天然着色料の分析と生物学的活性。オプンティア種の生物多様性を探索するための分子マーカーとの関連付け

Natural colourants analysis and biological activities. Association to molecular markers to explore the biodiversity of Opuntia species.

• Nidhal Salem
• Myriam Lamine
• Bilel Damergi
• Fatma Ezahra
• Nedia Feres
• Selim Jallouli
• Majdi Hammami
• Saber Khammassi
• Sawsen Selmi
• Salem Elkahoui
• Ferid Limam
• Olfa Tabben

抄録

はじめに:

合成着色剤は様々なアレルギーの対象となる。その結果、植物由来の添加剤の使用が有望であることが証明されました。

INTRODUCTION: Synthetic colourants are subject to various allergies. As a result, the use of plant-based additives has proved promising.

目的:

このような観点から、私たちの目的は食用サボテンから天然の着色剤を調査することでした。オパンティア種の個体群を単一系列リピート（SSR）フィンガープリントし、ベタレインとフェノール化合物の分析、およびそれらの生物学的潜在能力の評価も特徴づけた。

OBJECTIVE: It is in this perspective that our objective was undertaken to investigate natural colourants from edible cactus. Opuntia species populations were single-sequence repeat (SSR) fingerprinted, the analysis of betalains and phenolic compounds and the evaluation of their biological potentials were also characterised.

結果:

ベタレインとフェノール類の光定量は，オプランティア種間で種間変動が見られた。ベタレイン（ベタキサンチン：843.67，ベタシアニン：1400 mg/100 g乾燥重量（DW）））とポリフェノールの含有量は，オプンティア種で最も高かった。逆相高速液体クロマトグラフィー（RP-HPLC）分析の結果，個々のフェノール類のプロファイルのばらつきは，種間要因や遺伝的要因の影響を受けていることがわかった。イソラムネチン-O-(di-deoxyhexosyl-hexoside)が主要化合物であり，その含有量はオプランティア種によって異なるが，O. humifusaではカテコールが1.88μg/g DWで主要なフェノール化合物であった。サボテンについては，オプランティアの着色剤は強力な抗ラジカル活性を有していた（1μg/mLまでの半最大阻害濃度（IC））。また，グラム陽性およびグラム陰性菌株に対しても有効であった（最大27 mmの阻害領域）。また，SSRマーカーに基づいたOpuntiaの遺伝子型内での高い遺伝的多様性が明らかになった。また，天然色素と抗菌性プロファイルに基づくUPGMA（算術平均を用いた非重み付きペアグループ法）デンドログラムとPCoA（主座標分析）により，有意な変異が認められた。相関法により、遺伝マーカー、色素、およびそれらの生物学的活性の間には、おそらく代謝的な関係があることが証明された。

RESULTS: Photometric quantification of betalains and phenols showed an interspecific variation across Opuntia species. Opuntia ficus indica fruits showed the highest betalain [betaxanthins; 843.67 and betacyanins; 1400 mg/100 g dry weight (DW)] and polyphenol contents. Reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) analysis showed that the variation of individual phenols profile was influenced by interspecific and genetic factors. Isorhamnetin-O-(di-deoxyhexosyl-hexoside) was the major compound and its content varied according to Opuntia species, while catechol was the predominant phenolic compound in O. humifusa with 1.88 μg/g DW. Concerning cactus species, Opuntia colourants exhibited a potent antiradical activity [half maximal inhibitory concentration (IC ) up to 1 μg/mL]. Opuntia species were effective against Gram-positive and Gram-negative bacterial strains [inhibition zone (IZ) up to 27 mm]. A high genetic diversity within Opuntia genotypes based on SSR markers was revealed. UPGMA (unweighted pair group method with arithmetic mean) dendrogram and PCoA (principal coordinate analysis) based on natural pigments and antimicrobial profiles indicated significant variation. The correlation approach proved the presence of a probably metabolic relationship between genetic markers, pigments and their biological activities.

結論:

本研究では，オプランティアの代謝プロファイル解析と分子的アプローチの関連性を明らかにすることで，オプランティアの遺伝的保全のための種間関係を追跡することが可能となった。

CONCLUSION: A possible association between molecular approach and metabolic profile analysis of Opuntia allows tracing the relationship among species for its genetic conservation.

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