中医药是中华民族的宝贵财富。中药作为中医药文化的重要组成部分,在中医药事业的发展中起着重要的作用。道地药材更是中医药文化的精髓与中华民族文化的瑰宝。道地药材的研究更是关系到中医药现代化、国际化的进程。课题组对中药道地理论研究进行整理与总结,创新性地提出并创建遗传-化学-生态相关性分析的研究新体系,综合运用转录组学、DNA条形码技术、化学成分分析、气候生态因子分析、土壤微量元素分析等对中药道地性的生物学机制进行探索,并在西洋参、肉苁蓉、黄芪等中药材成功应用与实践,为中药材道地性研究提供理论依据。本文对中国产两大主产地西洋参转录组进行测序,筛选出23个人参皂苷生物合成途径相关差异关键酶基因,并提取其表达量(RPKM值),结合人参皂苷化学含量测定及气候因子数据进行相关性分析,结果表明西洋参人参皂苷的含量与HMGR(comp76232_c1)的表达成负相关,与其它相关关键酶基因的表达成正相关；与温度、日照等气候因子成负相关,与水分成正相关。蒙古黄芪化学成分的含量与其ITS2序列的遗传距离呈负相关；与温度、水分等呈强烈负相关,与日照、风速等气候因子呈强烈正相关。两主产地肉苁蓉化学成分存在差异,2’-乙酰毛蕊花糖苷可作为区分两大产地肉苁蓉的指标成分；psbA-trnH序列存在显著SNP位点,新疆产肉苁蓉在191位点为G,内蒙古产则为A碱基。本研究应用DNA条形码技术,对常见中药材及其伪品进行分子鉴别,包括中药材威灵仙、紫萁贯众、当归、鼓槌石斛,及百合属、半夏属、堇菜属等中药材与药用植物。研究结果表明DNA条形码技术可以准确地鉴别中药材及其伪品。本文理论研究及提出的研究新体系,为中药道地性的理论研究提供科学依据。