouwerd, C., Gravendeeld, B., van Andeld, T.R. y de Boer, H., 2020. DNA barcoding augments conventional methods for identification of medicinal plant species traded at Tanzanian markets. En: Journal of Ethnopharmacology,250, 112495. doi:https://doi.org/10.1016/j.jep.2019.112495
Vijayan, K. y Tsou, C., 2010. DNA barcoding in plants: taxonomy in a new perspective. En: Current Science, 99(11), pp.1530-1541.
World Health Organization, 1999. WHO monographs on selected medicinal plants. Vol. 1. Ginebra: WHO.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:
Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.
Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.
Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.
Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.
El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital.
Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.
Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.
