中药材品质变异是自身遗传变异与物种对生态环境长期自然选择的结果。其中环境因素是中药材品质差异的生态学机制,是影响中药材品质变异的主要外在条件,继而导致中药材内在有效成分的积累变异较大,质量参差不齐。本文应用化学-生态-虚拟筛选策略,通过代谢组学技术、MaxEnt和全球产地生态适宜性信息系统(Geographic Information System for Global Medicinal Plants,GMPGIS)、高通量测序技术和分子对接虚拟筛选技术,综合探究了锁阳的品质变异机理及6种疾病的药效物质基础,主要研究结论如下:1.对锁阳进行品质变异分析,发现肉质茎和花序不同部位、新疆和宁夏不同产地以及盐碱地和荒漠草原不同生境锁阳代谢物含量有显著性差异。其中熊果酸含量差异为肉质茎>花序;宁夏产肉质茎>新疆产肉质茎;荒漠肉质茎>盐碱地肉质茎。此外,不同部位、不同产地和不同生境间差异显著的代谢产物均为次级代谢产物,差异代谢产物数量个数比较为不同部位>不同产地>不同生境,分别为280种、236种和146种。功能注释与富集分析表明,均主要集中在代谢途径、次级代谢产物的生物合成和不同环境中的微生物代谢途径上。采用高通量测序技术对锁阳盐碱地、砂石荒漠和沙地三种生境的根际土壤微生物多样性进行16S DNA序列分析,发现三种生境下锁阳均具有较高的土壤微生物群落多样性。且不同生境之间多样性存在一定的差异。砂石荒漠中土壤的微生物多样性最为丰富,其次是沙地,盐碱地多样性最低。在纲的分类水平上,γ-变形菌纲是最优势纲。科的分类水平上最为优势的已确认的科为盐单胞菌科。采用MaxEnt和GMPGIS预测模型探究了锁阳潜在适宜产地和生态因子研究,认为中国、塔吉克斯坦和美国是锁阳生长的潜在生态适宜区,同时发现在吉尔吉斯斯坦和阿根廷等国家可以进行锁阳的人工引种试验。最冷季度平均雨量和最冷季平均温度等气候因子对锁阳生长影响较大。2.对锁阳代谢组学检测的主要次级代谢产物进行分子对接,发现锁阳中含有抵抗6种疾病的潜在活性成分,涉及疾病有人类免疫缺陷病毒Ⅰ型、阿尔茨海默症、Ⅱ-型糖尿病和动脉粥样硬化等。其中大部分活性成分的打分值优于已经上市的抗病阳性药,这将为新药的开发研究提供潜在的先导化合物。此外,对锁阳的代谢产物和计算机虚拟筛选打分值等数据搭建了数据库,有利于锁阳的数据管理、共享和深入研究。