草果核心种质构建及其栽培起源研究

批准号:
81660631
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
杨耀文
依托单位:
学科分类:
H3201.中药资源
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李国栋、陈海丰、黎勇坤、魏泽英、郭蔚文、张志东
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中文摘要
药用植物核心种质构建是其遗传资源有效利用的重要前提。本项目以栽培草果及其邻近分布的同属野生近缘植物拟草果和野草果为研究材料,在前期研究的基础上(包括SSR引物筛选、果实数量性状分析、繁殖生物学研究等),通过全面的野外调查取样,利用cpDNA序列和SSR微卫星标记进行群体遗传学和分子谱系地理学分析,揭示栽培草果的群体遗传结构与谱系分化程度,再利用常规植化方法结合GS-MS技术对不同栽培产地的草果种子挥发油进行代谢谱测定,探讨草果种质资源的遗传多样性与药材品质的相关性,进而完成草果核心种质的构建。目前,草果栽培起源问题仍然未知,通过分析长期栽培对草果遗传组成及其分布式样的影响,以及草果与其邻近分布的拟草果、野草果的亲缘关系和它们对草果栽培起源过程中的遗传贡献,探讨草果起源的成因。研究结果将为草果、以及拟草果和野草果遗传资源发掘和有效利用提供科学依据。
英文摘要
Constructing core collection of pharmaceutical plant is an important precondition for the effective utility of its genetic resources. The proposed project is based on preliminary works from our group, including SSR primers screening, quantitative character analysis of the fruit, reproductive biology research on A. tsaoko, etc. A comprehensive field investigation and sampling across A. tsaoko culture area and its wild relative (A. paratsaoko and A. koenigii) populations, distributed in the areas around the cultivated A. tsaoko, will be conducted. Based on cpDNA sequence and SSR markers, the analysis of population genetics and molecular phylogeography would explore the population genetic structure and the degree of lineage differentiation about A. tsaoko. The metabolomics fingerprints of the materia medica from different culture regions, especially the active ingredient content and variation, will be determined by conventional phytochemical techniques and GS-MS to screen for origin characteristic metabolic markers to explore the correlation between the genetic diversity of germplasm resources and the quality of materia medica. The construction of A. tsaoko core germplasm will be completed based on the results. To date, the origin of cultivated Amomum tsaoko remains unclear. It is analysized the influence of long-term cultivation on its genetic composition and the distribution pattern. Then we could assess the genetic relationships between A. tsaoko and its wild relatives to explore its cultivation origin and the potential genetic contributions from the wild relatives during the process of cultivation of A. tsaoko. The information obtained in this study will be valuable for the genetic resource exploitation and effective utility of A. tsaoko and its wild relatives, A. paratsaoko and A. koenigii.
药用植物遗传资源有效利用的提高药材产量和质量的重要前提。研究表明:草果有3个单倍型(H1、H3、H6),拟草果有6个单倍型(H1、H2、H3、H4、H5、H7);H1是普通单倍型,H2是祖先单倍型,H6为草果私有单倍型,H2、H4、H5、H7为拟草果私有单倍型。草果居群的遗传多样性远小于拟草果居群,草果居群的遗传变异主要来源于居群内,拟草果居群的遗传变异主要来源于居群间。分别采集麻栗坡铁厂居群(TC)、屏边玉屏居群(YP)和那坡下华居群(XH)的种子作为草果的核心种质。物种水平上,草果有149个等位基因,特有77个等位基因;拟草果有101个等位基因,特有29个等位基因;共享等位基因72个(40.45%)。草果居群总的遗传分化程度为中度(0.05≥FST、Pst≤0.15);拟草果居群表现为较大的遗传分化(0.15<FST=0.2247<0.25),或较显著的遗传分化(FST=0.2775>0.25)。草果和拟草果共享祖先的遗传多样性,可能通过随机遗传飘变完成谱系分选,形成物种后基因突变的积累形成了现在的遗传分化模式;而草果居群内可能积累了更多的基因突变。由屏边、马关、西畴、麻栗坡组成的这个云南东南部的前端地域,和邻接的广西那坡(下华,属百省乡)共同构成的这一区域可能是草果栽培驯化的地理起源中心,以麻栗坡为核心区域,向周边的西畴、马关、屏边、那坡扩张。不同地域来源的草果挥发油成分有一定的区别,但主要成分差异并不显著;可根据具体需求选择不同居群的果实。55 ℃干燥的草果出油率最高。各化合物含量随干燥温度改变有一定的变化,主成分桉树脑的含量在100 ℃最高。若以高出油率为目标,55 ℃的干燥温度可能较为合适,若需要高含量的1,8-桉树脑,在100 ℃的高温干燥可能较好。草果药材品质主要取决于加工方法,与产地、种质之间也没有显著的相关性。本研究为不仅为栽培草果的改良寻找可利用的基因资源,也为草果现有遗传资源的保护和利用奠定基础,以及为草果药材品质的提高和将来药材的分化利用奠定了基础。从而为提高草果的产量和质量奠定基础。
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DOI:--
发表时间:2017
期刊:广西植物
影响因子:--
作者:李国栋;张洪武;刘小莉;钱子刚;管开云;杨耀文
通讯作者:杨耀文
DOI:--
发表时间:2017
期刊:时珍国医国药
影响因子:--
作者:黎勇坤;张洪武;李国栋;钱子刚;杨耀文
通讯作者:杨耀文
Complete chloroplast genome sequences of two Amomum species (Zingiberaceae).
两种砂仁(姜科)的完整叶绿体基因组序列
DOI:10.1080/23802359.2019.1682951
发表时间:2019-10-26
期刊:Mitochondrial DNA. Part B, Resources
影响因子:--
作者:Zhang YM;Yang CW;Liu YY;Yang YW;Liu XL;Li GD
通讯作者:Li GD
DOI:--
发表时间:--
期刊:广西植物
影响因子:--
作者:赵小丽;杨耀文;李国栋
通讯作者:李国栋
DOI:--
发表时间:2020
期刊:云南中医学院学报
影响因子:--
作者:李国栋;张洪武;钱子刚;杨耀文
通讯作者:杨耀文
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