薯蓣属为一类重要药用植物,在我国分布广泛。目前该属部分植物缺乏成分及活性相关报道,其分类归属尚存在大量争议。因此,本论文选取根状茎组柴黄姜和蜀葵叶薯蓣进行了系统分离鉴定,同时对所得主要单体成分进行了抗肺癌机制的初步探讨;另外,利用核磁共振（NMR）、液质联用（LC-MS）技术对21种该属植物代谢成分进行全面鉴定,并结合非靶向及靶向代谢组学的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）或正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、层次聚类分析（HCA）结果,整合亲缘关系、化学成分与现代药理活性间的联系性对以上薯蓣属植物的亲缘关系进行了系统探讨。通过系统植化分离,从柴黄姜根茎中鉴定了17个化合物,均为该植物中首次分离得到,2,2’,7,7’-tetramethoxy-[1,1’-biphenanthrene]-4,4’,6,6’-tetrol（n1）和diorosthornoumarin（n2）为新化合物,化合物n11为薯蓣属/科中首次分离得到;从蜀葵叶薯蓣根茎中鉴定了15个化合物,其中dioscin-6’-O-acetate（DA,a1）为新化合物,化合物a14-a15为首次从薯蓣属植物中发现,化合物a3-a8、a10-a15为首次从该植物中分离得到,丰富了该属的化学成分种类和数量。采用体外细胞实验对主要单体成分进行抗肺癌活性探讨,发现蜀葵叶薯蓣中的新甾体皂苷DA具有较好的抗肿瘤活性,其能够有效抑制四种肺癌细胞的增殖与迁移,诱导细胞周期阻滞和细胞凋亡产生,使细胞内ROS含量增加及线粒体膜电位降低。经机制研究发现,DA能显著增加cleaved caspase 3、cleaved caspase8、cleaved caspase 9、cytochrome C（胞质）、cleaved PARP、Bax、p21、p53、p-JNK及p-P38基因和（或）蛋白表达,并明显降低bcl-2、p-ERK、p-PI3K、p-AKT、NF-κB、MMP-2及MMP-9基因和（或）蛋白水平,提示其可能通过ROS介导的PI3K/AKT、MAPK及NF-κB信号通路发挥抗肺癌作用。首次采用NMR代谢组学技术对21种薯蓣属植物的初级为主代谢物、亲缘关系、差异成分及其代谢途径进行了探讨。基于NMR技术鉴定了63种初级为主的代谢物,基于非靶向代谢组学的OPLS-DA和HCA结果探讨以上植物间亲缘关系,并指认出该属内不同组间15种及根状茎组内植物间17种氨基酸与甾体为主的差异成分。HCA结果从化学成分角度肯定了根状茎组植物单源性、黄独和盾叶薯蓣现有分类归属,证明了黄独与复叶组七叶薯蓣、黑珠芽薯蓣、白薯莨间较近的亲缘关系,支持板砖薯蓣重归于根状茎组,建议柴黄姜和粉背薯蓣单独成种。首次采用LC-MS代谢组学对12种富含甾体皂苷的薯蓣属植物次级代谢物、亲缘关系、差异成分及相关代谢途径进行了探讨。通过UHPLC-Q-TOF/MS技术鉴定了49种甾体皂苷为主的次级代谢物,同时对10种主要甾体皂苷进行液质共定量分析,首次总结了新甾体皂苷DA正离子模式下质谱规律,并基于LC-MS非靶向及靶向代谢组学的PLS-DA和HCA结果探讨该属植物的亲缘关系,并找到36种差异成分。黄独中因其特有的3种二萜内酯及偏诺皂苷PNG,与根状茎组植物聚类较远,契合了其分类归属现状;盾叶薯蓣因4种独有皂苷与其余根状茎组植物亲缘关系较远,肯定了小花盾叶薯蓣和盾叶薯蓣现有分类归属;板砖薯蓣富含甾体皂苷,建议其重归于根状茎组中;支持柴黄姜和粉背薯蓣单独成种。最后,基于化学成分及现代药理活性的HCA结果对以上21种薯蓣属植物亲缘关系、化学成分及药理活性的联系性进行探讨。本研究丰富了薯蓣属药用植物的基础数据,为该属植物的资源保护和利用提供了理论依据。