黑果枸杞（Lycium ruthenicum）遗传多样性及种质资源综合评价研究

The protection and sustainable utilization of Chinese medicinal plants resources play an important role in the sustainable development of our economy and society, which are also related to the resources safety of medicinal plants. It is necessary to do the research in genetic diversity and evaluation of germplasm resources of L. ruthenicum, and this is very significant for the construction of the core germplasm, protection and utilization of the resources, and establishment of quality standard. The germplasm resources of L. ruthenicum and environmental factors are investigated and collected widely in this project, which is based on the domestic and international research of the wild resources. We use the molecular markers of sequence-related amplified polymorphism and chloroplast DNA to study the genetic diversity and population structure of L. ruthenicum, analyzing geographic distribution pattern, and revealing genetic variation among different geographic populations. The active ingredients of L. ruthenicum are analyzed and measured by current technology of spectroscopy and chromatography, and the evaluation system of chemical diversity is built through chemical fingerprint and quantitative analysis of the ingredients. They are beneficial to control and evaluate the qualities of L. ruthenicum. And the formation mechanism of characteristics is elaborated by the analysis on the genetic diversity, quality, phenotypic traits and environmental factors. At last comprehensive evaluation model of the germplasm resources will be established by combining molecule, quality and phenotype of L. ruthenicum, which is useful for sustainable development of the resources.

中国药用植物资源的保护和可持续利用，涉及我国药用植物资源安全，是我国经济社会可持续发展重要组成部分。而加强黑果枸杞遗传多样性及种质资源综合评价研究，对我国黑果枸杞核心种质构建、现存资源保护利用及质量标准制定具有重要意义。本项目立足国内外野生药用植物资源研究，广泛调查和收集黑果枸杞资源及环境因子信息，采用SRAP和cpDNA分子标记技术研究黑果枸杞遗传多样性和种群遗传结构，解析地理分布格局，揭示不同地理居群间和居群内的遗传变异规律。利用现代色谱和光谱技术对黑果枸杞有效成分进行含量特征分析，建立化学指纹图谱与有效成分定量分析相结合的化学多样性评价体系，实现其质量的控制与评价。通过表型分析、遗传多样性分析、质量特征分析及与环境因子间的相关性分析，阐述黑果枸杞品质特征形成机理。结合种质资源评价的理论与方法，创建一种以“分子-质量-表型”相结合的黑果枸杞种质资源综合评价模式，实现资源可持续开发利用。

黑果枸杞植物资源主要分布于我国的西北部，系统调查了七大分布区27个样点，收集和保存种质资源423份，分析了表型性状多态性，初步建立了黑果枸杞种子库。基于SRAP分子标记分析了黑果枸杞遗传多样性和种群遗传结构，发现多态位点百分率85.04%，总的遗传变异中15.55%存在于居群间，84.45%存在于居群内，表明遗传分化主要存在于种群内。居群间具有中等的遗传分化（Gst=0.2155），基因流Nm=1.8199。此外，黑果枸杞遗传多样性与海拔和年均日照时数呈显著性正相关，与年均湿度呈显著性负相关，这与该植物的独特生境是相一致的。黑果枸杞成熟果实的功效成分和营养成分含量特征分析结果表明，花色苷PRG为其主要的功效成分，与LrAN2基因表达水平密切相关，种植和野生的PRG含量分别为8.29～28.54和9.78～31.51mg/g DW，而平均值则无显著性差异；此外成熟果实还含有丰富的多糖、多酚、原儿茶酸、对香豆酸、柚皮素葡萄糖苷、槲皮素鼠李糖苷、山奈酚芸香糖苷等功效成分以及蛋白质、可溶性糖、维生素、有机酸、氨基酸、矿质元素等营养成分，系统比较了其在不同产区的含量差异，绘制了聚类和主成分分析图，很好地显示出不同产区的类型差别和特征。结合抗氧化活性成分在线筛选与鉴别以及HPLC和IR指纹图谱分析，建立了化学指纹图谱与功效成分定量分析相结合的化学多样性评价体系，实现了黑果枸杞质量的控制与评价，揭示出青海柴达木盆地黑果枸杞高品质的形成机理。此外，种植和野生的主要功效成分和营养成分平均含量总体差异不显著，表明人工种植黑果枸杞可能是一种更好并值得推广的方式，在保障种植和野生品质一致的同时也促进了其应用。综合黑果枸杞表型性状、遗传多样性、功效成分关联分析及其与生态地理环境因子的相关性分析，构建了一种以“分子-质量-表型”相结合的资源综合评价模式，有助于实现其种质创新、资源保护及可持续开发利用。