Étude sur la plante médicinale Luo Han Guo

Siraitia grosvenorii (Swingle) C. Jef-frey ex Lu et Z. Y. Zhang is the dried fruit of a dioecious, dioecious perennial vine in the family Cucurbitaceae. It is cool in nature, sweet in taste, and enters the lung meridian. It has the effects of clearing away heat from the lungs, moistening the lungs, relieving sore throat and improving voice, and lubricating the intestines to promote bowel movement. It is used to treat cough due to lung heat, sore throat with loss of voice, and constipation due to dryness in the intestines [1]. As a precious medicinal and sweetening plant unique to China, Luo Han Guo is mainly produced in Yongfu, Lingui and Longsheng, etc., in Guangxi. The fruit of Luo Han Guo contains a variety of sweet glycosides, among which Mogroside c is one of the strongest non-sugar sweeteners in the world, about 300 times sweeter than sucrose. It is widely used in foods, health products and medicines, and is an ideal sugar substitute for diabetics, obese people and hypertensive patients [2]. This paper reviews the taxonomic status, geographical distribution, main cultivated varieties, breeding and cultivation techniques, chemical composition, pharmacological effects and molecular biology research of Luo Han Guo, with a view to providing a reference for further in-depth research, development and utilization of Luo Han Guo.

1 statut taxonomique de Siraitia grosvenori

En ce qui concerne la taxonomie de Siraitia grosvenori, Merrill a d’abord établi un nouveau genre (Siraitia) en 1934 avec S. silomaradjae comme espèce type, mais il n’a pas été reconnu. En 1941, le Swingle américain a classé Luo Han Guo comme une espèce du genre Momordica de la famille des Cucurbitaceae après l’avoir identifié sur la base du spécimen Tan Yinghua n ° 1 (recueilli dans le comté de Yongfu, Guangxi). En 1979, après avoir étudié ce spécimen, le botaniste britannique Jeffrey a conclu que Luo Han Guo n’appartenait pas au genre Momordica mais au genre Thladiantha. À cet égard, de nombreux chercheurs chinois sont sceptiques [3]. En 1997, Zhuang Weijian et al. [4] ont finalement déterminé que le nombre chromosomique de Luo Han Guo est x = 14, alors que celui du genre Tribulus est x = 9, et celui du genre Momordica est x = 11 ou 14. De plus, la morphologie pollaire de Luo Han Guo est très différente de celle de Tribulus terrestris, et est plus similaire à celle de Momordica charantia et Tribulus terrestris, à l’exception de la taille du pollen et de la taille des mailles [5].

En 1980, pendant Jeffrey&#Lors de leur visite en Chine pour examiner des spécimens, Lu Anmin et al. de l’institut de botanique de l’académie chinoise des Sciences [6] ont conclu que les anthères mâles du groupe des fruits Lohan étaient inflexées ou arquées, et que les graines étaient significativement plus grosses, ce qui était clairement différent du genre Momordica. Ils ont également conclu qu’il ne pouvait pas être placé dans le genre Momordica parce que ces plantes n’avaient pas de bractées sur les tiges des fleurs femelles et mâles, les étamines ne sont pas trois mais cinq, et la peau du fruit est lisse et exempte de projections tubéreuses. Par conséquent, il a été proposé de séparer Siraitia et d’établir un nouveau genre. Par la suite, Jeffrey a utilisé le nom de genre Siraitia proposé par Merrill dans son article "East Asian Cucurbitaceae" et a transféré toutes les espèces de Siraitia au genre Siraitia. Actuellement, la taxonomie botanique accepte généralement la prétention taxonomique de Jeffrey et Lu Anmin et al. [6] en 1984, que le nom scientifique de Siraitia grosvenorii (Swingle) C. Jeffrey ex Lu et Z. Y. Zhang est Siraitia grosvenorii (Swingle) C. Jeffrey ex Lu et Z. Y. Zhang, et qu’il s’agit d’une plante du genre Siraitia de la famille des Cucurbitaceae. Cependant, dans la littérature ancienne, Siraitia grosvenorii est encore parfois écrit comme Thladi-antha ou Momordica grosvenorii.

2. Distribution de Siraitia grosvenorii

Les ressources de Siraitia grosvenorii sont principalement réparties dans certaines régions montagneuses des provinces (régions) du Guangxi, du Guangdong, du Hunan, du Guizhou, du Hainan et du Jiangxi en Chine. Ces régions ont un climat tropical et subtropical humide, avec une altitude de 250 à 1 400 m, un est de 106,5 ° -115,0 °, et une latitude nord de 21,0 ° -24,5 °.  Cependant, sa distribution n’est pas même. Parmi eux, les comtés de Yongfu et de Lingui dans le Guangxi sont les centres de culture du Luo Han Guo [7]. Luo Han Guo est largement distribué dans le Guangxi, du comté de Zhaoping dans la ville de Hezhou à l’est, du comté de Pubei dans la ville de Qinzhou au sud, du comté de Lingyun dans la ville de Baise à l’ouest, et du comté de Lingui dans la ville de Guilin dans le nord. Parmi elles, la montagne de Dayao, dans le comté autonome de Jinxiu Yao, a la distribution la plus concentrée [8].

