桂花(Osmanthus fragrans Lour.)的性系统为罕见的雄全异株(雄性和两性异株),在自然种群中,雄性和两性的比例符合1:1,如此高比例雄性的维持机制和演化动力值得深入研究。本研究通过比较不同性别植株的光合生理特性和生殖性状,并利用人工授粉实验分析花粉-柱头互作,明确是否存在自交亲和性和二型异交不亲和性,比较不同性别的雄性功能,从营养积累、生殖分配、交配系统等角度探明桂花雄性和两性在性系统维持中的作用,为进一步探索植物性系统演化中的雄全异株途径提供更多证据。主要研究结果如下:1.不同性别桂花在花芽分化期、开花期和开花后期,光合日变化上均表现出双峰曲线,并伴有光合“午休”现象,光合日变化与气孔导度的变化成正相关,与蒸腾速率成负相关;两性株的光适应区间要大于雄株的,拥有较高的光饱和点和最大净光合速率;从花序分化期开始到果实膨大期,影响光合能力的主要参数上,两性株的值均要高于雄株,并在开花期附近的变化较为明显,桂花叶片中叶绿素及不同组分的变化也有同样规律,总体表现出两性株的光合利用能力和营养物质的制造能力要优于雄株。2.比较两性株和雄株部分成花性状,除当年生开花枝长度两性株显著长于雄株外,当年生开花枝分枝数、新枝上花芽总节数、花芽节间距离及每节花朵着生量等两者之间差异不显著,两性株每个花枝上的花朵总生物量(444.22±2.64朵/花枝)要显著高于雄株(404.99±2.23朵/花枝),雄株的单花中花粉数量(17979.94±976.20粒/花)要显著多于两性株(13564.82±820.11粒)。3.桂花的自交后花粉正常萌发的柱头比例最高可以达到84.44%,与自然授粉状态之间无明显差异,说明桂花的自交后受精前无障碍;对比授于不同性别花粉后柱头上花粉的萌发和生长状况分析可知,两性株母本柱头更易于接受外源花粉,雄株花粉的亲和性和花粉管生长情况要优于两性株和自然授粉状态,并且不同授粉类型中均有不亲和的情况发生;授雄株花粉后的结实率能达到45.05%±6.94%,要显著高于授两性株的34.54%±7.03%和自然授粉状态的28.45%±6.69%,所以,雄株的雄性功能要强于两性株。4.基于桂花转录组,以野生居群的桂花DNA为模板,用优化后的EST-SSRPCR扩增体系对150对随机引物进行反复筛选后得到19对具有较高稳定性和丰富多态性的EST-SSR引物,多态性比例为12.67%;并利用江西赣州、福建官仿和浙江千岛湖野生桂花居群对得到的引物进行验证,为桂花分子标记的开发和利用奠定了基础,也为今后桂花指纹图谱构建、遗传多样性分析、分子育种与保护以及父系分析等工作提供重要依据。