膜荚黄芪是豆科黄芪属多年生草本植物,主产于甘肃、河北、山西、黑龙江、吉林、内蒙古等地,以根入药,味甘性温,具有补气升阳、生津养血等功效。黄芪种类多,栽培中存在品种混杂、种质退化等问题;选育膜荚黄芪新品种,成为提高膜荚黄芪质量和产量的关键。为加快多年生膜荚黄芪新品种选育,将其种子搭载于“神舟十一号”和“长征七号”,在太空中分别历时33 d和22 h进行诱变处理。在有机栽培条件下,从形态学和分子生物学角度对不同太空搭载方式种子建立的膜荚黄芪SP2代二年生群体的变异性深入分析,以期揭示太空搭载方式对膜荚黄芪遗传多样性诱导的效应,为中药材航天育种提供科学依据,提高新品种选育效率。研究结果归纳如下:1.相比搭载“神州十一号”,膜荚黄芪种子搭载“长征七号”诱变22 h的SP2群体更容易使膜荚黄芪表型形态指标发生变异,并获得更多的变异,但两种搭载诱变方式均容易使膜荚黄芪成药株的株形、叶片和分枝发生变异。2.不同太空搭载方式使植株的变异方向不一致,且多样性程度也不一致。地上部分二级分枝数的遗传多样性指数最高,33 d群体除株高和茎粗外,其余地上部分形态指标遗传多样性指数均小于22 h群体;地下部分根长和根幅遗传多样性指数最高,鲜根重最低,33 d群体的平均变异系数和平均遗传多样性指数均低于22 h群体,可见,搭载“长征7号”的22 h群体,植株的株形和根形更具有多样性。3.不同太空搭载方式对不同类型膜荚黄芪的光合生理特性影响存在一定差异,相比其他类型植株,33 d和22 h群体的A型植株“半紫茎皮有茸毛叶色深绿”和33 d群体的B型植株“紫色茎皮有茸毛叶色深绿”拥有较强的光合效率,33 d群体A型植株叶片净光合速率最高,22 h群体A型植株叶片中叶绿素含量最高,说明叶片通过提高光合色素含量,优化了光合途径,提高了光合效率,22 h群体叶片抗氧化酶活性均值最高,抗氧化酶活性较强。4.两群体中SSR位点均具有较高遗传多样性。33 d和22 h群体遗传距离分别在0～0.8959和0.0270～0.9435之间,遗传相似系数分别在0.4000～1.000和0.3846～0.9730之间。33 d群体遗传相似系数最小的是2号与25号植株、2号和32号植株,每组材料之间的相似系数均为0.4000,遗传相似系数最大是23号与24号植株,材料之间的相似系数为1.000。22 h群体遗传相似系数最小的材料为6号与44号植株,为0.3846,遗传相似系数最大的材料为11号与14号植株,遗传相似系数为0.9730。5.基于表型性状和SSR分子标记分析,揭示出太空搭载的膜荚黄芪SP2代二年生群体存在丰富的遗传多样性,33 d和22 h群体的平均变异系数分别为29.37%和26.17%,平均遗传多样性指数分别为1.27和1.22,平均每对引物的多态信息值分别为0.320和0.427,聚类结果能明显区分出不同类别的植株,且22 h群体遗传多样性高于33 d群体,表型性状间的差异性较大,太空搭载创造了具有较丰富遗传多样性的群体。