少棘巨蜈蚣Scolopendra subspinipes mutilans L.Koch为《中国药典》收载蜈蚣药材唯一基原。对野生资源的依赖导致其出现供不应求的局面,人工养殖一直未有成熟技术报导。而在市场流通过程中,其体长是影响蜈蚣药材价格的主要因素,多棘巨蜈蚣Scolopendra subspinipes subspinipes因与少棘巨蜈蚣外形相似但体长较长,在市场流通过程中多混为蜈蚣药材高价销售。少棘巨蜈蚣所在的唇足纲含有三千多个物种,普遍富含毒液,已成为药物研发的重要资源,但唇足纲所属的各蜈蚣目之间在形态分类学存在明显的争议,一定程度上限制了毒液资源的合理开发。另外,少棘巨蜈蚣资源严重减少和部分区域逐渐枯竭现状的出现,传统依赖于野生捕捉已难以满足市场需求,而随着人工养殖技术的成熟,优良蜈蚣品种的选育、推广已成为推广蜈蚣养殖的重要举措。本研究针对蜈蚣药材在鉴定、分类和养殖过程中存在的问题,分别采用以下方法:1)对蜈蚣野生习性进行细心观察,总结药农多年的养殖经验,发现并归纳了一套标准化的蜈蚣养殖过程;并进一步补齐蜈蚣药材商品规格等级标准的缺失,综合文献梳理、产地调研和市场调研结果,理清蜈蚣市场流通现状和商品规格等级沿革,制定标准草案,征求专家意见反馈的方式制定了蜈蚣药材商品规格等级标准。2)对少棘和多棘巨蜈蚣线粒体COI序列进行比对,根据变异位点情况采用LAMP Designer软件设计了一套少棘巨蜈蚣LAMP引物,在恒温条件下考察了引物的灵敏度和特异性。3)针对唇足纲存在的形态分类学争议,采用Illumina二代测序技术对少棘巨蜈蚣线粒体基因组进行测序、组装,结合唇足纲已经公布的7种其他蜈蚣线粒体基因组进行比对、构建基于13个蛋白编码基因唇足纲ML系统发育树。4)结合养殖过程中总结的经验和蜈蚣本草考证发现的蜈蚣存在“红足”和“黄足”两种性状以及市场流通的蜈蚣药材大部分来源于湖北和浙江的特点,收集了来自于湖北和浙江两个主产区的红足与黄足蜈蚣共9条,采用转录组联合蛋白质组学技术对湖北黄足蜈蚣(HY)、湖北红足蜈蚣(HR)和浙江红足蜈蚣(ZR)进行比较分析,并通过生物信息学分析挖掘在蜈蚣生长过程中的抗性蛋白。采用上述方法,获得的主要结果和讨论如下:1.蜈蚣独特的生长习性和对环境的严格要求是限制人工养殖的主要障碍,蜈蚣作为夜间活动动物,每年4-5月份交配,7-8月份产卵,9月份孵化成为幼蜈蚣。并且为满足蜈蚣群居的特性,设计了鸡蛋托状专用养殖模具,将新鲜食物钉在固定的木板上有效避免蜈蚣疾病的产生和传播。根据文献梳理、市场调研和产地调研结果,蜈蚣药材目前有蜈蚣条和蜈蚣皮两种商品规格,蜈蚣条根据体长分为三个等级,蜈蚣皮作统货销售。2.针对于少棘巨蜈蚣和伪品多棘巨蜈蚣COI序列变异位点,设计出一套含有2条外引物、2条内引物和2条环引物的特异性LAMP引物,该引物可在65℃恒温条件下与少棘巨蜈蚣特异性结合,30 min内少棘巨蜈蚣反应体系由紫色变为天蓝色,而伪品多棘巨蜈蚣显紫色不变,同时,该反应灵敏性较高,可以检测到的少棘巨蜈蚣DNA达到皮克级别。3.采用Illumina二代测序技术对少棘巨蜈蚣线粒体基因组进行了成功组装,线粒体基因组全长15 011bp,由13个蛋白编码基因、14个tRNA和2个rRNA基因组成,且发现9个短片段重复序列(SSR)变异位点,ML系统发育树显示,蚰蜒目作为独立的一支,而在另一支内部,石蜈蚣目和地蜈蚣目显示了更近的亲缘关系,少棘巨蜈蚣所在的蜈蚣目则作为石蜈蚣目与地蜈蚣目的姊妹群存在。4.转录组比较分析发现,湖北黄足蜈蚣(HY)与湖北红足蜈蚣(HR)具有更为相似的基因表达情况,仅存在6个显著性差异表达基因,而湖北红足蜈蚣(HR)与浙江红足蜈蚣(ZR)共有1579个差异表达基因。蛋白质总量显示湖北红足蜈蚣(HY)与浙江红足蜈蚣(ZR)均比湖北黄足蜈蚣(HY)具有更高的蛋白总量;与湖北蜈蚣相比,两个病毒防御蛋白在浙江红足蜈蚣(ZR)具有更高的表达水平。综上所述,本研究针对于少棘巨蜈蚣在流通、应用和人工养殖过程中所面临的问题,总结了一套标准的、具有大规模推广价值的养殖技术,还制订了蜈蚣药材商品规格等级中华中医药学会团体标准用以引导蜈蚣药材市场流通。将LAMP快速检测技术应用于蜈蚣药材检测,有望进一步应用于市场快速检测蜈蚣药材真伪。线粒体基因组的组装和系统发育树的构建为唇足纲分类提出了更为丰富的数据支撑。转录组和蛋白质组结果显示了在少棘巨蜈蚣生长和进化过程中,区域环境因素相比于蜈蚣足部颜色具有更大的影响,红足蜈蚣具有比黄足蜈蚣更高的蛋白含量,病毒防御蛋白的在不同蜈蚣之间的差异表达对于指导蜈蚣优良品种选育具有重要的参考意义。