中药黄芩为唇形科(Labiatae)黄芩属(Scutellaria)多年生草本植物黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)的干燥根,是我国大宗常用药材之一,其性寒味苦,具有清热解毒、抗炎、利胆、抗氧化和抑制HIV-RT病毒等疗效,目前70%清热解毒类中成药及配方均含黄芩药用成分。黄芩市场持续供不应求导致资源长期被掠夺性采挖,野生药用资源已消耗殆尽,野生分布面积迅速减少,黄芩市场需求增加与野生资源日益枯竭之间的矛盾开始加剧。虽然目前黄芩栽培面积不断增加,但引种栽培大多依靠药农的主观经验,缺乏其分布区的适宜性评价和合理的种植区划,存在盲目性和一定的风险。预测黄芩潜在分布区及其适宜性评价,并揭示影响黄芩分布和品质的主要环境因子,可以为黄芩引种栽培、种植区划和标准化栽培提供参考。本研究以黄芩标本信息、有效成分黄芩苷含量及全国环境变量为依据,首次基于GIS技术并结合最大熵模型和Fuzzy隶属函数,重点预测了黄芩潜在分布区及其适宜性评价,揭示了影响黄芩适宜性分布及有效成分含量的关键环境因子,并采用最大熵模型对黄芩属其它5种药用植物资源的潜在分布区及其适宜性进行了初步研究。同时,系统地优化了流式细胞术测定黄芩基因组大小的方法,并首次测定66种药用植物的基因组大小。主要研究结果如下：1.收集前期实验室实地调查和来自数字标本馆的198个标本信息、275份样品的黄芩苷含量数据,应用GIS技术及Maxent模型和Fuzzy隶属函数相结合的实验方法,对黄芩进行了潜在分布预测和适宜性评价。结果显示,16个环境变量在Maxent中模拟精度非常好(AUC=0.952±0.006);海拔(alt)、7月平均降水(prec7)、1月平均降水(precl)、温度季节性变化的标准差(bio4)、年平均气温(bio1)和土壤表层pH(t_pH)是影响黄芩分布和有效成分黄芩苷含量的6个关键环境因子；黄芩潜在适宜分布区位于我国的东北、华北和西北地区,其中最适宜分布区集中在内蒙古东南部、河北和山西大部分地区及陕西秦岭以北地区,以山西(112285km2)、内蒙古(92342km2)、陕西(75441km2)和河北(72878km2)分布面积最大。上述预测结果将为黄芩野生资源保护与恢复、种植区划及标准化栽培等提供理论依据。2.应用GIS技术和Maxent模型对黄芩属5种药用植物并头黄芩(S. scordifolia)、粘毛黄芩(S. viscidula)、甘肃黄芩(S. rehderiana)、滇黄芩(S. amoena)、丽江黄芩假likiangensis)分别进行了潜在分布预测和适宜性评价。结果显示,Maxent模型预测结果均达到非常好的标准,其中内蒙古的北部、河北、山西、陕西为并头黄芩和粘毛黄芩主要分布区,但丽江黄芩、滇黄芩和甘肃黄芩的分布明显具有区域化特点；分析发现,影响黄芩属6种药用植物的关键环境因子并非一致,表明不同的环境因子可能是导致黄芩属6种药用植物系统演化、潜在分布区及形态特性相差较大的主要原因。这一结果将为黄芩属药用植物野生资源保护、引种驯化和栽培管理等提供理论依据,并为进一步揭示黄芩属药用植物资源的地理起源和系统演化机制奠定基础。3.基于上述黄芩潜在分布和适宜性评价结果,结合陕西省地理气候和地形地貌特点,重点对陕西省进行了初步的黄芩种植区划研究。结果将黄芩最适宜区分为三个区域：第一个区域为北暖温带的延安—长城黄土高原丘陵沟壑区和渭北—延安黄土高原丘陵沟壑区；第二区域包括关中合阳—澄城区和关中渭河平原区；第三个区域为陕南秦巴浅山丘陵区。陕西省黄芩种植区划将为陕西省在制定中药资源开发与利用、土地合理布局和有效地提高土地利用率提供科学依据。4.分别以新鲜、幼嫩和硅胶干燥的黄芩叶片为材料,采用Otto和LB01两种细胞核提取液,系统探讨和优化了流式细胞术测定药用植物基因组大小的方法及条件。结果表明,选用豌豆为内标植物,以幼嫩叶片和新鲜叶片为材料,采用Otto两步法在低温提取、离心和保存,碘化丙啶染色(PI)浓度为0.02m∥mL时为最优实验方案,能得到高质量的细胞核悬液且细胞核散点图相对集中,碎片较少,容易准确取门,CV较小,测定的C值更准确。首次成功测定黄芩1C值为0.58pg,基因组大小约为562Mbp。基于此方法测定了采自陕西地区80种常用药材的药用植物DNA C-值,其中66种药用植物的DNA C-值为首次报道,并成功提交Plant DNA C-values Database(http://data.kew.org/cvalues/),这将为药用植物资源的遗传评价、系统演化及功能性状进化等研究奠定基础。