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Publicação
DNA-Based Methodologies for the Authentication of Eleutherococcus senticosus and Rhodiola rosea
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Resumo(s)
Eleutherococcus senticosus, commonly known as Siberian ginseng, is an adaptogenic plant widely used in traditional Chinese and Russian medicine, recognized for its effects on physical endurance, cognitive performance, and immune modulation. Its growing use in the herbal, nutraceutical, and pharmaceutical industries has increased the demand for reliable methods to ensure the authenticity of commercial products. Similarly, Rhodiola rosea, a high-value medicinal species native to mountainous regions of Europe and Asia,
is frequently used to reduce fatigue and enhance mental performance. Both species face significant risks of adulteration and substitution, especially when marketed in processed forms that hinder morphological identification. Therefore, this study aimed to develop molecular tools for the authentication of E. senticosus and R. rosea in commercial herbal products.
Species- and genus-specific primers targeting barcode regions were designed andevaluated, including genus-specific primers coupled with real-time PCR and high-resolution melting (HRM) analysis. For R. rosea, the tested approaches were unable to reliably discriminate the species, as samples originating from botanical gardens clustered separately. Further investigation is required to determine whether these results reflect intraspecific genetic variation or sample misidentification.
For E. senticosus, the primers designed for the species-specific amplification revealed to amplify also other Eleutherococus species. However, the primers proved to be specific for Eleutherococcus genus, without presenting cross-reactivity with other medicinal plants used for similar therapeutic purposes, and were therefore evaluated by real-time PCR coupled with HRM analysis. The primer set EleuFDS-F/EleuFDS-R, targeting the farnesyl diphosphate synthase gene, provided the highest discriminatory power, allowing the differentiation of E. senticosus from E. leucorrhizus, E. lasiogyne, E. henryi, and E. divaricatus. Subsequent application of the developed methodology to 12 commercial samples, including herbal products and food supplements labeled as being Siberian ginseng, was only able to authenticate two samples.
Overall, this study aimed to provide accurate and accessible techniques to improve quality control, traceability, and safety in the use of medicinal plant species, suggesting a high level of adulteration among Siberian ginseng products.
Eleutherococcus senticosus, conhecido como ginseng-siberiano, é uma planta adaptogénica amplamente utilizada na medicina tradicional chinesa e russa, reconhecida por seus efeitos sobre a resistência física, função cognitiva e modulação do sistema imunitário. Sua crescente aplicação nas indústrias de fitoterápicos, suplementos alimentares e produtos farmacêuticos tem intensificado a necessidade de métodos confiáveis para garantir a autenticidade dos produtos comerciais. De forma semelhante, Rhodiola rosea, também de grande valor medicinal, é uma espécie adaptogénica nativa de regiões montanhosas da Europa e Ásia, frequentemente utilizada para combater a fadiga e melhorar o desempenho mental. Ambas as espécies enfrentam riscos significativos de adulteração e substituição, especialmente quando comercializadas em formas processadas que dificultam a identificação morfológica. Este trabalho tem como objetivo desenvolver ferramentas baseadas em biologia molecular para a autenticação de Eleutherococcus senticosus e Rhodiola rosea, em produtos à base de plantas medicinais e suplementos alimentares. Foram desenhados e avaliados primers específicos de espécie e de género direcionados para regiões barcode, incluindo primers específicos de género acoplados à PCR em tempo real com análise de melting de alta resolução (HRM). No caso de R. rosea, as abordagens testadas não permitiram discriminar a espécie de forma fiável, uma vez que amostras provenientes de jardins botânicos se agruparam em clusters distintos. São necessários estudos adicionais para determinar se estes resultados se devem a variação genética intraespecífica ou a uma possível identificação incorreta das amostras. Relativamente a E. senticosus, os primers desenhados para amplificação específica da espécie revelaram também amplificar outras espécies de Eleutherococcus. No entanto, os primers demonstraram ser específicos para o género Eleutherococcus, não apresentando reatividade cruzada com outras plantas medicinais utilizadas para fins terapêuticos semelhantes, tendo sido, por isso, avaliados por PCR em tempo real acoplada à análise HRM. O conjunto de primers EleuFDS-F/EleuFDS-R, com alvono gene da farnesil difosfato sintase, apresentou o maior poder discriminatório, permitindo a diferenciação de E. senticosus de E. leucorrhizus, E. lasiogyne, E. henryi e E. divaricatus. A aplicação subsequente da metodologia desenvolvida a 12 amostras comerciais, incluindo produtos à base de plantas e suplementos alimentares rotulados como ginseng-siberiano, permitiu autenticar apenas duas amostras. De forma geral, este estudo teve como objetivo disponibilizar técnicas precisas e acessíveis para melhorar o controlo de qualidade, a rastreabilidade e a segurança na utilização de espécies de plantas medicinais, sugerindo um elevado nível de adulteração entre os produtos comerciais de ginseng-siberiano.
