红椿(Toona ciliata Roem.),又名红楝子,是楝科(Meliaceae)香椿属(Toona)树种,属落叶或近常绿乔木,国家Ⅱ级重点保护野生植物,早期生长快,材质优良,是我国南方地区优质速生用材树种,被誉为“中国桃花心木”。本文以红椿天然群体及群体内单株为研究对象,首次在中国全分布区内收集种质资源,并引进了澳大利亚东海岸的红椿种源。通过种源和家系育苗造林试验,利用表型性状和SRAP及SSR分子标记多样性研究,揭示了红椿地理变异规律及其趋势,分析了红椿种群遗传多样性及遗传分化程度,研究结果为红椿优质种质资源的保育开发、育种策略制定与可持续遗传改良工作的开展提供理论依据。主要结果如下：1.中国分布区内30个红椿种源14个表型性状变异分析结果表明,不同种源间及种源内差异显著。各性状在种源间的方差分量百分比平均达52.46%。果实及种子多数性状受遗传控制强。经向变异是红椿多数表型性状地理变异的主要模式。除小叶柄长外,叶片、果实及种子性状均呈现由东到西逐渐减小的趋势。叶片、种子及果实大小呈极显著正相关。根据主成分分析(PCA)和聚类分析,30个红椿种源被分为华东与华中区和西南与华南区两大地理类群。2.红椿木材密度范围在0.2804～0.5346 g/cm3之间,均值为0.4222 g/cm3；纤维长度为443.10～646.58μm,属于短纤维。中国红椿19个种源在木材密度和纤维形态上均具有显著差异。西南及华南地区红椿种源木材密度较华中及华东地区大,木材更优良,加工利用价值更大。3.红椿各种源和家系在苗期及幼林阶段生长性状差异显著。苗期苗高、地径及冠幅的种源遗传力均在0.85以上。多地点造林试验,在幼林生长性状上种源与地点的交互作用显著,广东增城、湖南桃林及广西东门试验地树高及胸径种源遗传力分别为0.811±0.0787、0.7620±0.0796、0.8660±0.0552和0.7330±0.1180、0.8320±0.0540、0.8760±0.0329,属于高遗传力,种源选择的遗传增益较大。家系间高生长及径生长差异达到显著水平,家系遗传力在0.5以上。4.红椿苗期生长呈“S”型曲线,不同种源生长节律表现各有差异。在速生期中,东部地区种源苗高及地径生长的持续时间均比西部地区种源持续时间长50天左右,但在此期间生长量较小,并且年总生长量较低。利用相关序列扩增多态性(SRAP)及简单序列重复(SSR)两种分子标记对中国和澳大利亚红椿种源进行遗传多样性分析。结果表明,24对SRAP引物组合共扩增出505条多态性条带,引物的多态信息含量(PIC)均值为0.41。基于SRAP分子标记,40个红椿种源间的Nei’s基因多样性指数平均为0.3770；种源内Shannon’s信息指数(1)变动幅度为0.1575-0.4675,种源间均值为0.5569。12个红椿SSR位点共检测到147个等位基因,PIC值整体均值为0.723。SSR位点连锁不平衡检测表明位点间相互独立。等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)范围分别为2.2500～5.8333和1.9362～3.3765,说明红椿资源的等位基因偏少,种源遗传多样性处于中等丰度。AMOVA分子变异分析表明：红椿总的遗传变异中有75.31%存在于种源内。红椿基因流(Nm)均值为0.605,基因流动程度不大。由于红椿分布地区生境片段化,使各群体在空间上相对隔离,由于东西部种源花期相差2-3个月,基因交换频率低,流动程度小,从而加大了地理变异。5. STRUCTURE分析将40个红椿种源分成两大组,云南、四川、广西、贵州各种源与广东云浮和澳大利亚种源为第一组；湖北、湖南、浙江、江西、福建、安徽种源与广东乐昌为第二组。基于SRAP分子标记,采用非加权平均法(UPGMA)聚类分析,将红椿40个种源划分为4大类。第1类包括14个种源,主要包括来自华中和华东地区的红椿种源；广东乐昌种源独立形成第Ⅱ类；第Ⅲ类包括13个种源,主要来自西南和华南地区。广东云浮种源和澳大利亚10个种源组成了第Ⅳ类。主成分分析得到的结果与聚类分析结果相似。SSR标记将40个种源分为两大类,与遗传结构分析结果一致。对SRAP及SSR分子标记相关系数进行Mantel相关性分析,r值为0.6883,二者具显著的相关性,两者结合使红椿40个种源遗传结构地域性更加明确。此外,30个中国红椿种源存在地理隔离模式(IBD)。