苍术是一味常用的大宗药材,其基源为菊科苍术属多年生草本植物茅苍术Atractylodes lancea(Thunb.)DC 和北苍术 Atractylodes chinensis(DC.)Koidz。 目前,野生苍术资源濒临灭绝,而生产上苍术主要以根茎为繁殖材料,长期的无性繁殖导致种质严重退化,病虫害严重,产量与质量均出现不同程度上的降低。尤其是茅苍术中苍术素含量降低,约50%~70%达不到药典标准(0.3%),严重制约了茅苍术产业的发展。本研究收集全国72个地区的苍术种质资源,建立苍术种质资源圃,并在此基础上,选取了 224份形态差异较为显著的株行,从形态学、发病情况、产量以及药材品质等方面开展苍术种质资源评价及核心种质库的初步构建,主要研究结果如下: (1)测定不同苍术种质的茎色、叶缘、株高、芽头个数等21个形态学性状,并计算其遗传多样性指数、广义遗传力与变异系数。结果表明,10个质量性状的多样性指数分布范围为0.55~1.06,变化差异比较大,茎色(1.06)、叶缘(1.04)、叶绒毛(0.96)、叶形(0.91)这4个数量性状的遗传多样性指数H''排在前列,说明这4个质量性状在苍术种质资源中具有较高的遗传多样性和分布频率,而茎形状的遗传多样性指数H''仅为0.55,多样性较低。叶长、叶宽、株高、节间长、分支长的广义遗传力均在70%以上,说明这5个性状受基因型的影响程度较高。基部茎粗、中部茎粗、株高、节间长、分支长等5个性状的变异系数均大于10%,表明其变异程度较高,遗传较不稳定。将21个形态学性状进行相关性分析与主成分分析,结果表明,有61对形态学性状间存在极显著相关性(p<0.01),有21对形态学性状间存在显著相关性(p<0.05),其中,叶宽和节间长,茎分支、茎一级分支数和叶裂,株高和中部茎粗均存在极显著的正相关,与主成分分析结果一致。 (2)调查不同苍术种质的黑斑病发生情况并进行统计分析。结果表明,不同种质间的发病情况存在差异,从6月份病叶率来看,YF-2、YF-4、LJS-2等种质发病情况较轻,病叶率仅为2.33%~3.49%,HBCD-2、HBCD-3、MF-1、BK-2等种质发病情况较重,病叶率超过了 90%。野生北苍术、栽培北苍术、野生茅苍术、栽培茅苍术这5种苍术类型间的发病情况也存在差异,从6月份病叶率来看,栽培北苍术的病叶率显著高于栽培茅苍术,其他类型间没有差异。将其与21个形态学性状进行相关分析,结果表明,6、7月份的病叶率和病情指数均与株高、节间长、中部茎粗呈现显著的负相关,相关系数范围为-0.145~-0.329。 (3)调查不同苍术种质单株产量并进行统计分析.结果表明,不同种质间的单株根茎鲜重和根鲜重之间存在差异,根茎鲜重和根鲜重分别在2 g~85 g和0.5 g~21.5 g之间。SST-1、YF-4这2份种质的根茎鲜重较大,均超过80 g,GZKL-2、WJJ-2、JFL-1、LTX-HPC-2这4份种质的根茎鲜重最小,仅为2 g;DF-3、YF-4、LTX-WJF-1等种质的根鲜重较大,超过17 g,WJJ-2、JFL-1、KFXYC-1等5份种质的根鲜重仅为0.5 g。野生北苍术、栽培北苍术、野生茅苍术、栽培茅苍术这5种苍术类型间的单株产量间没有显著差异。将其与21个形态学性状进行相关分析,结果表明,单株根茎鲜重和根鲜重均与根数量、芽头个数、节间长、叶长呈现极显著的正相关,相关系数范围为0.236~0.679。 (4)通过GC-MS测定不同苍术种质化合物的种类及含量并定性、定量分析。结果表明,不同苍术种质、不同组织部位的化合物的种类和含量均存在差异。根中存在低沸点的化合物种类较多,以 Isocomene、α-Gurjunene、β-Isocomene、Caryophyl lene为主;而根茎中主要以高沸点的化合物为主,如Eleme、Guaio1、茅苍术醇、β-桉叶醇、α-Eudesmol。根茎中的茅苍术醇、β-桉叶醇、苍术酮、苍术素4种成分的总量在0.42%~32.45%之间,根中这4种成分的总量在0.14%~1.41%.对不同地区苍术根茎中化合物的种类和含量进行分析发现,来自安徽、湖北、贵州等南方地区的苍术样本中茅苍术醇和β-桉叶醇含量较高,其中黄冈蕲春地区的茅苍术醇含量最高,均值达10.78%,黄冈红安地区的β-桉叶醇最高,均值达2.61%,而来自河北等北方地区的以苍术酮和苍术素为主。将其与21个形态学性状进行相关分析,结果表明,根茎和根中苍术素含量均与叶宽呈现显著的负相关,相关系数分别为-0.267和-0.22 9。 (5)本研究基于黑斑病发生情况、根茎鲜重和根茎中苍术素含量,利用信息熵赋值法对224份苍术种质进行评价,筛选出YF-4、SST-1、MC-LZM-1、YF-1、TDG-2、LDLC-1等7份综合性状较为优良的种质。 (6)本研究利用Core Hunter 3进行核心种质的构建,发现构建的核心种质库与原始种质库中各表型的最大值、最小值、均值、方差、变异系数这5个参数的范围并无明显差异,样本的地区分布也几乎可以涵盖整个原始种质库,在加入来自河北的一份种质后,苍术核心种质库包括NMG-HLBE-1、GZKL-2、THX-WTC-2、THC-2、LY-3、WJJ-3 等 30 份。