忍冬（Lonicera japonica Thunb.）是忍冬科忍冬属多年生藤本植物,金银花是忍冬的干燥花蕾或待初开的花,味甘性寒,具有清热解毒,疏散风热的功效,广泛应用在医药产业、饮料食品产业、保健品产业及日用化工产业,在新冠肺炎防治过程中起到了重要作用。目前河南金银花种植面积达35万亩,年产值达50亿元,因长期无性繁殖、无序引种等,造成品种混杂、退化和病虫害严重等问题,影响金银花的产量和质量,因此创制新种质,选育新品种具有重要意义。目前育种方法主要是系统选育和杂交育种,为了解决生产中良种化的问题,课题组前期通过系统选育和杂交育种选育了4个省审良种豫金1号、豫金2号、豫金3号和特蕾1号,获得了15个新种质,并对新品种特异性状功能基因进行了初步研究,需要继续进行忍冬新品种选育研究,为了实现未来精准育种,对品种间花蕾活性成分和分子机理作了进一步研究,具体研究内容如下:一、忍冬新品种选育研究1.采用2020年新版药典对同一产地不同品种、同一品种不同产地金银花质量进行评价,结果表明:豫金1号、豫金2号、豫金3号、豫金4号、特蕾1号、封金1号6个品种特征图谱均符合药典规定,指标成分存在差异,不同产地金银花指标成分以道地产区河南、河北、山东指标成分较高,尤以河南封丘最佳,其中豫金2号、豫金4号指标成分含量最高,断氧化马钱子苷含量尤其高,因豫金2号是红白忍冬,是忍冬的一个变种,花蕾呈紫红色,豫金4号是它的杂交后代,花蕾下部红色。为杂交组合和研究花蕾活性成分及花色分子机理奠定基础,也为后续药理药效试验提供理论基础。2.利用上述6个品种,采用杂交育种技术,做了14个杂交组合,创制12个新种质,获得杂交种508粒,杂交后代实生苗108株,为选育优良单株奠定基础。3.采用系统选育方法,在本课题组前期选育的杂交后代中采用扦插扩繁的方法筛选了新品系豫金4号、豫金5号、豫金5号-1和豫金6号,其中豫金4号拟于今年5月20日进行国家植物新品种权实评,新品系豫金5号、豫金5号-1和豫金6号正在进行品种对比试验。二、品种间花蕾活性成分及花色分子机理研究1.采用非靶向代谢组学技术对豫金2号和封金1号代谢产物进行了比较分析,筛选到了两个品种的50种差异代谢物,其中在豫金2号中含量显著较高的有24种（绿原酸和断氧化马钱子苷）,而在封金1号中含量显著较高的有26种。鉴定到了4种与金银花质量控制相关物质（绿原酸、当药苷、断氧化马钱子苷、异绿原酸A）以及与花色相关的3种类胡萝卜素合成相关物质和一种花青素。富集了53条代谢通路,其中有18条具有统计学意义,为多组学分析和药理药效研究奠定基础。2.采用转录组学技术对豫金2号和封金1号二白期数据分析,筛选出绿原酸类似物（绿原酸、异绿原酸A和异绿原酸C）合成关键酶基因5条（HCT 3条,C3’H 2条）在豫金2号中是上调;断氧化马钱子苷合成关键酶基因Ty DC 1条在豫金2号中上调;当药苷合成关键酶基因7条（DXS 6条）;木犀草苷合成关键酶基因16条（CHS 1条,4CL 2条,DFR 5条,C3’H 2条,HCT 3条,FLS 3条）。在花青素合成代谢通路中,筛选出与锦葵色素合成关键酶基因DFR 3条在豫金2号中上调;类胡萝卜素合成关键酶基因PDS 3条在豫金2号中下调。3.基于代谢组学和转录组学联合分析,发现了19个可能参与忍冬品种间花蕾活性成分及花色合成的差异表达基因,分属与苯丙素类合成、环烯醚萜类合成、花青素合成等代谢通路。在苯丙素类合成通路中,关键酶基因HCT与C3’H正向调控下游代谢物,绿原酸在两个品种中离子丰度增加;在环烯醚萜类合成通路中,关键酶基因Ty DC、DXS正向调控下游代谢物,断氧化马钱子苷与当药苷在两个品种中离子丰度增加;花青素合成等代谢通路中,关键酶基因PDS负向调控下游代谢物,类胡萝卜素在两个品种中离子丰度降低;关键酶基因DFR正向调控下游代谢物,锦葵色素在两个品种中离子丰度增加;这些差异代谢物的变化与关键酶基因的调控趋势一致,可能是导致豫金2号与封金1号两个品种间花蕾活性成分与花色差异显著的原因,为挖掘功能基因和基因验证及分子杂交育种奠定基础。