川芎为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎,是著名的川产道地药材,主产于四川省都江堰市金马河上游以西地区。但不同产地的川芎质量存在差异。微生物与植物的共生广泛存在,维系着中药品质的稳定,开展药用植物内生菌群落结构与药材品质的相关性研究,对揭示道地药材的形成机制具有重要的科学意义。为此,本文采用分子生物学和化学分析的方法,以四川5个产地100株川芎的新鲜根茎为材料,开展了川芎内生菌群落结构分析、川芎挥发性组分分析,以及川芎内生菌群落结构与其品质的关系分析。以期揭示了川芎内生菌与川芎品质关系。首先,采用PCR-DGGE和DNA测序技术,首次揭示川芎内生细菌的群落结构多样性低,由6-9种亲缘关系密切的细菌组成;不同个体、不同产地川芎的内生细菌群落结构相似程度较高,仅3份材料(彭州敖平镇、都江堰石羊镇、眉山修文镇)的样品缺乏部分种群。川芎内生真菌的群落结构多样性丰富,约由20多种真菌组成,经测序鉴定出的川芎内生真菌11种,分属子囊菌亚门及半知菌亚门,7个目,7科,7个属,以半知菌亚门为优势菌群。分别为Plectosphaerellasp.(小不整球壳属)、Rhizoctonia sp.(丝核菌属)、Sclerotinia sp.(核盘菌属)、Fusarium sp.(镰孢菌属)、Cercospora sp.(尾孢属)、Cylindrocarpon sp(柱孢属)、Aspergillus sp.(曲霉属),以及不可培养出来的类群：Ascomycota sp(子囊菌门)、Nectriaceae(肉座菌目)等4种。其中,Plectosphaerella sp(小不整球壳属)2种真菌为5个产地样品中共有内生真菌,1种镰孢菌属Fusarium sp真菌为眉山义和产地的特有种,1种肉座菌目(Nectriaceae)真菌为都江堰市石羊镇特有内生真菌。可见,川芎内生细菌群落结构比较稳定;内生真菌群落结构存在不同个体、不同产地川芎的差异,同产地不同个体川芎内生真菌的相似程度较高,不同产地间的相似程度较低；道地产区都江堰市石羊镇川芎的内生真菌群落结构较其他4个产地丰富,同时与其它产区相似度均很低,存在其他产地未见的特有种llyonectria macrodidyma。说明道地产区药用植物内生真菌种群多样且种群数相对固定。其次,首次在个体水平揭示川芎个体挥发组分的组成与含量存在差异,通过GC-MS分析,在5个产地15个样品中共检索鉴定出了47个成分,其中藁本内酯为2种。5个产地15个样品中共有成分11个,其化学成分为α-蒎烯、桧烯、4-乙烯基-2-甲氧基-苯酚、p-芹子烯、3-正丁烯基苯酞、1,4-环壬二烯、3-isobutyl iden phthalide、cyclopent-2-en-1-ylidene-carboxylic acid (3-butyl)ester、藁本内酯、亚油酸乙酯、棕榈酸。5个产地的Z-藁本内酯含量有较大差异,但以都江堰石羊的相对平均含量较高。都江堰石羊镇样品的化学成分种类变化最小,样品之间相似性较好,道地性产区与非道地产区相似性降低。说明道地产区的川芎化学成分相对稳定,这也是川芎道地性品质的重要保证。通过川芎内生菌群落结构与挥发组分相关性的分析,首次揭示内生细菌与内生真菌对川芎品质的影响程度不尽相同,川芎内生细菌的种群多样性不高,不同产地种群数目相对稳定,仅影响到挥发性组份中l,4-环壬二烯的含量：内生真菌的群落结构在个体间和产地间均存在丰富的多样性,有7种真菌影响到挥发性组分的含量,同一种真菌可以影响多个挥发性成分,同一个挥发性成分也受多种真菌的影响,条带b(Uncultured fungus)与藁本内酯相关性呈正相关。可见,川芎内生细菌群落结构对川芎品质的影响不明显,而川芎中内生真菌的群落结构组成情况是影响川芎的品质重要因素之一。综上所述,川芎品质受到其内生菌群落结构的影响,其中内生细菌的影响较小,内生真菌群落结构对川芎品质的影响作用较大。道地产区都江堰石羊镇所产川芎的内生真菌群落结构丰富而相对稳定,与其挥发性组分的种类变化最小,样品之间相似性较好的情况相一致。内生菌的群落结构影响了川芎品质的形成,尤以内生真菌的影响最大。都江堰石羊镇产川芎的内生真菌群落结构丰富而相对稳定是其道地性形成的重要机制之一。