摘要
百合（Lilium spp.）是百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）植物的总称，为多年生球根草本植物。我国拥有丰富的百合种质资源，但品种选育和种球繁殖大多依赖进口。近年来，由于百合自然生境的人为破坏等导致青岛百合（Lilium tsingtauense Gilg）等野生百合濒危。本研究为更好地利用百合资源，对来自国内11个省份的62份百合资源利用SSR分子标记技术进行了遗传多样性分析。同时利用转录组和代谢组联合分析对青岛百合甾体皂苷生物合成的关键基因进行了挖掘，为提高青岛百合鳞茎质量，提升人们对于青岛百合的重视程度和保护力度具有重要意义，主要研究结果如下： （1）利用SSR分子标记技术对从11个省份收集的62份珍贵野生百合资源进行了遗传多样性分析。结果表明，83对百合SSR 引物中有15对引物具有多态性，共扩增出157个等位基因位点，每个位点的等位基因数为5−19个，平均每个位点有效等位基因数为4.1628，平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为0.2282和0.6941，平均多态性信息含量为0.6788 ，平均Nei’s多样性指数和平均Shannon信息指数分别为0.6941和1.5949，说明供试百合种质遗传多样性丰富。聚类分析将其分为5大类，主成分分析将其分为3个类群，结合两种分析发现各类群存在一定地理相关性，绝大数来源相同的百合种质可聚为一类。群体结构分析将百合群体划分为4个类群和1个混合类群。上述研究结果为百合种质资源的精准鉴定和育种利用提供了一定的理论依据和基因资源。 （2）利用植物次生代谢组学检测技术，在青岛百合组培苗的叶（QZ-L）、鳞茎（QZ-B）和青岛百合野生鳞茎（QD-B）中共检测到909个代谢物，并将其分为8个大类，其中甾体皂苷类化合物74种，在此基础上，发现共有30个甾体皂苷类差异代谢物，对三种材料的甾体皂苷类化合物进行定量分析，发现QD-B甾体皂苷的含量是QZ-B的2.63倍，是QZ-L的13.21倍，51种代谢物在QD-B中高度积累。 （3）利用RNA-Seq分析技术对青岛百合组培苗的叶（QZ-L）、鳞茎（QZ-B）、根（QZ-R）和青岛百合野生鳞茎（QD-B）进行了转录组学分析，结果发现45条unigenes与甾体皂苷合成密切相关；通过分析青岛百合野生鳞茎以及组培苗的鳞茎、叶、根的甾体皂苷类化合物合成途径相关的差异基因，进一步确定共有19条差异基因涉及到甾体皂苷类化合物合成的 13 个代谢酶。转录组和代谢组联合分析发现，基因Cluster-95404.112092（CYP51）和 Cluster-95404.120457（SMT2）与多数甾体皂苷生物合成差异代谢物存在显著相关性。 （4）对百合甾体皂苷生物合成途径的关键基因HMGR进行基因克隆并结合生物信息学分析发现LiHMGR是一种内质网上的疏水性蛋白质，qRT-PCR 分析发现，HMGR在青岛百合组培苗的鳞茎、叶片、根以及青岛百合的野生鳞茎中均有表达，且在叶中表达水平较高。
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