为了解甘肃主要马(Equus caballus)群体遗传资源及其系统发生关系,本研究测定了普氏野马(E.przewalskii)、蒙古马、祁连马、河曲马(玛曲、合作和碌曲群体)线粒体DNA D-loop高变区核苷酸序列,并进行了遗传多态性检测及系统发育分析。结果表明,甘肃主要马群体线粒体DNA D-loop高变区A+T含量(59.4%)高于G+C含量(40.6%),存在碱基偏倚性,根据检测到的50个多态位点界定了56种单倍型,其总单倍型多样度(Hd)和核苷酸多样度(π)分别为0.967±0.004和0.02100±0.00100。甘肃地方马群体存在6个系统进化枝:A、C、D、E、F和G,A1～A4、A6、C2、D3～D6、G和F1～F3 15个亚进化枝,E枝和F3是河曲马的特有进化枝;C枝是河曲马的优势进化枝;G支系是祁连马的优势进化枝;而F支系是祁连马、蒙古马和河曲马共有的进化枝,其中河曲马占优势;A支系是本研究中6个马群体的共享支系,并发现祁连马与甘肃其它马群体存在共享单倍型,说明祁连马和其它群体有共同的母系祖先。甘肃主要马群体与国内外其它地方马的系统发生关系研究表明,普氏野马有共同的母系祖先,且在共同的母系起源基础上发生了分化。蒙古马、祁连马和河曲马不但与国内地方品种(关中马、西藏马、晋江马、大通马、德保矮马、利川马和百色马)有共同的母系起源,而且与东亚、西亚、中欧、西欧、北美洲、中东等地方马有共同的母系起源,此外,祁连马和河曲马与普氏野马也可能具有共同的母系起源。本研究为甘肃地方马品种的遗传资源保护和开发利用提供参考。