[01221198]铁皮石斛遗传资源评价研究与应用

铁皮石斛因具有滋阴清热、益胃生津、润肺名目、抗癌防老等独特的药用价值和良好的功效被尊列为“中华九大仙草”之首,在业界享有“北人参南枫斗”的美誉。上世纪90年代,浙江省在全国率先实现铁皮石斛人工栽培、规模化种植和产业化开发,变“草”为宝,成为全国铁皮石斛主产省,基本实现了科研、种植、加工、生产、销售全产业链生产,产业特色和市场优势明显,在全国起到引领作用,为我国珍稀濒危药用植物的保护利用树立了典范。 铁皮石斛属于兰科附生草本植物,多生长于悬崖峭壁、林中树上,一方面自然种子繁殖稀少,另一方面多以气生根,根不入土,都必须部分或完全依赖与真菌建立共生关系才能完成正常生命活动。本项目虽然始于铁皮石斛行业信任危机和产业转型升级的最艰难时期,但在国家自然科学基金连续三个面上项目和浙江省科技计划重大专项等课题的资助下,紧紧瞄准产业化发展中资源供需矛盾,市场受到伪品冲击,产业化生产遭遇技术瓶颈等问题,逐步实现了铁皮石斛品种选育由传统育种技术向传统技术与分子技术、信息技术结合等方向发展,将常规育种与生物育种相结合,重点开发与铁皮石斛重要品质性状紧密连锁的标记,建立高效育种技术体系。主要包括以下技术成果及主要技术性能指标： ① 如何准确快速鉴定铁皮石斛,并系统评价和获得优良亲本？ 项目组基于ScoT通用引物13扩增的特异性位点开发专门鉴别铁皮石斛的核苷酸分子探针SHF/SHR;基于铁皮石斛和金钗石斛全基因组cDNA序列,开发了307个微卫星标记,从中鉴定出4个硬脚铁皮石斛和3个软脚铁皮石斛特有的标记。所有SSR标记用于评价项目组收集并保存的全生态分布区30份石斛属植物和141个铁皮石斛不同地理种源的遗传多样性,为杂交组配优选亲本。 ② 如何提高杂交组配的实生苗后代移栽存活率,从而扩大选育群体？ 为了提高铁皮石斛实生苗移栽成活率,项目组分离鉴定了铁皮石斛内生真菌,克隆并分析了菌根形态发生相关基因WRKY家族成员、托品酮还原酶I和II的功能,构建了内生真菌（石斛小菇）体外共生体系,该共生体系构建方法应用于仙斛1号、仙斛2号和仙斛3号的实生苗移栽,大幅度提高移栽成活率,从而充分发挥了铁皮石斛种子量大的优势,大大提高育种后代群体的选育单株数量,且种子实生苗不易发生退化,保证了后期选育单株的效率。 ③ 如何通过铁皮石斛染色体遗传连锁图谱构建和重要品质性状连锁的QTL定位进行新品种分子标记辅助育种？ 通过建立铁皮石斛的SRAP、RAPD、ISSR和SSR分子标记综合分析体系,成功构建了三张铁皮石斛遗传连锁图谱,并利用铁皮石斛染色体遗传连锁图谱获得铁皮石斛重要品质性状（石斛多糖含量和石斛碱含量）连锁的染色体位点3个,其中的石斛多糖含量连锁位点用于杂交后代的筛选,辅助仙斛1号、仙斛2号和仙斛3号的选育。