秦岭地区五味子属遗传多样性与药用资源适宜性评价

秦岭地区是五味子属（Schisandra Michx.）植物主要分布区之一，含6种2变种，华中五味子（Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.）是其主要的药用植物。本课题以秦岭地区五味子属天然种群为研究对象，采用形态标记、化学指纹图谱标记（HPLC）、分子标记（SSR和AFLP）等技术，运用数值分类学和化学计量学的分析方法从表型、生理和分子三个水平探讨秦岭地区五味子属植物种群遗传结构和遗传多样性；检测五味子属不同部位药用成分的差异和不同产地主要药用部位木脂素含量的变化；结合生物数据（形态、生理、分子等数据）和地理数据（地形、地貌、气候、土壤、水文、植被等数据），应用GIS技术对五味子属药用资源进行适宜性评价。本研究旨在揭示五味子属植物的遗传变异特征及规律，并建立秦岭地区五味子属药用资源区划主题图，为五味子属药用资源合理开发与利用提供依据。

调研了秦岭地区五味子属植物资源现状，分布涉及6市20县26乡镇，采集五味子属样本557个，其中华中五味子255个、红花五味子70个、大花五味子48个、铁箍散88个、金山五味子51个、狭叶五味子45个。分布500-2800m垂直空间，但属内各种的资源量差异大，其中华中五味子数量多分布广，大花五味子则稀少。选取13个表型性状对华中五味子表型遗传多样性分析，表型性状在居群间和居群内均存在极显著差异，居群间表型分化系数为0-37.23%，平均值13.01%，表明表型变异绝大部分存在于居群内。不同分子标记（ISSR、SSR、RAPD、AFLP）遗传多样性分析表明遗传变异主要存在于居群内，与表型性状分析结果一致，研究表明陕西汉中、宝鸡和商洛地区野生华中五味子居群遗传多样性最为丰富。不同分子标记对秦岭地区五味子属植物种内和种间遗传多样性分析显示，华中五味子遗传多样性最高，红花五味子和大花五味子最低，秦岭地区五味子属植物的遗传变异以种内为主，占71.11-76.17%。秦岭地区五味子属植物不同部位木脂素含量差异大，以果实中含量最高，藤茎次之，叶片最少。华中五味子果实中五味子酯甲和乙素含量较高，大花五味子和红花五味子果实中甲素含量较高，而铁箍散则乙素较高。秦岭9个地区华中五味子藤茎中四种木脂素含量均存在极显著差异，五味子酯甲和甲素含量较高，醇甲含量很低，藤茎木脂素含量受地理和气候双重因子影响，主要影响因子依次为年均气温、纬度、海拔、年降水量。选取果实中木脂素的一种或两种成分作为指标，与15个生态环境因子（6个气候、6个土壤和3个地形）构建华中五味子生境适宜性评价指标体系，运用Fuzzy隶属函数方法求得各因子与木脂素的隶属关系，应用最大熵模型计算出各因子对其生境适宜性权重，结合GIS与相加模型对秦岭地区华中五味子生境适宜性进行综合量化评价与区划，并确定每个生态环境因子的适宜范围。以不同木脂素成分指标构建的适宜性评价和区划结果一致，秦岭地区野生华中五味子适宜生境面积占70.80-88.60%，进一步说明秦岭地区是野生华中五味子道地产区。课题建立的基于GIS和Fuzzy构建物种生境适宜性评价模型，为尚未明确生境条件的野生植物的生境适宜性评价提供了一种易量化、可操作、高效的方法。与国内外生境适宜性评价研究相比，本模型能够确定野生植物对各生态环境因子的适宜范围，为濒危植物的保护和管理提供依据。