基于遗传变异、产量与品质性状关联分析的白及（Bletilla striata Rchb.）核心种质构建与道地机理解析

Bletilla striata Rchb. is a rare traditional Chinese herb with the function of hemostasis, antibiosis, detumescence, antitumor, etc. Based on the systemic collections of wild B. striata germplasm in China, we intend to apply theories and techniques from multi-disciplinary including genetics, agronomy, and ecogeography for its core collections construction. The specific objectives of our project include: 1) to develop the species-specific SSR (Simple sequence repeat,) and SNP (single nucleotide polymorphisms) markers, 2) to evaluate its distribution pattern of genetic diversity systematically, and analyze the active ingredients varieties of different geographic populations, 3) to mine the elite alleles or specific gene loci by the association analysis among its genotype, economic yield, its components, and quality characteristics, elucidating the formation mechanism of B. striata geoherbalism in whole genome level, and 4) to construct a core collections for B. striata covering all the information of wild resources genetic diversity, chemical constituents - diversity and excellent agronomic traits. This study will provide theoretical foundation and genetic resources for the new germplasm breeding and sustainable utilization of B. striata.

白及（Bletilla striata Rchb.）为我国传统珍稀药用作物，具有止血、抗菌、消肿、抗肿瘤、生肌敛疮等功效，开发潜力巨大。本项目拟在系统收集我国白及种质资源的基础上，综合遗传学、农艺学以及生态地理学等学科理论，开发白及物种特异、遗传信息量丰富的SSR、SNP分子标记，系统分析其遗传多样性分布格局及不同地理居群活性成分差异，开展其基因型与产量、品质等重要性状关联分析，挖掘与重要性状显著关联的特异基因位点或优异等位基因，从全基因组水平解析白及道地性形成机制。在此基础上，整合遗传多样性、产量、品质等表观性状信息，构建能够涵盖野生资源遗传多样性、化学成分多样性以及优良农艺性状的核心种质，为白及新种质创制辅助育种及可持续利用提供理论基础与资源保障。

白及（Bletilla striata Rchb.）为我国传统珍稀药用作物，具有止血、抗菌、消肿、抗肿瘤、生肌敛疮等功效，开发潜力巨大。本项目在系统收集白及属种质资源的基础上，分析了白及属植物核型、倍性、基因大小等细胞生物学信息以及遗传多样性分布格局，白及属3个物种存在一定细胞学变化（2n = 32 to 76)），白及主要以二倍体为主，存在少量三倍体, 黄花白及、小白及均为二倍体，白及基因组为C=2.94 ±0.07，而黄花白及和小白及的基因组大小较为相近C=3.33± 0.06；完成了白及属3个物种主要形态学指标、假鳞茎重量以及白及多糖、总酚含量的系统分析测定，筛选了12份优异综合表型性状的白及种质，构建了涵盖野生资源遗传多样性、化学成分多样性以及优良农艺性状的核心种质库；开展了白及主要活性单体化合物发掘，从白及假鳞茎中分离出32个化合物（其中9个为新结构化合物），部分化合物显示了良好的T细胞免疫抑制活性、铜绿假单胞菌选择性抗菌活性；基于全长转录组测序（Iso-seq）与RNA-Seq分析，以及BsCSLAs基因家族分离鉴定、系统进化、组织表达及亚细胞定位，揭示了白及假鳞茎中多糖含量高的分子基础，获得参与白及多糖生物合成候选基因。系列研究为白及新种质创制辅助育种及可持续利用提供了理论基础与资源保障。