基于UPLC-Q-TOF MS及AFLP技術輔助遠志良種選育研究.pdf

1、遠志作為我國常用大宗藥材之一，具有安神益智，交通心腎，祛痰，消腫等功效。目前，遠志栽培品種混亂，新品種的選育主要參考農作物的選育標準，以產量，種植年限以及表觀農藝性狀為主要選育指標。作為一種中藥材，應以藥效作為其質量的衡量指標，而藥效的物質基礎為化學成分。由于化學成分的多少不可直接觀察，因此，我們有必要建立遠志農藝性狀與化學成分含量的相關性分析，并從DNA分子水平初步探討遺傳差異與農藝性狀間的關系，闡述其遺傳多樣性，進而輔助指導育種工作

2、。
　　目的：探究遠志化學指標成分與農藝性狀的關系，明確提出傳統(tǒng)新品種選育指標；找出不同農藝性狀對應的差異代謝物，為定向育種提供一種研究思路；篩選出在遠志中擴增多態(tài)性好的引物，并對多態(tài)性條帶與農藝性狀進行關聯(lián)分析，闡述其遺傳背景。
　　方法：測定18份遠志樣品的農藝性狀；采用高效液相色譜-紫外檢測器（High Performance Liquid chromatography-Ultraviolet，HPLC-UV）技術測定

3、遠志中細葉遠志皂苷、口山酮Ⅲ和3,6′-二芥子?；崽堑暮浚焕贸咝б合嗌V-四極桿-飛行時間質譜（ Ultra high performance liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry，UPLC/Q-TOF MS）代謝組學技術，分析不同農藝性狀的差異代謝物；基于擴增片段長度多態(tài)性（ Amplified fragment length pol

4、ymorphism，AFLP）分子標記技術篩選出在遠志中擴增多態(tài)性好的引物，并分析18份遠志樣品的多態(tài)性條帶。
　　結果：⑴遠志的株高、直徑、根長、根分叉高度、側根數(shù)及根重六個農藝性狀均存在不同程度的遺傳變異，其中農藝性狀株高、根分叉高度、側根數(shù)、根重的變異程度較大且存在顯著性差異。通過農藝性狀間的相關性分析可知，直徑與根重的相關性最大。⑵細葉遠志皂苷、口山酮Ⅲ和3,6′-二芥子?；崽呛烤_到2010版《中國藥典》規(guī)定的遠志樣

5、品有1號、3號、4號、7號、8號、9號、13號、14號、15號和17號。細葉遠志皂苷的含量與六個農藝性狀指標無明顯的相關性；3,6′-二芥子?；崽窃诟^長的遠志樣品中的含量較高；而口山酮Ⅲ在根較短、根分叉高度較矮，側根數(shù)多的樣品中含量較高。⑶從遠志樣品的 UPLC/Q-TOF MS圖譜中共推斷指認29個化合物。采用UPLC/Q-TOF MS代謝組學技術，分別找到了與六個農藝性狀相關的差異代謝物，其中對六個農藝性狀分類貢獻較大的差異代謝

6、物主要集中在 Sibiricoses A6、Tenuifoliside B、Tenuifoliside A、PolygalaxanthoneⅢ、Tenuifoliose B、Tenuifoliose A、Polyga lasapo nin xxⅧ這7個化合物中，說明這些化合物與遠志農藝性狀的表達密切相關。通過分析6對相關農藝性狀的共有差異代謝物發(fā)現(xiàn)，呈正相關農藝性狀的共有差異代謝物在兩農藝性狀中的變化趨勢相同，呈負相關農藝性狀的共有差異

7、代謝物在兩農藝性狀中的變化趨勢相反。⑷基于AFLP分子標記技術共篩選出在遠志中擴增多態(tài)性好的12對引物，對18份遠志樣品進行實驗，共擴增出184個條帶，多態(tài)性條帶比率為94.57％?；趩我蛩胤讲罘治龇?，篩選了與六個農藝性狀顯著相關的20個多態(tài)性條帶。通過AFLP分子標記發(fā)現(xiàn)，一個基因可同時與多個性狀相關，而一個性狀也可能受多個基因的共同調節(jié)。18份遠志樣品的多態(tài)性條帶聚類結果與遺傳一致度及遺傳距離的分析結果相一致。遠志樣品的農藝性狀聚

8、類、液質數(shù)據(jù)聚類、多態(tài)性條帶聚類均將樣品分為三大類，但又不完全一致。通過對遠志中化合物與多態(tài)性條帶的關系分析發(fā)現(xiàn)，單個化合物的合成可能受多個基因的調節(jié)，而一個基因也可能同時調節(jié)多個化合物的合成路徑，符合生物系統(tǒng)的復雜性。
　　結論：對于遠志品種選育來講，只有結合化學成分與農藝性狀兩個指標才能更加準確的指導育種。若遠志樣品是用作中藥制劑的原料，應著重選育4號、13號樣品；若遠志樣品是用作中藥飲片的生產，應著重選育1號、9號樣品。通過