山茱萸种质资源遗传多样性分析及其与产地环境因子适宜性评价

山茱萸在我国地理分布广泛、种内表型多样、遗传变异复杂和有效成分差异较大，因而无法保证药材来源的品质均一性和临床药效的稳定性，目前仍缺乏有关山茱萸种质资源遗传多样性与产地环境因子适宜性评价方面的信息。我们的前期研究表明，山茱萸种质类型资源丰富，不同种质在表型特征、有效成分含量和DNA分子多样性等方面差异较大。本项目首先利用形态学标记、分子标记（AFLP和ISSR）和化学指纹图谱标记（HPLC）等方法，运用数值分类学和化学计量学的分析方法，从表型特征、有效成分和DNA分子三个水平探讨山茱萸种质资源的遗传结构及多样性。其次结合生物学数据和环境因子数据，应用GIS技术和ARCGIS软件对山茱萸资源进行适宜性评价，绘制中国大陆适宜性分布图和优生区发展规划图。本项目旨在揭示山茱萸种质资源的遗传结构及变异规律，以环境因子为切入点，建立山茱萸药用资源种植区划图，为山茱萸种质资源的合理开发与利用提供依据。

山茱萸在我国地理分布广泛、种内表型多样、遗传变异复杂和有效成分差异较大。项目利用形态学标记、分子标记（ISSR）、高效液相色谱法（HPLC）和流式细胞术（FCM）等方法，从表型特征、有效成分及细胞核DNA含量和DNA分子三个水平探讨山茱萸种质资源的遗传结构及多样性；同时结合生物学数据和环境因子数据，应用GIS技术和ArcGIS软件对山茱萸资源进行适宜性评价及种植区划研究。主要研究结果如下：（1）对全国山茱萸种质资源进行了系统普查和收集，通过实生苗嫁接的方式，在陕西佛坪建立了我国第一个山茱萸种质资源圃，活体保存种质150余份；（2）采用ISSR分子标记，用18个ISSR引物对73份山茱萸种质进行了遗传多样性分析，在此基础上应用最小遗传距离逐步聚类取样法（LDSS）构建了山茱萸核心种质库，达到了高效保存种质资源的目的。（3）利用HPLC测定和评价了75份山茱萸种质的有效成分马钱苷含量（平均值为0.72%），综合评价和筛选出优质种质资源15份。(4) 经过5年品比试验和区域示范，选育丰产、优质、果粒大、熟色好、抗性强和有效成分含量高并通过省农业厅审定“秦丰”和“秦玉”新品种2个。（5）结合有效成分含量样品数据117份和156份标本信息数据，加载Fuzzy模型，应用MaxEnt 和ArcGis 对山茱萸潜在分布区及其适宜性进行了评价。结果表明，山茱萸最适宜分布区集中分布在“秦岭-伏牛-天目山”呈东西带状分布；影响山茱萸分布和有效成分含量的关键生态因子依次tmin3、 prec3、bio4、 bio12和alt等；在此基础上对陕西省4个山茱萸适宜分布区进行了合理种植区划研究；同时应用该方法对药用植物太白米和川贝母的潜在分布及适宜性进行了研究。（6）对中国和美国威斯康辛州等中美两国80份山茱萸种质的表型、马钱苷含量和基因组值之间的相关性进行分析，结果显示，中美山茱萸种质在部分果实性状、马钱苷含量和2C值存在显著差异(P<0.01)。相关性分析表明，山茱萸有效成分马钱苷的含量与部分环境因子存在极显著相关性(P<0.001)。（7）利用流式细胞术对山茱萸及其它80种药用植物基因组值进行了测定，并提交Plant C-Value Data Base。上述研究结果，将为揭示药用植物种质特性的形成和山茱萸的合理开发及利用奠定基础。