白芷为川产道地大宗药材之一,生产中存在优良品种缺乏,以及种植过程中容易出现早期抽薹等现象,严重影响其产量品质。一般地,良种配良法是获取优质高产的重要途径。本试验利用ISSR分子标记技术对主产于四川的不同白芷栽培类群进行了遗传多样性分析,并开展了川白芷不同品系在不同地点的农艺性状、产量和主要有效成分含量分析。同时利用高效液相色谱技术考察了激素在白芷早期抽薹过程中的动态变化,探讨了川白芷早薹与内源激素间内在联系。在此基础上,采用不同植物生长调节剂在莲座期对川白芷进行处理,以筛选出适宜提高白芷药材产量和主要有效成分含量的处理。鉴于植物生长发育和次生代谢活动共同受激素特别是生长素和乙烯调节,其中生长素的时空分布和信号转运对植物生长和次生代谢有重大影响。本试验还以模式植物拟南芥为材料,利用反向遗传学对生长素信号转运途径中早期响应因子进行分析,考察其在植物叶片器官生长发育进程和衰老降解过程中的分子作用机理,主要研究结果如下：1川白芷资源遗传多样性的ISSR分析本试验采用简单序列重复区间(Inter-simple sequence repeat, ISSR)标记技术对来自包括川白芷道地主产区(四川遂宁)各乡镇、以及浙江、重庆等地16份不同白芷种质资源材料进行遗传多样性分析,建立了适用于白芷ISSR反应的优化程序和反应条件,所得结果条带清晰,稳定性好；从35个ISSR引物中共筛选出15个多态性明显、反应稳定的引物。在16份供试材料DNA样本中共扩增出99条谱带,其中多态性条带38条,占总条带的38%。基于地理位置的遗传相似系数分析结果表明,不同地理来源材料间ISSR标记遗传相似性系数(GS)在0.821-0.994之间,各供试材料间遗传差异不大。其中,来源于浙江的杭白芷与主产于四川的川白芷材料间遗传相似系数平均值大于各川白芷材料间遗传相似系数平均值。表明四川各地川白芷材料亲缘关系相对较近。基于ISSR的聚类结果与地理分布有一定关系,16份供试材料共分为两大类,一类全部为遂宁各乡镇白芷材料。另一类包括杭白芷、四川其他地区白芷、重庆南川白芷以及两份来自遂宁涪河以南2个乡镇的白芷材料。2川白芷不同品种(系)主要农艺性状、产量及有效成分含量分析本试验以“川芷1号”白芷品种为对照,比较了课题组多年来经过混合选择筛选出的4个优良白芷品系(编号CX08-2,CX08-5,CX08-7和CX08-9)在5个不同种植地点的主要农艺性状、产量及欧前胡素和异欧前胡素含量。结果表明,品系和环境对川白芷的产量和质量均有显著影响。筛选出的白芷新品系CX08-2、CX08-9表现较优,其中CX08-2是从来自重庆南川收集的白芷材料中选择出来的新品系。其干重及鲜重均最高,分别达到1773.3kg/667m2及673.2kg/667m2,较对照川芷1号分别增产31.1%和39.2%,其有效成分含量符合《中华人民共和国药典》(2010版一部)要求,是一个高产优质的新品系。遂宁比雅安更适宜川白芷的种植。3内源激素提取和高效液相色谱法同步测定川白芷生产以栽培为主,早期抽薹率较高是影响其生产的重要因素。为深入理解内源激素在川白芷早期抽薹中的作用,对其不同器官内源激素进行了提取测定方法的优化。建立了一种从川白芷不同器官组织中快速提取纯化并同步测定4种植物内源激素(玉米素、赤霉素、3-吲哚乙酸和脱落酸)的高效液相色谱分析方法,即将川白芷不同器官组织样品经80%甲醇提取后低温浓缩,最后用甲醇定容。采用Tigerkin C18柱(150mm×4.6mm,5μm)以甲醇-0.6%乙酸(50：50)为流动相进行高效液相色谱分离,PDA光电二极管阵列检测器检测,采用峰面积外标法(ESTD)进行定量。结果表明,该方法具有简单快捷,准确灵敏等优点,适合对川白芷内源激素进行快速同步测定。4抽薹期内源激素动态变化应用上述高效液相色谱法,检测白芷早期抽薹过程中叶片4种植物内源激素(玉米素、赤霉素、3-吲哚乙酸和脱落酸)含量的动态变化。发现白芷早期抽薹叶片中较高浓度赤霉素对其早期抽薹有促进作用,而不同器官中植物内源激素含量差异对白芷早期抽薹也有一定的影响。同时利用外源植物生长调节剂赤霉素及其生物合成抑制剂CCC在莲座期进行叶面喷施,考察这些处理对内源赤霉素含量的影响。结果发现外源赤霉素诱导内源赤霉素升高,而CCC则降低内源赤霉素含量。5植物生长调节剂对白芷早期抽薹及其产量品质的影响用5种不同植物生长调节剂矮壮素(CCC)、缩节胺(PIX)、赤霉素(GA3)、多效唑(PP333)、马来酰肼(MH)在莲座期处理川白芷,田间调查抽薹率,收获期考察主要农艺性状及产量指标,应用高效液相色谱(HPLC)检测白芷根中欧前胡素和异欧前胡素的含量。研究表明,除较高浓度(100和170mg/L)的外源赤霉素对川白芷早期抽薹有促进作用,其它植物生长调节剂均有不同程度的抑制作用。在较低浓度(30mg/L)时,赤霉素对白芷早期抽薹和主要有效成分含量影响不大。但其对植株生长有较好的促进作用,进而促进了产量的提高(较对照增长30%)。但植物激素在川白芷生长发育和代谢活动中作用的分子机制尚待于进一步深入研究。6生长素早期响应因子(SAUR36)调控拟南芥叶片衰老的分子机理为更好理解激素时空分布和信号转导对植物生长和次生代谢活动的影响,利用TAIR平台,通过反向遗传学手段在模式植物拟南芥中近500个与衰老进程相关基因中筛选到一个生长素早期响应因子,发现其与植物衰老表型相关。进一步研究表明：1)该生长素早期响应因子(SAUR36)受生长素诱导表达上升。2)拟南芥叶片衰老过程中该基因表达上调。3) SAUR36敲除突变体植株叶片衰老显著延迟,但叶片较野生型大,说明SAG201/SAUR36基因可能抑制细胞伸展。4)诱导型过表达该SAUR36基因导致叶片衰老提前,叶绿素降解加快,离子渗透率增高。这些研究对调控植物器官生物产量和品质有重要作用。但这只是初步的研究,而且只是在模式植物拟南芥中进行了验证。在其他植物特别是药用植物中的深入研究将对改进药用植物产量和品质有重要参考价值。