薄荷品种资源遗传多样性研究及优异种质评价

【摘要】：薄荷为唇形科薄荷属中的一类重要植物,其所含的薄荷精油具有十分重要的经济价值广泛应用于食品、医药及日化产品领域。本研究对所收集的薄荷品种资源分别从叶片性状,生物量、精油产量、精油成分等方面进行了分析评价,同时利用化学和分子标(?)(Amplified Fragment Length Polymorphism and chloroplast DNA)分别对其进行化学多样性和分子遗传多样性分析。主要研究结果如下： 1.薄荷叶片性状及精油产量评价。对薄荷叶片性状变异分析表明,除叶长宽比的变异系数较低外,其余各性状的变异系数均在35%以上,其中M×gracilis-01的叶片重量最大为0.15g,M. aquatica-01的叶长宽比最大为2.5,M. spicata-06的叶面积最大为7.8cm2,M.spicata-02的油腺数量最多为8475个。对精油含量、鲜草产量和精油产量变异分析表明,除鲜草产量的变异系数较低外,精油含量和精油产量的变异系数均在50%以上,其中M. spicata-08的鲜草亩产量最高为1467.4kg,M.canadensis-02的精油含量和精油亩产量最高分别为0.92%和10.3kg。相关性分析显示叶面积与精油产量、精油含量和叶长宽比之间显著正相关,与油腺数量呈现极显著正相关；精油产量与精油含量呈现极显著正相关。对薄荷精油产量进行综合评价显示精油亩产量在6.0kg以上的薄荷资源有M. canadensis-02等10种。结果表明所收集的薄荷品种在叶片性状和精油产量方面存在丰富的变异,在一些重要性状之间存在极显著的相关性。 2.薄荷精油成分研究及评价。精油成分分析结果表明,薄荷精油成分呈现多样性,其中相对含量在5.0%以上有menthol等27种精油成分。不同花期精油成分分析结果表明,精油成分相对含量在不同花期存在差异性变化,其中globulol等7种精油成分相对含量在初花期最高。menthol等16种精油成分相对含量在盛花期最高。limonene等4种精油成分相对含量在末花期最高。脱落酸处理对薄荷精油成分影响的分析结果表明,经脱落酸处理后menthofuran含量显著提高导致精油品质下降。脱落酸处理后的薄荷精油主成分相对含量间的相关性分析表明,薄荷精油各主成分相对含量间存在动态平衡,变化规律符合线性方程menthol=74.787-1.044×menthone-0.705×menthofuran-0.796×pulegonec脱落酸处理后的薄荷精油合成相关基因表达分析结果表明,ABA处理会显著影响薄荷精油合成相关基因的表达。精油成分在不同薄荷资源间存在差异性,这些差异是影响精油品质的主要因素,依据精油成分评价,具有生产高品质薄荷精油潜力的种质资源有M. spicata-08等10种。 3.薄荷资源chloroplast DNA亲缘关系分析。所收集的薄荷品种资源共产生了两个主要的聚类,聚类I包括M. spicata-M. suaveolens-M. longifolia-M.×gracilis-M. arvensis-M×piperita等薄荷群体,聚类II包括M. aquatica-M. xpiperita-M.×piperita等薄荷群体。其中聚类1分为3个亚组:①M. spicata-M. longifolia、②M. spicata-M. suaveolens和③M.arvensis-M. xgracilis,聚类11分为2个亚组：①M. canadensis-M.aquatica和②M.×piperita。结果表明,亲缘关系相近的薄荷群体聚为同一类,同时本研究结果清晰的反映了母本与其后代之间的亲缘关系。 4.薄荷资源精油化学型分析。M. spicata群体精油包含2个化学型：limonene-carvone型和1,8-cineole-piperitenone oxide型。M.arvensis-01群体精油的化学型为limonene-carvone-piperitenone oxide型。M. aquatica群体精油包含4种化学型：①menthone-menthol-pulegone型、②Hnalool-linalyl acetate型、③limenone-carvone型、④1,8-cineole-globulol型。M×piperit群体精油含有2种化学型：high menthone-low menthol型和low menthone-high menthol型。M. longifolia群体精油含有2种化学型：limonene-carvone型和piperitone-isocaryophyllene oxide-piperitenone oxide型。M. suaveolens群体精油化学型为：piperitenone oxide型。M. canadensis群体精油含有两种化学型：menthol-menthyl acetate型和menthone-menthol型。Mxgracilis群体精油的化学型为limonene-carvone型。M. pulegium L群体精油的化学型为menthone-pulegone-menthofuran型。结果表明,所收集的薄荷品种精油存在丰富的化学多样性。精油化学型与cpDNA标记相关性分析表明,薄荷品种精油化学型分析结果与cpDNA标记聚类结果具有紧密的相关性,说明二者之间存在一定的相互关系。 5.薄荷资源AFLP遗传多样性分析。分析结果表明,28份薄荷品种间的遗传相似系数0.44-0.91之间,平均相似系数为0.66。聚类分析结果将28个薄荷品种分为7个主要的聚类,分别为①M.spicata-M.suaveolens,②M×piperit,③M.aquatica-Mxgracilis,④M.spicata-M. longifolia,⑤M.aquatica,⑥M.canadensis-M.arvensis和⑦M.spicata-M.longifolia。结果表明所收集的薄荷品种存在丰富的遗传多样性。