乌头属牛扁亚属Aconitum subgen.Lycoctonum属于毛茛科翠雀族，全世界约40种，分布于欧洲、亚洲、非洲北部和北美东部。该亚属的界定、亚属内系统发育关系等问题尚存在较大争议。本研究主要利用分子系统学手段，同时结合细胞学证据，以重建牛扁亚属的系统发育关系，确定该亚属的范围，探讨一些种类的系统位置，为该亚属建立一个新的分类系统。我们还尝试利用低拷贝核基因AP3的第一个拷贝构建了牛扁亚属部分种类的系统发育关系，以进一步探讨多倍体种类的起源问题，同时对部分种类进行了DNA条形码研究。主要研究结果可总结如下。　　1.细胞学:研究了17种、3变种共60个居群的染色体数目和核型。发现1种即独花乌头Aconitum fletcheranum的染色体数目为2n=12，11种、2变种为2n=16，4种、1变种为2n=32，1种即空茎乌头A.apetalum为2n=48，其中6种的染色体数目为首次报道。这些结果表明x=8是牛扁亚属最主要的染色体基数。基数x=6在乌头属中为首次报道。牛扁亚属基于x=8的二倍体种类的核型相当一致，为2n=2m+6sm+8st，仅展喙乌头组sect.Alatospermum的展喙乌头A.novoluridum核型较特殊，为2n=2m+14sm，其染色体内部不对称性(intrachromosomal asymmetry)在牛扁亚属中最低。唯一基于x=6的二倍体独花乌头的核型为2n=8m+2sm+2st。我国西南横断山区的4个四倍体分类群(短距乌头A.brevicalcaratum var.brevicalcaratum、无距乌头A.brevicalcaratum var.parviflorum、黄毛乌头A.chrysotrichum、粗花乌头A.crassiflorum)的核型彼此颇为一致，而与分布于横断山区以外的唯一四倍体种类狭盔高乌头A.angustius的核型明显不同。空茎乌头（六倍体）是牛扁亚属中目前已知的具有最高染色体倍性的植物。　　2.分子系统学:包括两部分。(1)选取牛扁亚属40种、4变种共61个样品，利用2个核基因(ITS和ETS)和4个叶绿体片段(ndhF-trnL、psbA-trnH、psbD-trnT和trnT-trnL)重建了该亚属的系统发育关系。结果表明目前基于形态性状定义的牛扁亚属不是一个单系群;两个单种组即sect.Galeata（我国不产）和独花乌头组sect.Fletcherum应该移出。重新定义的牛扁亚属包含2组，其中展喙乌头组仅包括展喙乌头，牛扁组sect.Lycoctonum包括其余种类。展喙乌头组在系统树中位于最基部的位置。牛扁组的单系性获得了高支持率，然而前人在该组下划分的10个系均为并系或多系。牛扁组成员聚为5个大支，我们将其处理为5系:粗花乌头系ser.Crassiflora、花葶乌头系ser.Scaposa、两色乌头系ser.Volubilia、牛扁系ser.Longicassidata和高乌头系ser.Lycoctonia。此外，我们还承认小花乌头系ser.Micrantha，该系仅包含空茎乌头。空茎乌头是牛扁亚属中唯一一个六倍体种(2n=48)。分子系统学结果表明它很可能是通过杂交和多倍化而形成的。(2)选取牛扁亚属21种、2变种共80个样品，利用低拷贝核基因AP3的第一个拷贝构建了这些种类的系统发育关系。结果表明独花乌头为牛扁亚属+乌头亚属的姐妹群;支持根据cpDNA和nrDNA数据重新定义的牛扁亚属范围，同时也在一定程度上验证了我们新提出的该亚属的分类系统;证明狭盔高乌头为异源多倍体，推测赣皖乌头A.finetianum可能是其母本，高乌头A.sinomontanum可能是其父本;发现横断山区四倍体分类群的AP3-1基因可分为5支旁系同源基因，这些种类具有共同祖先，并且是在祖先形成这5支旁系同源基因后才开始分化的，展喙乌头参与了这些多倍体植物的形成;证明横断山区的某个多倍体种是空茎乌头的亲本之一。　　3.DNA条形码研究:选取牛扁亚属23种、3变种共90个样品，对5个核心条形码片段(rcbL、marK、psbA-trnH、ITS和ITS2)进行了分析，以观察单个条形码及其片段组合在该亚属中的物种鉴定能力。结果表明5个片段的扩增成功率均很高(＞90％)。叶绿体片段rbcL、matK和psbA-trnH在种内和种间变异都很小，物种鉴定率极低。ITS的种间变异率相对较大，但是依然不适合作为牛扁亚属的DNA条形码。利用邻接法分析时，片段组合并未提高物种鉴定率。在片段组合rbcL+matK+ITS构建的邻接树上，5种植物得以区分，分别是独花乌头、展喙乌头、空茎乌头、花葶乌头A.scaposum和山地乌头A.monticola。