赤芍作为传统的中药材,需求量大。近年来由于过度采挖导致野生资源匮乏,栽培赤芍成为解决市场供需的重要举措。随着赤芍栽培面积的扩大,在栽培区域出现种质混乱和相似品种混淆的现象。此外,栽培地区的环境因素对赤芍品质的影响也不可忽视。因此,开展赤芍种群遗传多样性及赤芍有效成分与气候因子的相关性研究,对建立赤芍野生资源保护区和加强赤芍品种选育以及赤芍生产区划的制定具有重要意义。本研究利用ISSR和RAPD分子标记对来自内蒙古自治区、黑龙江省和吉林省等地的28个赤芍种群以及安徽省的1个白芍种群进行遗传变异和亲缘关系的研究。同时测定了收集于内蒙古自治区、黑龙江省、河北省等地区共计22份赤芍样品的芍药苷含量,并结合30年的年均降水和年日照时数等气候因素,初步探究赤芍有效成分与气候因子的相关性。研究结果如下:1、采用14个ISSR和14个RAPD引物对赤芍基因组DNA扩增,扩增出的总条带数分别为257,215;多态性条带分别为251,209;多态性比率分别为97.8%,97.2%。2、两种分子标记共同显示野生赤芍种群的遗传多样性比栽培种群高,其中DL种群(内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县)的遗传多样性最高,可以作为野生赤芍保护区的候选点;此外,建议将呼伦贝尔市也作为野生资源保护区的备选区域。遗传分化参数均表明,野生赤芍种群的遗传分化主要在种群内,栽培赤芍种群的遗传分化主要在种群间。3、ISSR和RAPD的聚类分析结果均显示将29个种群分为两类,一类是赤芍种群,另一类是白芍种群,与主坐标分析结果一致,该结果可以作为鉴定赤芍和白芍的分子依据。两种分子标记共同表明,赤芍种群聚为5个亚类,其中ELC3(内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂伦春自治旗大杨树镇)种群是独立聚类的,该种群复杂的遗传背景,需要进一步研究。4、通过UPLC测定22份赤芍样品的芍药苷含量,野生赤芍的芍药苷含量为4.9%-7.2%;而栽培赤芍的芍药苷含量为2.8%-6.8%;其中来自内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗和黑龙江省牡丹江市林口县的样品芍药苷含量较高分别为5.4%和6.8%。相对于本研究中其他地区的赤芍样品,内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗和黑龙江省牡丹江市林口县的赤芍质量较好。赤芍饮片的芍药苷含量为3.4%-4.9%。其本品和饮片的芍药苷含量均到达到《中华人民共和国药典》(2015版)规定值,分别为1.8%和1.5%。5、通过对赤芍有效成分与气候因子相关性分析可知:芍药苷含量与经纬度和日照时数呈正相关,与年均降水和海拔呈负相关。内蒙古自治区锡林郭勒盟南部、赤峰市中南部以及呼伦贝尔市东南部等地区日照时数长,昼夜温差大,降雨量偏少是适合赤芍生长的地区,因此可以作为内蒙古地区赤芍适宜种植基地的备选点。