地黄属物种存在倍性变化与生境差异，为探究地黄属物种分化机制，本项目利用叶绿体基因与核基因分子标记分析了地黄属物种遗传变异的地理模式，探讨了物种隔离分化成因与群体历史，以及种间系统发育关系。研究结果表明地黄属各物种种内种间变异丰富，但地黄与茄叶地黄共享基因库、裂叶地黄与高地黄遗传组成相同，建议分别予以归并，天目地黄与湖北地黄关系密切，二者关系仍待进一步澄清。地黄属是单系群，叶绿体与ITS基因片段支持天目地黄是基部类群，而单拷贝核基因证据支持裂叶地黄是原始类群，这种差别可能与基因进化规律有关，也可能是频繁的种内杂交的影响。地黄属分化于第三纪末期，各物种在历史上（约10万年前）受冰期影响群体大小下降，而后随着气候变暖而扩张。群体历史模拟支持本属符合快速辐射的成种模式，多种分子标记均表明二倍体种间历史上曾存在基因交流；但四倍体物种（地黄）的起源仍需进一步研究。综合遗传、繁殖与生理等研究结果，我们认为高度遗传分化、生殖隔离与特异的生境适应性是地黄属物种稳定性维系的关键因素。