荞麦是一种重要的食药同源作物。我国是荞麦起源中心,拥有种类丰富的荞麦资源。金荞麦(Fagopyrum cymosum)是野生荞麦中分布最广泛的一个种,其块状茎提取物中含有芦丁、槲皮素、表儿茶素等黄酮类物质,具有极其重要的药用价值。云南作为世界荞麦的起源中心之一,野生金荞麦资源非常丰富。随着金荞麦的大量采挖导致其栖息地遭到严重破坏,濒临灭绝。因此,在云南开展野生金荞麦的资源调查,对保护金荞麦资源和维护生态平衡具有十分重要的作用。利用毛状根生物反应器解析金荞麦中黄酮类物质生物合成的调控机理,对金荞麦中生物活性物质的代谢工程具有重要的理论指导意义。本次考察在香格里拉市、丽江市、大理市等6州(市)十多个县区进行调查、取样。建立由发根农杆菌A4高效诱导的金荞麦高频遗传转化体系,为筛选金荞麦代谢突变体及转基因研究奠定了基础,也为金荞麦黄酮类物质合成的分子机理研究提供了理想的研究工具。本研究的主要结果如下:1.进一步明确了云南省野生金荞麦的资源分布,其主要分布于滇中及滇西北地区(香格里拉虎跳峡、大理市双廊镇、昆明官渡区等)。对金荞麦的生长状况、形态特征进行更深入的观测与记录后发现:虎跳峡地区金荞麦植株高度普遍偏高,通海县公路旁金荞麦的块状茎呈球形。将采集到的15份不同地区的野生金荞麦资源,利用分光光度法和高效液相色谱(HPLC)分别测量其块状茎中的总黄酮及芦丁含量,总黄酮含量位于0.440~3.428 mg/g之间,芦丁含量位于0.084~1.069 mg/g之间。使用ITS(内转录间隔区)、matK分子标记手段,进行遗传多样性和亲缘关系分析,结果显示海拔高于2000m以上的金荞麦聚为一枝,海拔低于2000 m之下的聚为一枝。2.在云南金沙江沿岸地带发现了野生甜荞近缘种(Fagopyrum esculentum var.)。通过形态学观察对比发现野生甜荞近缘种在花、果实以及叶片的形态上与金荞麦相似,而在根的形态上与栽培甜荞相似。通过核型分析发现,二倍体金荞的染色体类型是2n=2X=16=15m+1sm,野生甜荞近缘种与栽培甜荞的染色体类型均是2n=2X=16=16m。荧光探针标记发现,野生甜荞近缘种与栽培甜荞关系较近。对野生甜荞近缘种进行叶绿体基因组测序后,与现有二倍体金荞、螺髻山野荞麦、甜荞和栽培苦荞的叶绿体基因组进行比对分析,建立系统发育树等,结果显示野生甜荞近缘种与甜荞亲缘关系最为接近,其次是二倍体金荞。而后使用ITS、matK、psbA-trnH分子标记手段,建立系统进化树验证了这一结果。在SSR分子标记结果中,野生甜荞近缘种的条带与二倍体金荞和栽培甜荞呈现共显性。综上所述,我们推测野生甜荞近缘种在进化地位上属于二倍体金荞麦和栽培甜荞之间的过渡种,并且是在自然条件下通过杂交而产生的。3.使用发根农杆菌A4诱导建立金荞麦毛状根体系。将外源基因TrMYB4、TrMYB44导入金荞麦毛状根,发现金荞麦次生代谢产物合成途径中关键酶基因(苯丙氨酸解氨酶基因:PAL、查尔酮合酶基因:CHS、黄酮醇合成酶基因:FLS等)的表达量均有明显上调,且次生代谢产物黄酮类物质芦丁、槲皮素含量上升。