兰科独蒜兰属（Pleione D.Don,Orchidaceae）植物具有重要的观赏和药用价值,其中独蒜兰（Pleione bulbocodioides）和云南独蒜兰（P.yunnanensis）是我国传统中药“山慈菇”的基源植物。我国西南山区是独蒜兰属的多样性分布中心,拥有丰富的种质资源。由于缺乏深入的系统发育研究,独蒜兰属仍存在种间关系不清晰、物种识别困难等问题,在一定程度上阻碍了该属物种资源的保护和利用。本论文对独蒜兰属植物进行了广泛的取样,利用叶绿体全基因组和核基因数据构建了该属的系统发育关系,为其物种鉴定和分类提供可靠的系统发育背景。对该属分类最为困难的独蒜兰复合群（P.bulbocodioides complex）,基于简化基因组数据分析其遗传结构,进一步认识其成种和演化规律。主要研究结果如下:1)对独蒜兰属24个种115个居群样本开展叶绿体全基因组测序,提取了核糖体DNA（nr DNA）的ITS区序列,并分别使用这两个数据集构建系统发育最大似然树,发现独蒜兰属植物的叶绿体基因组均为典型的四分体结构,无明显的结构变异。基于质体基因组和ITS序列构建的系统发育树支持独蒜兰属为单系,但是其拓扑结构及其反映的种间关系冲突较大,这一冲突可能主要是由种间杂交事件引起。进一步测定了24个种100个样本的基因组大小和染色体倍性,发现独蒜兰属种间及物种内的基因组大小与染色体倍性都存在较大差异,提示该属杂交事件频繁发生,这可能是引起核质数据系统发育关系冲突的主要原因。2)依据ITS进化树及质体基因组树将独蒜兰属划分为7个Clades,其中CladeⅠ、CladeⅡ、CladeⅢ的分枝情况与前人的研究相似。通过增加取样的范围及数量,将过去笼统划分的CladeⅣ细分为四个分枝,更加清楚地解析了独蒜兰属下各种间的系统发育关系。本研究明确了过去未被研究的藏南独蒜兰（P.arunachalensis）和卡氏独蒜兰（P.kaatiae）的系统发育位置。质体数据支持将胡氏独蒜兰（P.hui）从台湾独蒜兰（P.formosana）中分出,但是否成立为一个新种仍需进一步研究。贡嘎独蒜兰（P.dilamellata）与四川独蒜兰（P.limprichtii）亲缘关系极近,形态差异较小,宜作为四川独蒜兰的异名。核质系统发育树均支持将台湾独蒜兰从独蒜兰复合群中移出。独蒜兰、四川独蒜兰、云南独蒜兰和大理独蒜兰（P.×taliensis）等的种间关系仍不清楚,这些物种之间可能存在频繁的基因交流和网状进化关系。3)对独蒜兰复合群内的4个种（52个体）以及与该复合群近缘的7个种（9个体）进行简化基因组测序,并基于单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异位点进行群体遗传分析。分析结果也进一步证实独蒜兰属频繁的种间杂交,支持将台湾独蒜兰作为一个独立物种移出独蒜兰复合群。狭义的独蒜兰复合群集中分布于中国西南地区,遗传组成与地理分布呈现极大的关联性。独蒜兰复合群可划分为三个组,即环四川盆地组（circum Sichuan Basin,CSB）、云贵高原组（Yunnan-Guizhou Plateau,YGP）、川西高原组（western Sichuan Plateau,WSP）,CSB和YGP组的居群各共享一套遗传物质,而WSP组为杂交过渡组。中国西南地区多样的立体地形和气候驱动了独蒜兰、美丽独蒜兰、四川独蒜兰等物种不同居群间的形态分化,因而在此前被误定为多个单独的物种。本论文基于大范围的采样对独蒜兰属开展了叶绿体系统发育基因组学研究,厘清了属下部分物种间的系统发育关系,同时还根据独蒜兰复合群简化基因组测序数据探讨了该复合群的地理分布、物种形成和演化式样。本论文为兰科的适应性进化研究提供了基础数据,为独蒜兰属植物的物种鉴定和种质资源保护利用奠定了基础。