黄芪为豆科植物蒙古黄芪（Astragalus membranaceus (Fisch.)Bge.Var.mongholicus (Bge)）Hsiao）或膜荚黄芪（Astragalus membranaceus(Fisch.) Bge.）的干燥根，红芪为多序岩黄芪（Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.）的干燥根。甘肃是黄芪、红芪道地产区，既有野生品种，又有栽培品种。黄芪与红芪同科异属植物，在中医临床用药中黄芪和红芪混用并相互替代，导致红芪与黄芪不分。黄芪和红芪在临床应用不分的物质基础是什么？两者在遗传上有什么亲缘关系？因此，本研究采用原植物形态学、ISSR分子标记、叶绿体基因psbA-trnH序列比较及红外光谱检测相结合的方法，对不同来源的黄芪、红芪进行比较分析。以期为甘肃道地药材黄芪、红芪的研究提供必要的生物学依据，并为其进一步研究开发和广泛应用提供理论基础。主要研究内容和结果如下：1、黄芪、红芪的形态学比较研究从甘肃省渭源县、陇西县、宕昌县、岷县等黄芪和红芪主产区，分别采集黄芪样品（20个）、红芪样品（7个），共27个不同产地的黄芪和红芪样品，分别留样，照相。红芪和黄芪在原植物外观形态上有如下差异：黄芪的小叶片较小，多是椭圆形、倒卵形、椭圆状卵形或者椭圆状倒卵形；红芪的小叶较多，多是卵状披针形或卵状长圆形、先端圆形或钝圆，通常具尖头。花瓣颜色不同可以直观的区分两种形态上的区别，黄芪的花瓣皆是黄色；红芪的花瓣是淡黄色；黄芪的荚果无毛，光滑；红芪的荚果被短柔毛具有明显网纹。2、黄芪、红芪遗传差异的ISSR分析采用ISSR分子标记技术，从8个ISSR引物中筛选出3个引物分别对黄芪20个样品、红芪7个样品PCR扩增，聚丙烯酰胺凝胶电泳检测扩增结果，得到清晰稳定的条带，统计分析发现黄芪和红芪共扩增出位点数23个，多态性位点数16个，平均多态性比率71.3%，其中黄芪20个样品扩增出位点数17个，多态性位点数12个，多态性比率70.5%；红芪7个样品扩增出位点数13个，多态性位点8个，多态性比率61.5%。黄芪和红芪共27个样品遗传多样性0.49-0.88，平均是0.53。构建UPGMA（非加权配对算术平均法）聚类分析结果发现，遗传距离0.49处，黄芪和红芪27个样品分为2类：第一类为红芪，红芪H1（宕昌县官鹅沟）和H7（渭源县会川镇）之间亲缘关系最近，H6（陇西县滩儿乡）为单独一支，遗传距离为0.58；第二类为黄芪，黄芪h1（岷县齐家庄）和h20（渭源县清源镇）、h3（岷县梅川镇）和h12（陇西县十三里铺）、h15（渭源县杨家寨村）和h18（渭源县会川镇）之间亲缘关系最近，遗传距离为0.64。说明在黄芪和红芪之间存在较为丰富的遗传多样性，黄芪和红芪之间遗传关系较同产地遗传关系远，ISSR可以有效地进行黄芪和红芪遗传多样性分析。3、基于叶绿体基因psbA-trnH序列的遗传差异分析利用分子鉴定方法扩增黄芪与红芪叶绿体基因psbA-trnH区间序列，测定psbA-trnH核苷酸序列并作序列同源性分析，结果表明黄芪和红芪的叶绿体psbA-trnH长331bp，存在8个变异位点，存在多个信息变异位点。用UPGMA法构建的聚类图表明，黄芪和红芪在甘肃的类群存在较大程度变异。结论利用psbA-trnH区间序列的差异可以鉴别黄芪与红芪。4、黄芪、红芪红外光谱检测分析利用红外光谱结合化学计量学的方法对不同产地黄芪和红芪进行分析，选取11个共有特征峰的吸光度，构建二阶导数图谱并且结合主成分分析和神经网络方法建模区分黄芪和红芪。主成分分析结果表明，选取吸收峰1635.34cm-1和1035.58cm-1可以对黄芪和红芪进行很好的区分；采用神经网络方法建模，随机抽取65%的样品作为训练集,建立黄芪和红芪分类模型，判别率100%，其余35%的样品作为验证集进行黄芪和红芪判别分析，对模型进行评价，正确率达90%。采用红外光谱结合主成分分析和神经网络分析可以准确、可靠地对黄芪和红芪进行识别和验证，为黄芪和红芪的质量评价提供了一定的科学依据。本研究通过对甘肃不同产地黄芪和红芪的原植物形态、ISSR分子标记和叶绿体psbA-trnH基因序列分析以及红外光谱检测等方法，研究了甘肃不同产地黄芪、红芪的亲缘关系及其区分的方法。黄芪和红芪在原植物外观形态上可以简单区分；核基因组水平的ISSR分析，可将黄芪和红芪聚类区别并说明黄芪和红芪在亲缘关系上比较远；叶绿体基因psbA-trnH序列分析，认为叶绿体基因psbA-trnH可以作为甘肃黄芪和红芪分子鉴别的基因；红外光谱结合化学计量学的方法可以较好的对黄芪和红芪进行区分。本研究在一定程度上揭示了黄芪和红芪差异的形态、遗传及物质基础，为今后的临床运用和相关研究奠定了基础。