柴胡为常用中药材，具有解表和里、舒肝解郁、升提中气等功效，中国药典收载柴胡（Bupleurum chinense DC.）和狭叶柴胡（B.scorzonerifolium Willd.）的干燥根。我国各地约有25种柴胡属植物作药用，种质资源丰富，但商品药材以栽培北柴胡为主，由于地域分布广泛，且不同地区之间相互引种，致使药材质量现状不明确，种质亲缘关系不清，给柴胡的临床准确用药和资源利用带来困难。本研究在大量收集以北柴胡为主的柴胡种质资源基础上（共收集118份样本），从化学和分子生物学的角度，结合形态学、引种栽培试验、资源调查、本草考证等研究手段，全面分析评价北柴胡的种质资源状况，为合理利用柴胡药材及基因资源提供科学基础。　　化学分析:首次建立了基于NMR技术的柴胡药材代谢组学分析方法，样品采用氯仿、甲醇-水两相提取法，其有机相用氘代甲醇溶解，水相用含缓冲液的氘代水溶解，氢谱核磁分析条件为:500兆NMR仪，频率H-NMR500.13NHE，128 Scan，0.126Hz/point;pulse width(pw)=4.0μs(30℃)relaxtion delag=2.0s;Fid转换LB=0.3 HE。多元数据软件SIMCA-P11.0。　　建立了HPLC柱前酸化处理同时测定柴胡皂苷a、d含量的方法，以单因素结合正交试验优选酸化理条件为:药材提取液加入8％盐酸于30℃恒温反应18h，用8％KOH调节pH值至中性。色谱条件为:Hypersil ODS-C18柱(200mm×4.6mm，5μm)，检测波长250nm，流动相乙腈-0.05％H3PO4(38:62)，流速:1.0mL·min-1，柴胡皂苷a线性范围0.119～2.38μg(r=0.9998)，平均回收率99.96％(RSD=1.67％)，柴胡皂苷d线性范围0.157～3.14μg（r=0.9994），平均回收率98.73％(RSD=1.28％);　　建立了基于HPLC-UV的柴胡代谢物轮廓分析方法，改进了流动相酸的种类，解决了因紫外末端吸收所引起的基线不平稳问题，获得了理想的HPLC图谱，色谱条件为:色谱柱Diamonsil（钻石）C18(200mm×4.6mm，5μm)，检测波长203nm，以乙腈（0.02％三氟乙酸）-水（0.02％三氟乙酸）为流动相，梯度洗脱，流速1.0mL·min-1。　　经上述化学分析评价，柴胡药材不同种北柴胡、红柴胡和黑柴胡的代谢产物可明显区别，其中红柴胡与北柴胡更接近，而非药典收载品黑柴胡与上述两种正品柴胡的差异较大;北柴胡种内不同产地或野生与栽培品间药材的化学成分相似度高，均一性良好;药材中柴胡皂苷含量在甘肃、陕西的主产区中均较高，山西的样品含量差异较大，其中陵川、左权、平陆、长治等地种质的柴胡皂苷含量较高。　　遗传分析:建立了柴胡植物不同组织AFLP分子标记方法，其中以药材干根提取高质量DNA最困难，但更适用于中药材的分子鉴定和多样性分析，具体方法为:药材研磨时加入3％ PVP粉末及2倍量石英砂，液氮快速磨成细粉，转移至新的离心管中，低温条件下TNE洗涤2次，CTAB方法提取基因组DNA，酶切模板DNA(50ng/μl)4μl，连接产物稀释10倍作为预扩增模板，选择性扩增引物3对:E-AAC/M-CTA、E-AGG/M-CTG和E-AGG/M-CAA，扩增条带总数为188条，其中多态性条带为167条，多态性比率为88.83％。　　用建立的方法对64个样品研究，由于多数材料贮藏时间在两年以上，只有23个样品提取到高质量DNA，经AFLP分析，柴胡不同种的药材可明显分开，且两个正品物种北柴胡和红柴胡的遗传距离较近，而非药典种黑柴胡距它们较远，以北柴胡为中心的遗传距离远近顺序为:北柴胡—红柴胡—黑柴胡;另对18个北柴胡样品进行分析时发现，所建立的AFLP方法可用于柴胡种下不同居群的分类，将来自三个不同省（甘肃、山西、陕西）的北柴胡分成3类，且还可依据亲缘关于推测不明身份种子可能的原产地。遗传和化学分析结果在柴胡种间的分类是一致的，提示不同种的化学表型差异主要由遗传分子差异所决定，但北柴胡的种内主要地理居群在DNA分子上的差异性并未引起化学类型的明显差异，提示产地环境对北柴胡的代谢产物可能有趋同影响，即商品北柴胡的均一性良好。　　引种栽培试验:采用旱作栽培法将13份不同产地的柴胡种子，在山西3个不同点进行引种栽培试验，结果发现柴胡的生育期主要受引种地和原产地相对纬度及海拔的影响，而营养生长期的长短将影响柴胡药材根的产量，生殖生长期的长短和引种地的温度将影响柴胡种子的成熟度;柴胡中有效成分柴胡皂苷的含量首先受遗传因素控制，其次受产地环境影响。高柴胡皂苷含量的种质有甘肃陇西和陇南地区、陕西宝鸡与商洛以及山西陵川、平陆等县;柴胡适宜种植地除上述种源产地外，还有山西的晋东南、晋南及晋中地区，山西不太适宜的产地主要为雁北地区。北柴胡异地引种后药材性状总体很相似，根的粗细、弯直、分支与不分支、颜色等方面的变化不是可稳定遗传的变异，主要受具体种植地块的厚薄、松紧及土壤类型等影响。本研究结果提示，柴胡的种植生产可在不同纬度或海拔地区分别建药材生产基地与种子繁育基地，以达到提高药材产量和质量，保证种子成熟饱满的目的。　　本草学研究认为习用药材名“南柴胡”应改为“红柴胡”更妥;药源调查表明栽培北柴胡已成为柴胡药材的主流商品，种植规模位列前位的有甘肃、山西和陕西等省。　　结论:本研究将中药学、植物学、分析化学、分子生物学、农学、化学计量学等技术相结合，对北柴胡种质资源进行了深入系统的研究，明确了北柴胡药材质量基本现状，即栽培北柴胡药材的质量均一性较好，可替代野生品，种质相对野生品更纯化。北柴胡与近缘种正品红柴胡有较近的遗传距离而与非药品黑柴胡的亲缘关系较远，为柴胡的资源利用提供了研究基础，所建立的新方法为中药材的质量控制和评价提供了思路，也为中药现代化进行了有意义的探索。