基于遗传-化学-生态特征的西洋参品质生态型研究

我国不同生态型的同种药材品质差异显著，本课题组前期发现国产西洋参根据人参皂苷的特征存在关外型与关内型两大生态型，然而引起西洋参品质变异的遗传生态机制尚不清楚。本文基于遗传-化学-生态策略，运用转录组学技术、HPLC技术，并进行西洋参转录组数据、人参皂苷含量及环境气候生态因子的相关性分析。转录组结果显示人参皂苷生物合成关键基因如羟甲基戊二酰辅酶A还原酶（hydroxymethylglutaryl-CoA reductase，HMGR）、β-氨基酸合成酶（beta-amyrin synthase，AS）和法呢基焦磷酸合成酶（farnesyl diphosphate synthase，FPS）等在关内型均显著下调。HPLC结果表明关外型西洋参中人参皂苷含量高于关内型西洋参。相关性分析结果显示西洋参人参皂苷的含量与甲羟戊酸二磷酸脱羧酶（mevalonate kinase，MK）、羟甲基戊二酰辅酶A合酶（hydroxymethylglutaryl-CoA synthase，HMGS）、HMGR和AS等人参皂苷生物合成关键基因的表达成正相关，而与糖基转移酶GT的表达成负相关，西洋参的人参皂苷含量与两大生态型所处环境的温度、日照等气候因子成负相关，与水分成正相关。本文为阐释西洋参两大生态型品质变异的形成机制提供了新思路，也为道地药材品质生态学理论研究提供科学依据。