黑杨派树种在杨树遗传改良中占据重要地位，是世界性的优良树种资源。黑杨派的大量优良杂种无性系已经在我国北方地区得到大面积的推广应用。而一些黑杨三倍体生长迅速、抗逆性好，对环境的适应性强，具有重要的实践价值。同时，多倍化作为植物进化及物种形成的重要手段，使得人工诱导的多倍体获得了新的理论研究价值。因此，人工诱导黑杨三倍体并对其遗传变异进行研究具有重要的实践及理论意义。本研究优化了黑杨派原种2n花粉的秋水仙碱诱导技术体系，获得了2n胚囊的高温诱导技术体系，得到了可用于多倍体理论研究的黑杨派杂种三倍体群体材料体系（包括亲本、三倍体子代群体及二倍体全同胞子代群体），分析了黑杨派三倍体中的miRNA相对于二倍体的变化情况，为黑杨派树种的遗传改良提供物质及理论基础，丰富了木本植物进化及物种形成理论。主要研究结果如下:　　(1)对欧洲黑杨及其变种的花粉母细胞减数分裂进程与雄花芽外部形态相关性进行研究，为后续秋水仙碱诱导2n花粉试验中处理时期的确定提供了细胞学基础。研究表明，欧洲黑杨及其变种的减数分裂进程较快，在花芽出现明显形态特征变化之前就已完成减数分裂全过程，因此欧洲黑杨及其变种不能通过花芽的外部形态来判断其花粉母细胞的减数分裂进程。此外，花粉母细胞的减数分裂表现出不同步性，需要通过剪去尖端和延长秋水仙碱作用时间来尽量避免发育不同步性对2n花粉得率的不良影响。　　(2)在黑杨派原种中首次获得高比例的2n花粉(87.11％)，可用于后续的杂交育种。这一2n花粉的得率超过了之前的研究，与一些杨树杂种中的诱导结果相近，证明黑杨派原种可以通过秋水仙碱处理获得高比例2n花粉用于多倍体杂交育种。结果显示，秋水仙碱对欧洲黑杨2n花粉的最佳诱导条件为0.6％的秋水仙碱水溶液每隔3h共注射5次。　　(3)通过常规石蜡切片法首次对黑杨派杂种‘白城2号’授粉后的雌配子减数分裂及胚囊发育进程进行了观察，为后续授粉后高温诱导胚囊加倍时期的确定提供了细胞学基础。研究表明，‘白城2号’授粉后雌配子减数分裂及胚囊发育进程同样存在不同步性，这一特性为加倍试验提供可能。对授粉后不同时间点的大孢子母细胞或胚囊所处发育时期进行统计后发现，‘白城2号’大孢子母细胞在授粉后60h完成减数分裂进程，在授粉后120h完成胚囊发育的三次有丝分裂。　　(4)在黑杨派杂种‘白城2号’中诱导胚囊加倍成功获得多倍体。通过高温诱导获得了‘白城2号’×小美旱杂种三倍体子代11株，最佳处理条件为授粉后66h施加41℃高温处理2h。　　(5)对黑杨派杂种的sRNA进行分析，比较了三倍体与二倍体之间的差异。结果显示:黑杨派杂种的sRNA在功能及对靶基因的调控方式上表现出了多样性的特点。4个三倍体文库及二倍体父本文库中预测得到的新miRNA主要与AGO4结合，有可能参与调控转座子及重复序列DNA甲基化的调控途径。发现一条特殊的新miRNAnovel124有可能参与转座子或重复序列DNA甲基化的调控，在所有三倍体文库的表达量相对于二倍体文库显著下调超过一个数量级，表明其参与调控的途径可能被激活。三倍体相对于二倍体的差异靶基因均集中于分子功能的ADP binding方面，说明基因组倍增后miRNA的调控网络变化主要影响其靶基因一分子功能方面的内容。差异靶基因的富集通路均集中于植物与病原菌互作通路，表明基因组多倍化过程可能影响多倍体子代在抗病性方面的表现。