目的:建立红芪ISSR-PCR反应体系,研究甘肃红芪的遗传多样性,分析遗传多样性与生态因子相关性,为分子水平阐释红芪的道地性成因及遗传图谱的构建奠定基础。方法:采用中心复合设计与单因素设计结合的方法,筛选红芪ISSR-PCR反应体系中的模板DNA、ISSR引物、10x PCR Buffer(Mg2+)、d NTPs、Taq DNA聚合酶浓度(数量),并选取最佳退火温度确定的、具有多态性的引物。采用POPGENE 1.32软件计算表征遗传多样性的参数,MEGA 5.05软件进行UPGMA分析,分析红芪遗传多样性。采用SPSS21.0软件对红芪DNA位点进行聚类分析,并对遗传多样性与生态因子进行Person相关性、逐步回归分析。结果:1、采集了不同产地的52份红芪叶片样本,分布于甘肃红芪的道地产区及非道地产区。按区域的大小可分为三类居群:1武都居群、宕昌居群、定西居群;2野生居群、栽培居群;319个乡镇居群。2、建立的反应体系为:25μL反应体系中含3.5μL 10x PCR Buffer(Mg2+)、2μL模板DNA(30 ng/μL)、2μL引物、1.25 U Taq DNA聚合酶、2.0μL d NTPs,14.5μL dd H2O;最佳循环数为34;筛选出高多态性的引物17条,17条引物总共扩增出484条条带,其中多态性条带(位点)数为479条,多态性比率为98.97%,平均每个引物扩增出28.2个多态位点。3、遗传多样性分析发现:1武都、宕昌、定西3个居群的遗传变异在不同的分布区域具有差异性,遗传多样性顺序为:宕昌居群>武都居群>定西居群,说明宕昌居群的遗传基础较宽,适应性较好,武都、宕昌、定西3个分布区间的红芪居群具有丰富的遗传多样性;2野生红芪居群与栽培红芪居群之间存在的遗传变异,遗传多样性顺序为:野生居群>栽培居群,表明野生居群的遗传基础较宽,抗逆性、适应性好于栽培居群,野生与栽培红芪居群具有丰富的遗传多样性;319个乡镇居群遗传变异在不同的分布区域具有差异性,安化镇遗传多样性最高,将台乡最低,安化镇居群的遗传基础较宽,适应性较好,19个分布区间的红芪居群具有丰富的遗传多样性。4、遗传分化分析发现,武都、宕昌、定西居群总体遗传变异中7.61%的变异来源于群体间,92.39%的遗传变异存在于群体内,群体内的遗传变异占相当大的的比重,基因流系数为远大于1,说明红芪种群间的遗传分化不明显。武都居群与宕昌居群的亲缘关系较近,定西红芪居群与武都、宕昌红芪居群的亲缘关系较远。野生与栽培居群总体遗传变异5.44%的变异来源于群体间,94.56%的遗传变异存在于群体内,群体内的遗传变异占相当大的的比重,基因流系数为远大于1,说明野生与栽培红芪居群间的遗传分化不明显。野生居群与栽培居群在遗传距离及遗传一致度上具有差异性,野生居群为一支,栽培居群为一支。19个乡镇总体遗传变异48.59%的变异来源于群体间,51.41%的遗传变异存在于群体内,群体内的遗传变异高于群体间的遗传变异,基因流系数小于1,说明红芪居群间的遗传分化不明显。19个红芪居群之间的遗传距离范围为0.0692-0.4133,遗传一致度范围为0.6614-0.9332,安化镇居群与郭河乡居群的亲缘关系最近,漳县居群与甘泉乡居群的亲缘关系最远,19个居群在遗传距离及遗传一致度上具有差异性。19个居群聚为两类,漳县居群为第一类,其他18个居群为第二类,其中第二类又可以分为四小类。5、红芪的遗传多样性高于蒙古黄芪、膜荚黄芪、葛根、苦豆子及猫豆的遗传多样性,野生红芪、栽培红芪的遗传多样性高于野生、栽培黄芪的遗传多样性,表明豆科药用植物红芪具有较丰富遗传多样性。6、通过DNA位点可以区分野生与栽培样品;通过引物807、809、826、834建立红芪的数字指纹码,可以鉴别红芪居群的52个个体。7、红芪遗传多样性与生态因子的相关性发现,表征红芪遗传多样性的指数与红芪生长的部分生态因子之间具有显著的负相关或正相关关系,影响红芪遗传多样性指数的主要生态因子为:经度、极端最高气温、年平均干燥度、平均无霜期、≥0℃积温。结论:建立的红芪ISSR-PCR反应体系稳定性较好,适合于红芪遗传多样性分析;甘肃红芪具有丰富的遗传多样性,红芪居群间的遗传分化不明显;通过DNA位点可以区分野生与栽培红芪,红芪的DNA指纹数字码可以鉴别52个个体;红芪遗传多样性与部分生态因子之间关系密切,经度、极端最高气温、年平均干燥度、平均无霜期、≥0℃积温作为红芪生长的外界生态因子对红芪种群的遗传多样性具有较显著的选择压力。