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杜松(Juniperus rigida Sieb.et Zucc.),柏科刺柏属,为东亚特有种,是传统的蒙药、藏药之一。杜松精油与酚类物质具有良好的抑菌与抗细胞毒性的生物活性,尤其对肺炎双球菌与肺结核杆菌有显著的抑菌活性。杜松精油还有极高的保健与医疗功效,是重要的化工原料。然而,关于杜松品质评价方面的研究未见报道。因此,本研究基于SSR分子标记、化学成分分析及生物活性测定对我国不同种源杜松的品质评价进行了研究,筛选出了品质较佳的杜松种源与杜松品质评价与分类的指示性化合物,建立了全面客观的杜松品质评价方法,该研究结果为杜松优良种源的挖掘,品种的选育及定向培育等提供了相关理论依据,同时对杜松种质资源的保护与利用有重要意义。具体结果如下:1.基于SSR分子标记法对不同种源杜松遗传多样性进行了分析。(1)开发的23对SSR分子标记多态性引物多态性比率高(98.37%),特异性比率好(24.35%)。(2)构建的UPGMA系统树将不同种源杜松聚为3类,第1类包括2个杜松种源(S2(陕西府谷)与S3(陕西宜君));第2类包括9个杜松种源(S8(吉林金华),S5(河北崇礼),S10(丹东凤城),S9(长白山),S4(山西大同),S1(宁夏贺兰山),S11(白山七道沟),S13(内蒙古锡林郭勒)与S12(陕西柳林));第3类包括2个杜松种源(S6(河北大堡镇)和S7(河北小蒜沟))。(3)主成分分析验证了聚类分析的结果,可视化了不同种源杜松亲缘关系差异,阐明了来源于同一地区的杜松种源往往形成单独的聚类亚群,且遗传背景相似的杜松种源往往也表现出较近的亲缘关系。2.对不同种源杜松针叶精油与酚类物质的化学成分及生物活性地理变异进行了分析。(1)不同种源杜松针叶精油组分及含量差异显著。精油中共检测得48种化合物,其中α-蒎烯(11.81~26.60%)、石竹烯(5.75~16.60%)、α-愈创木烯(1.51~15.97%)、α-金合欢烯(5.33~12.35%)、乙酸龙脑酯(1.77~8.81%)、柠檬烯(3.63~7.57%)和α-月桂烯(2.44~7.43%)含量差异最大,其中S8种源杜松精油得率最高(0.40%),S2与S10种源杜松精油组分含量最高(87.78%,87.62%)。(2)不同种源杜松针叶酚类物质含量差异显著,其中S10种源杜松针叶总酚总黄酮含量最高(31.64±1.26mmol equiv.GAE/100g;84.53±5.03mmol equiv.QUE/100 g)。酚类物质中共检测得10种化合物,其中绿原酸(53.32~163.38 mg/g)、儿茶素(112.52~288.88 mg/g)、鬼臼毒素(71.11~189.18mg/g)与穗花杉双黄酮(57.68~146.16 mg/g)含量差异最大,其中S2种源杜松酚类物质成分含量最高(746.65mg/g)。(3)不同种源杜松针叶精油与酚类物质抑菌活性差异显著,筛选出肺炎克雷伯氏菌(DIZ:9.00±1.41~15.00±0.12mm;DIZ:6.95±0.50~13.73±1.25mm),甲型副伤寒沙门氏菌(DIZ:7.00±1.41~13.27±0.64mm;DIZ:6.65±0.52~14.83±0.25mm),肠炎沙门氏菌(DIZ:8.67±0.58~13.00±1.00mm;DIZ:6.53±0.23~12.83±0.87mm)3个敏感菌,其中S2,S8与S10种源杜松抑菌活性最强。综上所述,S2,S8与S10种源杜松品质较佳。3.构建了杜松针叶精油GC-MS指纹图谱与酚类物质HPLC指纹图谱,结合化学计量学建立了杜松品质评价方法。(1)GC-MS指纹图谱确定了41个共有峰,其色谱图之间相似度介于0.638~0.995;聚类分析将不同种源杜松分为3类:第1类包含3个杜松种源(S8,S9,S10);第2类包含1个杜松种源(S3);第3类包含6个杜松种源(S1,S2,S4,S5,S6,S7)。(2)主成分分析筛选出了杜松品质评价与分类的指示性化合物:(+)-4-蒈烯、伞花烃、龙脑烯、松油醇、依兰烯、α-波旁烯、α-金合欢烯、异丁酸橙花酯。(3)HPLC指纹图谱确定了14个共有峰,其色谱图之间相似度介于0.855~0.991;聚类分析将不同种源杜松分为3类:第1类包含3个杜松种源(S2,S3,S8);第2类包含2个杜松种源(S9,S10);第3类包含6个杜松种源(S1,S4,S5,S6,S7,S14(乌拉哈达古树))。(4)主成分分析筛选出了杜松品质评价与分类的指示性化合物:鬼臼毒素、穗花杉双黄酮和芒柄花黄素。(5)判别分析构建了预测分组模型,为未知种源杜松的鉴别与归类提供了理论依据。4.对遗传因子与化学成分相关性进行了分析,阐明了不同种源杜松化合物含量差异与其遗传多样性相关,筛选出了松油醇、依兰烯、α-波旁烯、α-金合欢烯、鬼臼毒素、穗花杉双黄酮与芒柄花黄素7个杜松种源品质评价与分类的指示性化合物。