物种自然群体遗传变异的地理分布格局模式研究,可以解析物种响应过去地质环境变迁和冰期气候波动的群体动态进化历史和谱系地理结构。羌活属(Notopterygium Boissieu)是分布在我国中西部青藏高原及其邻近高山地区的一类多年生草本植物,该属包括羌活和宽叶羌活等重要的珍稀濒危药用植物。近年来,由于该属药用植物市场需求量逐渐加大,导致其野生资源人为采挖和破坏极为严重,加上其自然栖息地的气候环境恶化和地理分布区的片段化,致使该属药用植物资源急剧减少,已被列入《中国濒危物种红色名录》。本研究以羌活属4个物种羌活(N. incisum)、宽叶羌活(N.franchetii)、卵叶羌活(N. oviforme)和澜沧羌活(N. forrestii)为研究对象,采集覆盖物种自然地理分布区的49个群体,409个个体材料,分别利用叶绿体微卫星标记、叶绿体DNA序列以及核基因ITS序列数据进行谱系地理学研究,探讨过去地质环境变迁和气候波动对该属物种遗传结构和群体动态进化历史的影响,推测物种可能的冰期避难所以及冰期后的回迁/扩散路线,进而为该属药用植物资源的保护和管理提供科学依据。主要结果如下：(1)利用10对cpSSR引物研究了羌活10个自然群体和宽叶羌活11个自然群体的多态性位点遗传变异。结果表明,物种水平上羌活(PPL=60.00%,h=0.025,I=0.059)和宽叶羌活(PPL=80.00%,h=0.059,I=0.126)的遗传多样性偏低,遗传变异主要存在于群体间(其中羌活为54.78%,宽叶羌活52.74%),群体内变异较少(羌活45.22%,宽叶羌活47.25)。(2)叶绿体DNA单倍型系统发育分析表明：羌活属四个物种形成一个具有较高支持率的单系分支,其中宽叶羌活和卵叶羌活共同形成一个支系,但没有得到很好的分辨率,结合两个物种邻域的自然地理分布,推测它们之间可能发生了杂交或叶绿体DNA渐渗事件；而羌活和澜沧羌活各自形成一个对应于其物种本身的单独支系,且具有较高的支持率。同时,核ITS基因型系统发育分析支持羌活属四个物种各自形成一个单系的结论,说明ITS作为核基因具有更高的物种分辨率。(3)结合分子钟估算出羌活属四个物种的起源时间大约从4.21到9.6Mya之间,种间分化时间在1.24到3.4Mya,推测可能与第三纪中新世晚期至上新世时期的青藏高原大规模隆升以及更新世早期气候动荡所产生的剧烈气候环境变化有关,这种气候环境震荡和地质变化可能驱使了羌活属植物的物种分化。(4)物种分布区模拟显示,羌活和宽叶羌活作为耐寒的多年生草本物种,在气候比较寒冷的末次盛冰期,两物种发生了明显的群体增长事件。结合群体遗传学的溯祖理论以及Mismatch分析,计算得到羌活的扩张时间大约为0.28-0.85Mya,宽叶羌活的扩张时间大约在8-25Kya。而当前两物种的分布范围明显缩小,可能是由于受到不良气候环境和近期人类活动的影响,群体发生了瓶颈效应,出现了缩小事件。(5)结合叶绿体DNA单倍型地理分布及遗传多样性分析得出,羌活在青藏高原东南部区域、祁连山一带以及四川、甘肃、青海三省交汇地带分布的单倍型多样性最高,且各群体均有特有单倍型的存在,因此我们推测这些区域为羌活的冰期避难所；而宽叶羌活在青藏高原东南部区域、祁连山一带以及甘肃中部兴隆山一带的单倍型多样性较高,且存在特有单倍型,推测这三个地区是宽叶羌活的潜在避难所。此外,物种分布区模拟也显示四川西北部、青海东南部以及甘肃的等地区为两个物种的最适生长区域。最后结合以上对羌活属药用植物谱系地理学的研究结果,提出了一些保护建议。