半夏Pinelliaternata（Thunb.）Breit.为多年生草本植物,以干燥块茎入药,具有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等功效,为我国传统大宗药材。近年来由于工业经济发展和吸烟导致的理化因子吸入以及人口老龄化等因素,呼吸系统疾病发病率增加,国内外市场对半夏的需求升温,其年产销量及出口量近万吨。目前,半夏生产主要依靠人工种植,甘肃、湖北、贵州等大规模引种栽培半夏的面积逐年增加,但是供应量仍然难以满足市场需求。半夏产量主要受两种因素制约,外在因素是缺乏稳定、高产的半夏品种;缺乏科学的引种栽培技术;内在因素是半夏抗性低,常受夏季高温高湿天气影响发生“倒苗”;有性繁殖败育;无性繁殖的增产系数较低,限制产量。半夏在我国广泛分布,具有种质资源多样性。合理保护、利用、开发半夏种质资源,进而选育良种是半夏稳产、增产的有效方法。目前,我国许多地区开展半夏种质资源评价并基于系统选育法培育半夏良种,满足了地区性的市场需求。随着栽种面积增加,全国范围的种茎交易加快了各产地半夏的流通,不同基因型的半夏混种于同一基地,造成生产中半夏表型不一致、抗逆性和生产性能差异较大,严重降低了相同批次半夏种茎产量和饮片品质稳定性。因此,应基于半夏表型科学地开展种质资源评价及选育半夏新品种的工作,栽植表型明确的半夏,有利于实现半夏进一步稳产、增产,为解决人工生产中影响半夏产量的关键问题奠定基础。本研究从半夏生态适宜性区划分析、种质资源收集与表型多样性分析、抗逆性评价、新品种选育为主要研究内容,以半夏种质资源“表型”分类及多样性评价为核心,建立半夏种质资源评价并选育表型稳定的半夏新品种。研究结果如下:1半夏全球生态适宜性分析通过分析全球范围内半夏生态适宜产区,科学规划半夏生产布局。本研究采用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统（GMPGIS）,通过生态相似性原理,分析得出半夏全球内最大生态相似度区域。结果表明,全球范围内适宜半夏生长地区主要包括北美洲中部、亚洲东部及欧洲中南部。中国适宜半夏生长的省份包括云南、四川、广西、陕西、湖南和湖北等。2半夏表型多样性评价半夏叶型和珠芽型是变异丰富且稳定遗传的质量性状。本研究归纳三种表型分类,分别是不同叶型半夏、不同珠芽型半夏及混合型半夏。开展每种半夏表型12～14个数量性状分析,结果表明:（1）根据半夏叶长宽比差异,由小到大,依次将半夏分为芍药叶型、桃叶型和竹叶型。变异系数分析显示,底珠芽重的变异系数均较其他性状大。相关性分析表明,复叶数、株高等与地下部分的块茎重、珠芽数量、底珠芽重等性状密切相关。主成分分析显示,叶柄长度、叶宽、底珠芽重是表型差异的主要因素。芍药叶型半夏相较于其他两种半夏可着生更大的珠芽;桃叶型半夏单株相对可形成更多的珠芽、块茎直径较大;芍药叶型、桃叶型半夏具更好的产量相关性状。（2）根据半夏复叶叶柄顶端是否着生顶珠芽,将半夏分为单珠芽型和双珠芽型。变异系数分析显示,单珠芽型半夏变异系数最大的是叶长宽比,表明其具有丰富的叶型;双珠芽型半夏变异系数较大的是顶珠芽重,说明双珠芽型半夏的顶珠芽体积差异较大。相关性分析显示,两种珠芽型半夏叶长叶宽比与珠芽重等性状密切相关。主成分分析显示,叶长叶宽比、叶长是造成不同珠芽型半夏表型差异的主要因素。