3 principales variétés cultivées de Luohanguo

Les principales variétés cultivées de Luohanguo sont Qingpiguo, Dongguanguo, Lajianguo, Changtan Guo, Hongmaoguo et Chashanguo. En raison des graves dommages causés par les maladies virales, les maladies des nématodes des racines, le flétrissement bactérien et les mouches des fruits, etc., et l’utilisation de la culture tissulaire pour la propagation des plantules peut atteindre le but de la propagation rapide et la purification de bonnes variétés, de sorte que ces dernières années, les plantules de culture tissulaire de variétés telles que Bolin et Qingpi ont été largement promues dans les zones de production de Luo Han Guo. Parmi eux, Bolin n ° 3 est une nouvelle souche de Luo Han Guo qui a été sélectionné avec succès parmi Bolin n ° 2 fruit à peau verte. Après la désinfection des pousses apicales et la propagation rapide, la culture directionnelle et la purification et le rajeunissement, il a été cultivé avec succès en 2003.

It has excellent characteristics such as wide adaptability, well-developed roots, vigorous growth, drought and fertilizer tolerance, concentrated flowering, early fruiting and high yield, low pest and disease damage, few physiological fruit cracks, high rate of medium and large fruits, good quality, and stable seed characteristics [9]. Yongqing No. 1 is a female clonal variety that was produced by crossing a winter melon fruit as the male parent with a Longjiang green-skinned fruit as the female parent, followed by two years of single plant selection and tissue culture breeding. The fruits of this variety are long and oval, with a large fruit rate of up to 73.48% with an average single fruit weight of 100 g. The content of sweetener V, total fruit glycoside, total sugar, water extract and vitamin C is as high as 1.03%, 8.84%, 17.40%, 37.90% and 3.02 mg/g, respectively. It has good yield and strong stress resistance, with up to

165 000 par hectare [10].

4 techniques de Propagation et de culture du Luohanguo

Les principales techniques traditionnelles de propagation du Luohanguo sont la propagation des semences, la propagation des tubercules, la propagation par couches, la propagation par boutures et la propagation par greffage. Compte tenu de la grave situation actuelle en matière de maladies virales, de nématodes des racines et d’infestations de mouches des fruits dans les zones de production, ainsi que des conséquences néfastes des schémas de plantation traditionnels, tels que la déforestation des forêts de montagne au détriment de l’environnement, entraînant l’érosion des sols, la dégradation des habitats, etc., d’une part, les techniques traditionnelles de propagation ont été modifiées, Et des progrès significatifs ont été réalisés dans la recherche expérimentale utilisant la culture tissulaire pour obtenir des plants exempts de virus [11,12]. Parmi eux, le jardin botanique médicinal du Guangxi, l’institut de botanique du Guangxi et la Guilin High-tech Zone Berlin Biotechnology Co., Ltd. ont été engagés dans la sélection, la sélection et la propagation rapide d’excellentes souches de Luohanguo au cours des dernières années, ce qui a amélioré la résistance au stress du Luohanguo dans une certaine mesure et a atteint l’objectif d’augmenter la production et d’améliorer la qualité. À l’heure actuelle, les semis de culture tissulaire de variétés telles que Qingpi Fruit et Bolin ont été largement encouragés dans les zones de production; D’autre part, il y a eu de nombreuses discussions et tentatives pour transformer la méthode traditionnelle de plantation en colline du Luohanguo en une méthode de culture en plaine [13].

5 composition chimique de Luohanguo

5.1 triterpénoïdes de Cucurbitane et leurs glycosides

At present, the main triterpenoid and its glycosides isolated and identified from the fruit of Luohanguo are: Simonoside I, Mogroside II E, Mogroside III, Mogroside III E, Mogroside IV, Mogroside V, 11-oxo-Mogroside V [14], Mogroside ⅣA and Mogroside ⅡA1 [15], Luohanguo digolyl benzoate [16], and Luohanguo neoglycoside [17]. The above components are the main sweet components of Luohanguo, accounting for 3.755% to 3.858% of the dried fruit content. Among them, Mogroside V is the main sweetening component, while Simonoside I is the sweetest component of the cucurbitane triterpene glycosides. When its content is 0.01%, the sweetness of the two is 256 to 344 times and 563 times that of a 5% sucrose aqueous solution, respectively. In addition, Luo Han Guo acid A and Luo Han Guo acid B [18] and Luo Han Guo acid E [19] have been isolated and identified from the root of Luo Han Guo.

