羊草(Leymus chinesis)是我国北方草原主要的建群种或优势种。在天然草原有不同叶色羊草种群镶嵌分布,构成了叶色渐变群,叶色渐变是否伴随遗传变异,渐变群形成的主要生态因子分析等问题还缺乏系统研究。本文利用ISSR分子标记技术,采用无样方采样法对长岭、沽源和图牧吉天然草原不同土壤类型5个叶色的羊草渐变群进行遗传多样性、表型多样性及其主导影响因子进行综合研究,揭示羊草叶色渐变群的遗传变异规律及其进化关系,丰富渐变群研究体系,为羊草的新品种选育提供理论依据。遗传多样性的研究表明:对21条ISSR引物进行筛选,获得19条条带清晰、可重复性好、多态性强的ISSR引物。长岭地区次灰绿色羊草的遗传多样性最大,黄绿色羊草最小;图牧吉地区和沽源地区过渡色羊草的遗传多样性最大,次黄绿色羊草最小。长岭地区羊草叶色渐变群的遗传多样性大于图牧吉地区、沽源地区。长岭地区羊草的遗传多样性风沙土壤>草甸土壤>盐碱土壤;图牧吉地区盐碱土壤>栗钙土壤;沽源地区栗钙土壤>草甸土壤。在同一地区不同叶色羊草种群和不同土壤类型之间,种群内遗传多样性大于种群间遗传多样性。羊草叶色渐变群具有丰富的遗传变异。长岭地区灰绿色羊草和风沙土壤下羊草种群的Nm最大,图牧吉和沽源地区过渡色羊草和栗钙土壤下羊草种群的Nm最大;长岭地区羊草的Nm>沽源地区>图牧吉地区。羊草叶色渐变群Nm<1。羊草叶色渐变群的Gst>0.4158,长岭地区黄绿色羊草的Gst最大,图牧吉和沽源地区次黄绿色羊草的Gst最大,表明不同叶色羊草种群已产生分化,分化主要由遗传漂变引起的。回归分析表明不同生境条件下的羊草叶色渐变群叶绿素指数分别与20个等位基因频率的符合线性回归关系,达到显著或极显著水平,说明特异位点的等位基因频率变化是影响叶绿素指数变化的遗传基础。对羊草叶色渐变群的进化关系分析表明:除长岭地区草甸土壤灰绿色羊草的第4个样本材料外,每个叶色类型的10个个体均聚为一个独立分枝,且具有较高的支持率;不同地区相同土壤类型的5个叶色首先聚为一枝,形成一个进化单元,且具有较高的支持率;不同叶色羊草以二叉分支方式进化,灰绿叶色或黄绿叶色羊草总是最先从种群中分化出来的类型;不同地区不同土壤类型的种群间基因流较小(Nm<0.7204),叶色分化主要由于遗传漂变引起,不同的环境压力产生不同的漂变强度,形成不同叶色表型的分化历程;不同生境羊草种群分化的结果是相同的,形成相似不同叶色表型的分化,具有平行进化的过程,即在不同的土壤类型、气候条件及生存压力下,种群进行着各自独立但结果相似的进化历程,进化出相似的不同叶色类型羊草以适应不同的环境压力。表型多样性研究表明,长岭地区草甸土羊草叶色渐变群的CB与Na、Ne、H、I、Ht、Hs达到显著或极显著相关水平;图牧吉地区盐碱土羊草叶色渐变群的CI、CA+B、CA与Ne达到显著或极显著相关水平,表明羊草渐变群叶色指标的变化与遗传多样性的变化具有相关性。叶色指标的变化主要是与羊草表型叶片及穗的变化有着极其重要的关系,多数达到显著或极显著相关水平。回归分析表明,羊草叶色渐变群的表型多样性绝大多数指标与环境因子、气候因子部分指标符合线性回归关系,达到显著或极显著水平。而在长岭地区,羊草叶色渐变群遗传多样性指标Na、Hs、H、Ht与水分含量,Ne与水分含量和电导率,I与水分含量和盐碱度;在图牧吉地区,Ne与水分含量,H、I、Ht、Hs与有机质含量;在沽源地区,Na、Ne与电导率符合线性回归关系,达到显著或极显著水平,表明羊草叶色渐变群表型多样性的主要环境因子和气候的综合作用;而遗传多样性,在长岭地区主要受到土壤水分和土壤盐碱的综合作用,在沽源地区主要受到土壤盐碱的作用,在图牧集地区受土壤养分的影响较大。