Eleutherococcus senticosus, conhecido como ginseng-siberiano, é uma planta adaptogénica amplamente utilizada na medicina tradicional chinesa e russa, reconhecida por seus efeitos sobre a resistência física, função cognitiva e modulação do sistema imunitário. Sua crescente aplicação nas indústrias de fitoterápicos, suplementos alimentares e produtos farmacêuticos tem intensificado a necessidade de métodos confiáveis para garantir a autenticidade dos produtos comerciais. De forma semelhante, Rhodiola rosea, também de grande valor medicinal, é uma espécie adaptogénica nativa de regiões montanhosas da Europa e Ásia, frequentemente utilizada para combater a fadiga e melhorar o desempenho mental. Ambas as espécies enfrentam riscos significativos de adulteração e substituição, especialmente quando comercializadas em formas processadas que dificultam a identificação morfológica. Este trabalho tem como objetivo desenvolver ferramentas baseadas em biologia molecular para a autenticação de Eleutherococcus senticosus e Rhodiola rosea, em produtos à base de plantas medicinais e suplementos alimentares. Foram desenhados e avaliados primers específicos de espécie e de género direcionados para regiões barcode, incluindo primers específicos de género acoplados à PCR em tempo real com análise de melting de alta resolução (HRM). No caso de R. rosea, as abordagens testadas não permitiram discriminar a espécie de forma fiável, uma vez que amostras provenientes de jardins botânicos se agruparam em clusters distintos. São necessários estudos adicionais para determinar se estes resultados se devem a variação genética intraespecífica ou a uma possível identificação incorreta das amostras. Relativamente a E. senticosus, os primers desenhados para amplificação específica da espécie revelaram também amplificar outras espécies de Eleutherococcus. No entanto, os primers demonstraram ser específicos para o género Eleutherococcus, não apresentando reatividade cruzada com outras plantas medicinais utilizadas para fins terapêuticos semelhantes, tendo sido, por isso, avaliados por PCR em tempo real acoplada à análise HRM. O conjunto de primers EleuFDS-F/EleuFDS-R, com alvono gene da farnesil difosfato sintase, apresentou o maior poder discriminatório, permitindo a diferenciação de E. senticosus de E. leucorrhizus, E. lasiogyne, E. henryi e E. divaricatus. A aplicação subsequente da metodologia desenvolvida a 12 amostras comerciais, incluindo produtos à base de plantas e suplementos alimentares rotulados como ginseng-siberiano, permitiu autenticar apenas duas amostras. De forma geral, este estudo teve como objetivo disponibilizar técnicas precisas e acessíveis para melhorar o controlo de qualidade, a rastreabilidade e a segurança na utilização de espécies de plantas medicinais, sugerindo um elevado nível de adulteração entre os produtos comerciais de ginseng-siberiano.
Descrição
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Palavras-chave
Siberian ginseng Golden root Medicinal plant adulteration Real-time PCR HRM