甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)是中医临床方剂中使用频率最高的中药,在国内外需求量都很大。甘草酸是甘草中最主要的有效成分,其含量高低是评价甘草药材质量标准的重要指标。近年来栽培甘草已成为甘草药材市场的主流商品,但栽培甘草中甘草酸含量普遍偏低,达不到《中国药典》的要求,严重制约了中医临床疗效和制药企业原料质量。因此,要提高栽培甘草药材中甘草酸含量,选育出优良品种的甘草是关键。由于甘草酸含量变化的遗传机制尚不明确,导致以提高甘草酸含量为目标的甘草优良品种研究进展缓慢。全面揭示甘草酸含量变化的遗传机制具有重要意义和应用前景。在本实验室的前期研究中,我们已利用甘草酸生物合成途径中的3个功能基因HMGR、SQS1和p-AS基因的单核苷酸多态性(SNPs)揭示了甘草酸生物合成的部分分子机制,但高甘草酸含量基因型中仍有30%-40%为低含量,说明功能基因SNPs不能完全揭示甘草酸含量变化遗传机制。此外,我们还发现这3个功能基因拷贝数变异(CNVs)与甘草产地、形态特征存在相关性。因此,本研究将进一步从3个功能基因CNVs入手,分析其与甘草酸含量的相关性,从CNVs对甘草酸、甘草苷含量的影响角度揭示甘草酸含量差异的基因表达机制。本论文拟对Real time PCR检测甘草HMGR、SQS1、β-AS基因拷贝数的方法进行改良,扩大检测样本数,检测栽培甘草HMGR、SQS1、β-AS基因的CNVs,筛选出具有不同拷贝数的基因组合类型,分析其与甘草酸、甘草苷含量的相关性,为全面揭示甘草酸含量变化的遗传机制奠定基础。本论文的主要结果如下：(1)改良了Real time PCR检测甘草基因组中HMGR、SQS1和β-AS基因拷贝数的方法。(2)检测62份栽培甘草样品3个基因拷贝数。甘草基因组中HMGR、SQS1、β-AS基因均存在1个和2个拷贝,其中HMGR基因主要为单拷贝,单拷贝个体有55个,占总样本数的88.7%,双拷贝个体有7个；SQS1基因主要为双拷贝,单拷贝个体有11个,双拷贝个体有51个,占总样本数82.3%；β-AS基因主要为双拷贝,单拷贝个体有7个,双拷贝个体有55个,占总样本数88.7%。(3)分析甘草3个功能基因拷贝数组合多态性。将甘草样品按不同功能基因拷贝数组合分为6种类型,β-AS、HMGR和SQS1基因拷贝数为1+1+1为B型,1+2+1为A型,2+1+1为H型,2+1+2为I型,2+2+1为F型,2+2+2为G型。其中I型在总样品中所占比例最高,达74.2%。(4)检测62份栽培甘草样品甘草酸、甘草苷含量。62份样品中甘草苷、甘草酸含量都存在着较大幅度的差异。甘草苷的含量最高为2.21%,最低为0.07%,均值为0.55%,最高含量为最低含量的31.6倍；甘草酸的含量最高为3.33%,最低为0.59%,均值为1.51%,最高含量为最低含量的5.6倍。单株分析发现,甘草苷含量和甘草酸含量呈正相关(r2=0.515)。(5)分析甘草3个基因拷贝数与甘草酸、甘草苷含量相关性。HMGR基因的单拷贝和双拷贝个体中甘草酸、甘草苷含量不存在显著性差异,SQS1基因和β-AS基因单拷贝更有利于甘草酸、甘草苷的积累。根据β-AS、HMGR、SQS1基因不同拷贝数组合类型将甘草样品进行分组,我们比较各组甘草苷、甘草酸含量,甘草苷含量最高的类型为A型(2.21%),最低为H型(0.31%)。通过方差分析,说明各组间的甘草苷、甘草酸含量存在显著性差异。甘草苷含量在B型与A型、H型、I型、G型存在显著性差异；A型与H型、I型和G型存在显著性差异；H型与F型存在显著性差异；甘草酸含量最高(3.33%)的类型为A型,最低为I型(1.35%),B型与H型、I型、G型存在显著性差异；A型与I型和G型存在显著性差异。但各组内除了H型甘草苷含量SD值较小,其余组甘草苷、甘草酸含量离散程度较大。这个结果提示A、B、F型可能与甘草酸、甘草苷高含量有关。但拷贝数组合多态性不能单独解释所有样本中甘草苷、甘草酸含量的变异。