大黄是常用中药材的典型代表,随着国内外用量的增大,过度采挖导致野生资源逐步减少,现今多数商品大黄主要来源于栽培品,但由于栽培所选种源、环境不当会影响其临床疗效。大黄发挥药理作用的物质基础是多种功效组分,其功效组分随地理而发生变异是造成大黄栽培品临床疗效不稳定的原因之一。为了大黄临床疗效的稳定性有必要对其功效组分地理变异格局及机制做一解析。为了实现大黄更为精准的用药,除了选定特定的种源、环境以外,还需选用特定的采收加工等方式,以其实现特种功效专用药材。基于此,本研究以2015版《中华人民共和国药典》收录的,分布范围最广泛,引种栽培最多的掌叶大黄和唐古特大黄为材料,在系统解析3种传统功效组分地理变异格局的基础上,进一步基于分子谱系地理学的方法和生态因子分析,研究功效组分地理变异的遗传和环境机制。并且基于以上研究选出适宜的种源和适宜的产地,然后结合唐古特大黄采收时间试验、加工方法试验和取样部位试验选出适宜的采收时间、加工方法和取样部位,结果如下:（1）研究大黄功效组分地理变异格局,结果表明在掌叶大黄及唐古特大黄种内都存在一定的功效组分地理变异现象,掌叶大黄种内二蒽酮苷类变异以经度和纬度为主,变异趋势主要表现为在一定地理范围以内自东向西、由北到南二蒽酮苷类含量逐步升高的趋势;总游离蒽醌类变异以经度为主,变异趋势主要表现为在一定地理范围内自西向东总游离蒽醌类含量逐步升高的趋势。在唐古特大黄种内,酚酸类地理变异以经度为主,在一定地理范围内变异趋势自西向东酚酸类含量逐步升高;总游离蒽醌地理变异以纬度为主,在一定地理范围内变异趋势由南至北总游离蒽醌类含量逐步升高。（2）研究大黄功效组分地理变异的基因机制,结果表明在掌叶大黄种内,叶绿体matK单倍型为HRP1和HRP5的样品酚酸类成分含量最高,单倍型为HRP4的样品二蒽酮苷含量最高,单倍型为HRP1、HRP8、HRP6与HRP9的样品总游离蒽醌含量最高,单倍型为HRP2与HRP5的样品总结合蒽醌含量最高,单倍型为HRP2、HRP5的样品总蒽醌含量最高。在唐古特大黄种内,单倍型为HRT13的样品酚酸类、二蒽酮苷类含量最高,单倍型为HRT14、HRT11、HRT13的样品总游离蒽醌类成分含量最高,单倍型为HRT10的样品总结合蒽醌类成分含量最高,单倍型为HRT10与HRT11的样品总蒽醌类成分含量最高。由此表明,不同单倍型其功效组分含量存在差异。将核基因ITS克隆纯型以功效组分聚类,结果表明,在掌叶大黄种内,克隆纯型RP4与RP7样品的酚酸类含量最高,克隆纯型RP8样品的二蒽酮苷类含量最高,克隆纯型RP4、RP6与RP5样品的总游离蒽醌类含量最高,克隆纯型RP7、RP9样品的总结合蒽醌、总蒽醌类含量最高。在唐古特大黄种内,克隆纯型为RT4、RT11与RT10的样品酚酸类成分含量中最高,克隆纯型为RT2与RT9的样品二蒽酮苷类、总游离蒽醌类成分含量中最高,克隆纯型为RT4的样品总结合蒽醌、总蒽醌含量最高。（3）研究大黄功效组分地理变异的生态机制,结果表明8个种源的掌叶大黄各类功效组分含量均与经度、纬度呈负相关关系,与年降水量、年均湿度呈正相关关系,6个种源的唐古特大黄各类功效组分含量均与经度、纬度、七月均温、年日照时数呈负相关关系,与年降水量、年均湿度呈正相关关系,这说明以各类功效组分含量为标准,掌叶大黄与唐古特大黄均在低经度、低纬度、低年日照时数、高年降水量、高年均湿度的环境生长较优。（4）研究特种功效专用药材的定向培育中适宜药用部位、加工方式与采收时间,结果表明不同部位功效组分含量存在差异,直径较粗的根功效组分含量较高,直径为1cm-2cm的根与根茎功效组分含量相似。不同加工方式功效组分含量存在差异,个子阴干方式二蒽酮苷类及酚酸类含量较高,60℃-70℃烘干方式结合蒽醌类含量较高,个子阴干与个子熏干方式总游离蒽醌含量较高。不同采收时间功效组分含量存在差异,以酚酸类含量及亩产为标准,6年生9月采收最好;以二蒽酮苷类含量及亩产为标准,6年生7月采收最好;以总游离蒽醌含量及亩产为标准,4年生5月采收最好;以总结合蒽醌含量及亩产为标准,4年生7月采收最好。本研究为实现特种功效专用药材的定向培育,为提高人工栽培大黄的药材质量、临床选用适宜大黄药材、确保中医更为精准的临床用药、提高中药疗效奠定理论和实践基础。同时,也为其他药用植物开展相似的研究具有重要的借鉴意义。