云南草果遗传多样性及优异种质筛选

Amonum tsao-ko, a kind of traditional Chinese herbal medicine and condiment, is mainly produced from Yunnan with the yield accounting for about 90% of the country, and also it is one of the main income sources for farmers in southern Yunnan. However, the genetic diversity aspect of Amomum tsao-ko has been seldom researched so far, which severely limits the conservation and utilization of the herb. In this study, taking Amomum tsao-ko germplasms as the research object collected from different geographical populations in Yunnan, the researcher will analyze its genetic diversity from three aspects, namely, phenotypes, molecular markers and chemical composition. For the aspect of phenotype, the plant characteristics (flowering, flower shape, fruiting and set fruit percentage, et al.), fruit (fruit shape, size, weight and color, et al.) and seed (weight of seed regiment, seed number, size, et al.) will be analyzed. For the aspect of molecular markers, ISSR, SRAP and SCoT will be applied to analyze genetic diversity of Amomum tsao-ko that will make the genetic diversity clear. For the aspect of chemical composition, the chemical constituents and content of the volatile oil from the fruit will be identified by GC-MS, combining phenotypes and molecular markers to select potential germplasm of Amomum tsao-ko. This study will provide the theoritical and practical guide for the protection and utilization of Amomum tsao-ko, which also increase its yield and improve its quality so as to increase local farmer's income.

草果（Amomum tsao-ko）是常用中药材和调味料。云南是草果的主产区，产量约占全国的90%，是滇南农民的主要收入来源之一。目前关于草果遗传多样性方面的研究甚少，严重限制了草果资源的保护及优异种质的利用。本研究以云南省不同生态区的草果为研究材料，拟从表型、分子标记和化学成分3个方面分析其遗传多样性。从表型角度，主要针对植株（花期、花型、果期、座果率等）、果实（果实形状、大小、重量等）、种子（种子团重、种子数量、大小等）等特征进行分析；从分子标记角度，利用ISSR、SRAP和SCoT三种分子标记分析草果的遗传多样性，以明确云南草果的遗传多样性；从化学成分角度，利用GC-MS分析不同生态区草果挥发油主要成分及其含量，并结合表型数据和分子标记筛选优异种质。本研究将为草果资源保护及有效利用提供理论依据和实践指导，也有助于我们通过对其生物学特点的了解提高草果产量和改善品质，增加当地农民的收入。

草果（Amomum tsao-ko）是常用中药材和调味料，云南省的草果产量约占全国的90%，是滇南农民的主要收入来源之一。研究草果的遗传多样性可为草果资源保护提供指导，优异种质资源筛选对草果品种选育和改良具有重要意义。该项目从表型、分子标记和化学成分3个方面系统的对云南草果的遗传多样性做出评价，主要研究结果如下：（1）采集云南13个居群576份草果样本，表型变异及多样性分析表明云南草果表型变异较丰富，多样性水平较高；基于表型性状的聚类和主成分分析显示来源于不同居群的样本分散在不同的类群中，说明不同居群草果在表型上没有明显的差异。（2）完成草果SRAP、ISSR和SCOT分子标记反应体系的优化，利用筛选的多态性引物对不同居群的草果遗传多样性水平进行分析。结果表明云南草果遗传多样性水平较高，其中澜沧居群、德宏居群、金平居群的遗传多样性较高，元阳居群的多样性水平最低；遗传分化和AMOVA分析均表明草果的遗传变异主要存在于居群内部；基于3类标记的聚类分析和遗传一致性分析均表明不同居群草果的遗传相似性较高。（3）不同居群草果的精油含量主要集中在1.4~1.8 mL/100g之间，其中澜沧居群、金平居群、绿春居群和怒江居群草果精油平均含量较高、景洪居群精油含量最低；对13个居群的156份草果进行GC-MS分析，共检测出95种化学成分，其中西畴居群检测出的成分最多，为84种，德宏居群检测的成分最少，为65种，检测的化学成分中1,8-桉油精和橙花叔醇在各居群中含量均最高；基于精油成分的聚类和主成分分析显示部分地理位置相近的样本有聚在一起的趋势，表明地理位置对草果精油成分有一定的影响；居群聚类将金平居群、麻栗坡居群、元阳居群、景洪居群、马关居群和怒江居群聚为一类，将屏边居群、西畴居群、云县居群、保山居群和德宏居群聚在一起，将绿春居群和澜沧居群聚在一起，同一类群内化学成分相近。（4）结合与草果产量密切相关的表型性状、草果精油含量、1,8-桉油精和alpha-松油醇含量综合评价草果优异种质，最终筛选出LC26等19份优异草果种质。