锁阳(Cynomorium songaricum Rupr.)为锁阳科(Cynomoriaceae)锁阳属(CynomoriumL.)的多年生寄生草本植物。其干燥肉质茎可入药,具补肾助阳、益精血、润肠通便之功效。锁阳多寄生于蒺藜科白刺属植物的根部,是一种无叶绿素的全寄生种子植物,主产区位于我国荒漠及半荒漠地区。锁阳含多种化学成分及药用有效成分,研究发现锁阳能促进人体新陈代谢,增强免疫调节能力,具有耐缺氧、防癌、抗疲劳、防止心血管疾病和衰老,以及抗应激和清除自由基等作用。本论文从DNA水平上利用现代分子生物学技术,采用序列分析方法从核-质基因方面对锁阳18个野生居群的188个个体遗传结构进行了分析,目的在于了解锁阳居群的遗传学状况,分析其濒危的原因,以期为该植物的系统分类、资源鉴定以及保护措施的制定提供一定的分子证据。同时通过采用高效液相色谱法对西北地区锁阳块茎中没食子酸、原儿茶酸、儿茶素及根皮苷四种化学成分含量变化的研究,利用高通量测序技术对不同锁阳居群根际土壤中微生物进行测序,探讨锁阳根际土壤微生物群落的组成和多样性及其主要环境驱动因子。主要研究结果如下所示:(1)本研究通过利用ccmFN2和atpA两个基因序列对中国西北地区锁阳的谱系地理学和遗传多样性进行研究,结果表明锁阳属的自然种群的总遗传多样性和种群间遗传多样性相差不大,群体间的遗传分化系数数值上稍微高,但是差异不显著,表明居群间没有在地理分布上表现出遗传分化。锁阳属的种群间的遗传距离与地理距离之间不存在相关性,不符合IBD模型。锁阳属的种群变异主要来源于种群内,种群内的遗传差异显著高于种群间的遗传差异。(2)采用分子标记技术,基于ITS序列对在中国西北地区的锁阳18个自然居群的遗传多样性水平和遗传结构进行了分析。分析结果表明锁阳属的种群变异主要来源于种群内。种群不存在明显的谱系地理结构,锁阳属的种群间的遗传距离与地理距离之间不存在相关性,不符合IBD模型,说明现存的锁阳居群是相对近期时间内片段化的产物。中性检验结果表明锁阳拒绝中性进化,群体历经扩张或者基因座位受到负选择作用,其中性零假说不能被排除。(3)建立锁阳中没食子酸,原儿茶酸,儿茶素和根皮苷含量的HPLC测定方法。其中儿茶素含量最高,没食子酸次之,根皮苷含量最低。同时通过方法学考察建立了简单可行的锁阳指纹图谱分析法,构建锁阳化学指纹图谱与四种主要活性成分(即)定量分析相结合的化学多样性评价体系。(4)不同产地的所有锁阳根际土壤样品中存在的优势菌门为变形菌门、放线菌门、广古菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、Nanohaloarchaeota、酸杆菌门、奇古菌门、Saccharibacteria。锁阳根际土壤微生物群落的组成和多样性和pH之间存在显著性差异(P<0.05)。年降水量是引起不同生境下锁阳根际土壤微生物群落变化的关键性因子,其次为海拔和pH。环境因子及土壤性质能解释微生物群落变异的24.68%,四种化学成分能解释变异的20.42%。土壤荒漠化对中国西北地区土壤微生物群落结构的组成有一定的影响力。