5.2 protéines et acides aminés

Xu Weikun et al. [20] ont constaté que la teneur en protéines des fruits séchés du Luo Han Guo était de 7,1% à 7,8%. Dans son hydrolysat, à l’exception du tryptophane, qui n’a pas été détecté, tous les 18 acides aminés sont présents, dont 8 acides aminés essentiels pour le corps humain. La teneur la plus élevée est l’acide glutamique et l’acide aspartique, ce qui montre que Luo Han Guo a une certaine valeur nutritive.

5.3 flavonoïdes

Si Jianyong et al. [21] isolated two flavonoid glycoside components from fresh Luo Han Guo aqueous extract: kaempferol-3,7-α-L-dirhamnoside and kaempferol-3-O-α-L-rhamnoside-7-O-[β-D-glucopyranosyl-(1-2)-O-L-rhamnoside]. Chen Quanbin et al. [22] isolated and identified kaempferol-3,7-O-α-L-dirhamnoside and quercetin-3-O-β-D-glucose-7-O-α-L-rhamnoside from the leaves of Luo Han Guo, with kaempferol and quercetin as the aglycones. Liao Riquan et al. [23] isolated and identified luohangol benzoate, bis[5-formylfurfuryl] ether, 5-hydroxymethyl furfuroic acid, succinic acid, magnolol, kaempferol, kaempferol-3,7-0-a-L-dirhamnoside, of which bis[5-formylfurfuryl] ether, 5-hydroxymethyl furfural and magnolol were isolated from Luo Han Guo for the first time.

5.4 autres ingrédients

The fresh fruit of Luo Han Guo contains D-mannitol[24]; Le fruit mûr contient 26 éléments inorganiques (dont 16 sont essentiels au corps humain) [25] et une grande quantité de glucose et de fructose [26]; L’huile de graines est riche en acides gras insaturés [27].

6 effets pharmacologiques de Luo Han Guo

6.1 effets expectorants et antitoux

Luo Han Guo Mogroside V can increase the secretion of phenol red in the trachea of mice, promote the movement of mucus in the esophagus of frogs, and inhibit ammonia-induced coughing in mice. However, it has no significant effect on guinea pig asthma induced by citric acid, indicating that Luo Han Guo sweet glycosides have expectorant and antitussive effects [28].

6.2 effet antibactérien

Su Huanqun et al. [29] ont constaté par turbidimétrie queLuo Han Guo extraitcan significantly limit the growth and acid production ability of Streptococcus mutans, thereby inhibiting its cariogenic effect. The inhibition rates of the ethanol extract of the leaves and stems of Luo Han Guo (50.0 mg/mL) on Pseudomonas aeruginosa were 90.9% and 76.7%, respectively. In addition, the inhibition rate of the above stem extract on Escherichia coli was also as high as 70.2% [30].

6.3 fonction immunitaire

Le glycoside sucré de Luo Han Guo n’a aucun effet significatif sur la fonction immunitaire des souris normales, mais peut améliorer de manière significative la fonction phagocytaire des macrophages et l’effet prolifératif des lymphocytes T chez les souris immunodéprimées du cyclophosphamide (CTX) [31]. L’extrait d’eau de Luo Han Guo peut améliorer les fonctions immunitaires humorales et cellulaires des rats normaux et améliorer la fonction immunitaire non spécifique des souris [29].

6.4 effet anticancéreux

Des tests In vitro sur des souris avec l’extrait de Luo Han Guo ont révélé que l’effet anticancéreux du Luo Han Guo sweetin V est comparable ou plus fort que celui du stévioside [32].

6.5 effet antioxydant

Monk fruit extract can effectively remove free radicals, inhibit the oxidation and hemolysis of red blood cells, and the production of malondialdehyde (MDA), indicating that it has antioxidant activity, and monk fruit glycosides are the main antioxidant active ingredients [33].

