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丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge.)是唇形科(Labiatae)鼠尾草属(Salvia)的一种主要以根及根茎入药的草本植物,其种质资源丰富,种类繁多。本文以国内30个地区的共42个丹参居群为材料,考察了其种子形状、大小及部分农艺性状;对其内转录间隔区(ITS)序列进行PCR扩增与分析;对丹参有效成分丹参酮和丹酚酸合成途径中的6个关键酶基因:3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR)、1-去氧木糖-5-磷酸合酶基因(DXS)、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因(DXR)、苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、迷迭香酸合酶基因(RAS)和酪氨酸氨基转移酶基因(TAT)的c DNA序列或基因序列设计兼并同源引物,分段克隆42个居群的相应基因组基因,以供进行遗传多样性分析;以四川红原白花丹参为材料,初步探索了丹参种子活力快速测定方法。主要研究结果如下:1.不同居群丹参种子形态、大小及部分农艺性状观测42个丹参居群的种子考种测定表明:其长径范围为2.40~4.05mm,短径范围为1.01~3.00mm,长短径比范围为1.08~2.99mm,千粒重范围为1.24~12.75g;种子形状有四种:扁卵形、椭圆形、三棱状长卵形、长卵形,而田间种植收获的丹参种子均为扁卵形,且要小的多;不同居群丹参植株间形态相似,而居群W-SCHY-W-1特殊,其叶片和花冠比其余居群大,为典型的大白花。2.不同居群丹参内转录间隔区(ITS)的遗传多样性分析42个丹参材料ITS序列分析表明:其ITS1区、5.8S区和ITS2区分别为200~229bp、164bp和226~229bp;ITS1有19个变异位点,5.8S区没有序列差异,ITS2区有37个变异位点;42个栽培丹参居群中有3个居群的SNP指纹,即W-SCHY-W-1、V-YNLJ-V-1和W-SXYA-V-3,其中W-SCHY-W-1和V-YNLJ-V-1尤其富含SNP变异位点,居群W-SXYA-V-3有4个SNP变异位点,居群V-HBCD-V-3、W-HBJM-V-1和W-GZ-V-2多1个共同的缺失位点,而其余36个丹参居群的ITS序列高度保守。3.栽培丹参有效成分合成关键酶基因的克隆与遗传多样性分析克隆的42个栽培丹参有效成分合成关键酶基因的结果与序列分析表明:Sm HMGR基因全长约1656bp,不含内含子,42个材料中共有108个SNP变异位点,变异率为6.52%;Sm HMGR外显子拼接序列编码552个氨基酸,共有35个氨基酸变异位点。Sm DXS基因全长约3383bp,由10个外显子与9个内含子组成,其外显子拼接序列长2192bp,共有48个SNP变异位点,变异率为2.19%;Sm DXS外显子拼接序列编码730个氨基酸,其编码的氨基酸共有33个变异位点;Sm DXS基因的内含子有224个SNP变异位点。Sm DXR基因全长约3806bp,由12个外显子与11个内含子组成,其外显子拼接序列长1375bp,共有47个SNP变异位点,变异率为3.42%;Sm DXR外显子拼接序列编码458个氨基酸,其编码的氨基酸共有27个变异位点;Sm DXR基因的内含子有578个SNP变异位点。Sm PAL基因全长约2767bp,由2个外显子与1个内含子组成,其外显子拼接序列长2118bp,共有51个SNP变异位点,变异率为2.41%;Sm PAL外显子拼接序列编码706个氨基酸,其编码的氨基酸共有46个变异位点;Sm PAL基因的内含子有1个变异位点。Sm RAS的基因全长约1431bp,由2个外显子与1个内含子组成,其外显子拼接序列1199bp,共有162个变异位点,变异率为13.6%;Sm RAS外显子拼接序列编码397个氨基酸,其编码的氨基酸共有90个变异位点;Sm RAS基因的内含子有139个变异位点,变异率为58.2%。Sm TAT的全长基因约2296bp,由6个外显子与5个内含子组成,其外显子拼接序列长1236bp,共有24个SNP变异位点,变异率为1.94%;Sm TAT外显子拼接序列编码412个氨基酸,其编码的氨基酸有4个变异位点;Sm TAT基因的内含子共有290个SNP变异位点。我们对7个所研究基因序列上的鉴别性指纹进行统计,发现有鉴别性SNP指纹的丹参居群有31个,鉴别率达74%,其中ITS基因区有3个丹参居群的指纹,6个关键酶基因中有29个丹参居群的指纹。克隆的6个基因的推定氨基酸序列差异统计表明,共有25个居群存在氨基酸序列的差异,这与42个居群的DNA鉴别性指纹统计结果高度一致。本研究还首次建立了各基因或推定氨基酸序列的系统发育树,从不同角度揭示了其系统发育关系。4.丹参种子活力快速测定方法本研究以四川红原白花丹参为材料,采用溴麝香草酚蓝法(BTB)快速测定其种子活力,同时进行类原位萌发和常规萌发试验,结果表明BTB估算的种子活力与类原位萌发率的线性回归方程为y=0.9835x+1.8595,R2=0.996;BTB法估算的种子活力与常规萌发率的线性回归方程为y=0.3471x+51.95,R2=0.9719,BTB法可以快速测定丹参种子的活力。