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贝母属Fritillaria隶属于百合科(狭义),全世界约有140个物种,广泛分布于北半球温带地区。在中国分布该属植物24种及其4个变种,其中15个种为中国的特有物种。贝母类药材在我国药用历史悠久,具有清热润肺、止咳化痰的功效。《中华人民共和国药典(一部)》(2015版)中共收录了五类贝母类药材,分别为东北地区的平贝母、新疆地区伊贝母、长江中下游地区的浙贝母和湖北贝母以及青藏高原及其毗邻地区的川贝母,共涵盖了贝母属植物10个种及1个变种。其中,川贝母药材的基原植物共收载6种(含变种),分别为卷叶贝母(F.cirrhosa)、甘肃贝母(F.przewalskii)、梭砂贝母(F.delavayi、太白贝母(F.taipaiensis)、暗紫贝母(F.unibracteata var.unibracteata)和瓦布贝母(F.unibracteata var.wabuensis),其野生资源主要分布在青藏高原及其毗邻地区,包括甘肃省、青海省、四川省、西藏自治区和云南省,少数种类也延伸分布到陕西省、重庆市和山西省。药材川贝母在传统中药中使用广泛,开发价值高,市场需求很大。除《中华人民共和国药典(一部)》(2015版)收载的基原物种外,青藏高原及其毗邻地区尚有多个物种不加区分采集,在药材市场上流通使用。该区域内分布的物种由于形态变异类型复杂,地理分布重叠,分类与鉴定困难,药用种类应用较为混乱。本文通过对青藏高原及其毗邻地区的贝母类药材进行广泛的资源调查,获取该属物种的资源分布、野生居群内个体形态变异、生境特征、栽培现状等信息,同时以居群为单位采集实验材料以支持后期研究。利用叶绿体基因组构建贝母属系统发育树,以青藏高原及其毗邻地区为核心探讨该区域内的物种谱系发生关系,为物种分类提供证据,澄清药材基原混乱问题。本文同时还建立了 UPLC-ELSD含量测定方法,可同时测定贝母类药材中贝母辛、西贝母碱苷、西贝母碱、贝母素甲、贝母素乙和湖贝甲素6种生物碱成分的含量,为贝母类药材质量评价奠定基础。资源调查分为基地调研和野外调查两部分。基地调研发现在该地区主要种植的贝母有5种,分别是太白贝母(F.taipaiensis)、瓦布贝母(F.wabuensis)、浓蜜贝母(F.mellea)、暗紫贝母(F.unibracteata)和卷叶贝母(F.cirrhosa);野外调查共发现8种野生贝母,分别为梭砂贝母(F.delavayi)、暗紫贝母(F.unibracteata)、甘肃贝母(F.przewalskii)、华西贝母(F.sichuanica)、卷叶贝母(F cirrhosa)、榆中贝母(F.yuzhongensis)以及康定贝母(F.cirrhosa var.ecirrhosa)和太白贝母(F.taipaiensis),并对其生境、资源情况进行了总结。青藏高原及其毗邻地区野生贝母属植物资源丰富、种类繁多,但野生资源破坏较为严重,栽培贝母类药材种植规模尚不足以满足市场需求。川贝母药材主要来自野生品,基原复杂,环境破坏和人为过度采挖造成了资源量锐减。本研究通过对该地区贝母类药材的调查,为该地区贝母资源的利用、开发以及该地区的川贝母药材的种植提供科学参考。利用二代测序技术Illumina测序平台,对百合科贝母属13个物种(含变种),共计18份样本进行测序,并通过软件完成其组装。在百合科贝母属叶绿体基因组中共注释出112个不相同的基因,包括78个蛋白质编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。重复序列分析显示,百合科贝母属叶绿体基因组平均含有71 个 SSR,其中包括 54 个 Mono-SSR、13 个 Di-SSR、7 个 Tetra-SSR 和 1 个Penta-SSR。百合科贝母属叶绿体基因组平均正向重复(F)、回文重复(P)和串联重复(T)序列分别为18、21和24。通过叶绿体基因组蛋白质编码区序列构建系统发育树,结果显示青藏高原及毗邻地区内,一些从前被归并的物种与近缘物种有较高的分辨率,如瓦布贝母(F.wabuensis)、浓蜜贝母(F.mellea)和康定贝母(F.cirrhosa var.ecirrhosa),结合形态分析,这些物种地位应予以承认;榆中贝母(F.yuzhongensis)在分子数据上与甘肃贝母(F.przewalskii)和太白贝母(F.taipaiensis)亲缘关系较近,应从化学成分和药理活性等多方面评价榆中贝母(F.yuzhongensis)是否可以作为川贝母药材的基原植物;不建议将罗氏贝母(F.roylei)归并至卷叶贝母(F.cirrhosa),但是否可作同类药材使用,需要进一步的化学和药理学研究来加以确认。此外,叶绿体基因组的高分辨率表明其在药材川贝母分子鉴定方面有较好的应用前景。利用UPLC-ELSD结合化学计量学的方法,对5种贝母类药材的4个指标性成分贝母素甲、贝母素乙、西贝母碱、西贝母碱苷及另外2种生物碱贝母辛、湖贝甲素共计6个指标成分同时进行检测,并利用聚类分析(HCA)及主成分分析法(PCA)比较了 5种贝母类药材之间化学成分的差异。相较于HPLC-ELSD,本方法既大大节约了分析时间,又能同时检测5种贝母类药材中6个生物碱的有无及含量,与检测单一生物碱相比,本方法能全面的反映5种贝母类药材所含的化学成分以及含量的高低,从而为贝母类药材的质量控制和综合利用提供科学依据。