7 recherche en biologie moléculaire sur le fruit des moines

Les premières recherches en biologie moléculaire sur Luo Han Guo se sont limitées à des études utilisant des techniques de marqueurs moléculaires comme le RFLP [34], le RAPD [35-37], l’issr [38], l’aflp [39] et le SRAP [40], qui ont été utilisées pour étudier la diversité génétique, la parenté, l’identification par le sexe, les antécédents génétiques, les empreintes digitales et les cartes génétiques de Luo Han Guo. Certains chercheurs ont utilisé la technologie de séquençage Solexa de deuxième génération à haut rendement pour effectuer le séquençage à haut rendement du transcriptome du fruit Luohanguo et des profils d’expression 3 d, 50 d et 70 d après la pollinisation, obtenant 43 891 unigènes, dont 739 étaient liés au métabolisme secondaire du Luohanguo, 60 unigènes impliqués dans la synthèse du squelette terpène. En utilisant les données du transcriptome, tous les gènes de la voie de biosynthèse du glycoside sucré V de Luo Han Guo ont été trouvés, impliquant 20 gènes de synthèse du squelette du glycoside de Luo Han Guo et 2 types de gènes de modification structurale (gènes du cytochrome P450 et gènes de la glycosyltransférase). En outre, 80 gènes P450, 72 gènes glycosyltransférase et 90 gènes glucosyltransférase ont été obtenus. En combinaison avec le criblage du profil d’expression, 6 gènes UDPG candidats qui peuvent être liés à la synthèse de la loganine V ont été obtenus. Grâce à la technologie RACE, 16 gènes de synthèse du squelette et 2 gènes contenant des fragments de 5’ ou 3’ ont été clonés, ainsi que 6 gènes de CYP450 et 7 gènes de glucosyltransférase. Le décryptage du transcriptome et du profil d’expression jette une base solide pour le génome fonctionnel de Luo Han Guo et la recherche sur le mécanisme moléculaire de la biosynthèse de l’édulcorant V.

8 perspectives

En tant que ressource végétale médicinale et comestible importante, Luo Han Guo est une spécialité bien connue et un produit d’exportation traditionnel en Chine avec une réputation de longue date à la maison et à l’étranger. Cependant, les maladies virales, les nématodes des nœuds des racines et les mouches des fruits ont toujours limité le développement sain de l’industrie Luo Han Guo. Par conséquent, il est nécessaire de mettre en œuvre des méthodes de contrôle complètes se concentrant sur l’agriculture et le contrôle biologique pour minimiser et contrôler strictement l’utilisation d’agents chimiques pour éviter la pollution par les pesticides de l’environnement de plantation, les plantes, la pollution des fruits; Dans le même temps, des efforts doivent être faits pour élever des variétés de Luohanguo résistantes aux maladies et aux insectes.

Luohanguo a des exigences strictes pour l’environnement de plantation, une zone de plantation étroite, et une barrière de replantation. Les cultures en culture continue sont extrêmement vulnérables aux ravageurs et aux maladies, et le changement de la zone de plantation chaque année exige beaucoup de main d’œuvre, de ressources matérielles et de ressources financières. En outre, les zones de production actuelles utilisent encore principalement des méthodes de plantation traditionnelles, qui impliquent souvent l’abattage des forêts de montagne, ce qui entraîne des conséquences néfastes telles que l’érosion des sols et la détérioration des habitats et d’autres conséquences néfastes. Pour cette raison, l’auteur estime que la recherche sur les microorganismes du sol dans les champs de plantation doit être renforcée pour surmonter l’obstacle de la culture continue du Luo Han Guo le plus rapidement possible.

Luo Han Guo is a unisexual, dioecious plant. The pollen of male flowers is heavy and sticky, and has a bitter taste. Relying solely on wind or insects to spread pollen will not result in a high rate of fertilization. Only artificial pollination can ensure production, and pollination is the process that requires the most labor. In recent years, a method that is easier and more effective than pollination with a bamboo skewer has been developed in production practice: Press the male flower petals to the fruit stalk to expose the stamens, and lightly touch the side with dense pollen to the female stigma. Investigations have found that the same species of plant, the winged Luohanguo, is highly resistant, has large fruits, and a high yield, making it a good material for breeding. Moreover, individual plants have bisexual flowers that bear fruit without human intervention, which is an atavistic phenomenon that provides insight into the evolution of angiosperms. Further research is needed on the winged Luohanguo, which has bisexual flowers, in order to solve the problem of Luohanguo' S dépendance à l’intervention humaine pour la pollinisation.

En raison de la destruction de l’environnement de plantation, le germoplasme de Luohanguo s’est gravement détérioré, et il est nécessaire de procéder à l’innovation du germoplasme de Luohanguo.

L’application de la technologie de sélection polyploïdie dans la recherche et le développement de nouvelles variétés de Luohanguo est un moyen efficace de surmonter les défauts des variétés originales. Comme le monosaccharide n’existe que dans la chair et la pelure du fruit, et que les graines ne contiennent pas le monosaccharide mais contiennent une grande quantité d’huile de graines, ce qui augmente considérablement la difficulté d’extraction et de purification et les coûts de production, par conséquent, la sélection d’un Luohanguo sans pépin avec une teneur plus élevée en monosaccharide que les variétés conventionnelles et un taux d’utilisation élevé du fruit entier est une étape importante pour le développement de toute l’industrie du Luohanguo.

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