（3）依据叶长叶宽比将双珠芽半夏分为芍药叶型双珠芽、桃叶型双珠芽和竹叶型双珠芽半夏。变异系数分析显示,三种叶型双珠芽型半夏顶珠芽重、底珠芽重、地下叶柄长的变异系数较其他性状大;桃叶型双珠芽半夏顶珠芽、底珠芽重的变异范围较大。芍药叶型双珠芽半夏顶珠芽、底珠芽重变异系数较大,且顶珠芽、底珠芽的平均重量较大。主成分分析显示,叶宽、底珠芽重、底珠芽直径等9个数量性状是造成不同珠芽型半夏表型差异的主要因素。综上所述半夏表型多样性分析显示,同一产地半夏种质资源间具有丰富的表型多样性;叶型与块茎重、珠芽数量、底珠芽重等半夏产量性状密切相关;仅从数量性状变异及相关性分析,芍药叶型双珠芽半夏可作为潜在高产半夏种质。3不同表型半夏的高温抗逆性评价（1）不同叶型半夏的高温抗逆性评价 研究三种叶型半夏在轻度、中度、重度高温胁迫下生理响应,测定抗氧化系统、光合参数、叶片超微结构、差异表达基因等生理生化指标变化。结果表明,高温下三种叶型半夏生理响应存在明显差异,竹叶型半夏高温抗逆性最高,其次为芍药叶型,桃叶型半夏高温抗逆性最低。高温下芍药叶型半夏抗氧化系统损伤较小;桃叶型半夏叶片光合作用受损较严重;半夏叶片超微结构受损程度由重到轻依次是,桃叶型、芍药叶型、竹叶型。转录组分析显示,三种叶型半夏共表达的热激蛋白相关基因可作为抗高温候选基因;共表达的光合作用相关基因可作为指示叶片光合系统受损伤的候选基因。三种叶型半夏拮抗短期高温胁迫:竹叶型＞芍药叶型＞桃叶型。（2）高温胁迫下不同珠芽型半夏生理响应研究 研究两种珠芽型半夏在重度高温胁迫下的生理响应,测定抗氧化系统、光合参数、差异表达基因等生理生化指标变化。结果表明,两种表型半夏的高温抗性存在差异,单珠芽型半夏高温抗逆性高于双珠芽型半夏。高温下双珠芽型半夏抗氧化系统损伤较严重;叶片光合作用损伤较大;转录组分析显示,响应高温胁迫的两种表型半夏共有89个与HSP相关基因的差异表达以及38与个光捕获复合体蛋白（LHC）、叶绿素a/b结合蛋白（CAB）相关基因差异表达。依据综合评价,本研究对两种珠芽型半夏在重度高温胁迫下的生理响应研究,高温下双珠芽型半夏抗氧化系统、叶片光合作用较单珠芽型损伤更严重。两种珠芽型半夏的HSP21、LHC1相关基因可作为双珠芽型半夏在高温下较单珠芽型半夏损伤更严重的关键基因。两种珠芽型半夏拮抗短期高温胁迫:单珠芽型＞双珠芽型。4半夏新品种选育本研究以选育半夏着生双珠芽、多复叶数为主要目标,选育繁殖系数高、丰产的半夏新品种。结果表明,经过综合评比,以复叶多、双珠芽的贵州省农家优良品系DB-CL-03为繁育对象,采用集团化选育连续择优去劣,通过品比试验、区域试验,优选出符合新品种要求的“中钰半夏1号”。“中钰半夏1号”的复叶数平均5枚,繁殖系数约为9.2,是对照的2.6倍。“中钰半夏1号”平均每亩产量291.47 kg,增产系数达0.81;总有机酸（以琥珀酸计）含量比对照提高15.2%。“中钰半夏1号”繁殖系数高、丰产性好,具有良好的推广价值。本研究首次重点开展了基于半夏表型分类为主的种质资源评价,从源头保障了半夏临床疗效的稳定性。建立了以稳定“基因型”为目标的半夏种质资源收集及评价体系,并从生产实际出发,培育了高繁殖系数的半夏新品种,有助于提高亩产效益,缓解市场供需矛盾,为解决人工栽培半夏缺乏优良种质等产业化瓶颈问题提供奠定基础。