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茶树(Camelliasinesis(L.)O.Kuntze)原产于我国的西南地区，长期的异花授粉和自交不亲和使我国茶树资源形成了及其丰富的遗传多样性。其中‘黄山种’原产于安徽省歙县黄山一带，自20世纪60年代南茶北引以来，山东省曾大量引种，由于其抗逆性强，产量高，目前已成为山东省的主栽茶树品种之一。经过数十年的栽培及山东省独特自然环境驯化，茶树的形态特征、生化成分，尤其是抗寒性等方面都发生了一系列的变异，是进行抗寒良种选育的优良种质资源。但抗寒性的表型鉴定效率较低，影响抗寒种质资源的筛选和利用。分子标记技术可以直接对基因型进行选择，筛选与抗寒性相关的分子标记，是提高抗寒种质资源鉴定效率、加速抗寒品种选育的有效途径。
因此，本研究以‘黄山种’自然杂交后代为研究对象，在形态学调查和分子标记分析群体遗传多样性和亲缘关系的基础上，分析分子标记与抗寒性相关指标的关系，发掘与茶树抗寒性相关的分子标记，从而进行抗寒种质资源鉴定，提高育种效率。主要研究结果如下:
1.基于形态学标记的‘黄山种’自然杂交后代遗传多样性分析
以47株05年播种的‘黄山种’自然杂交后代为研究对象，通过对其新梢和成熟叶片的10个形态学性状的调查，结果发现，供试材料的Shannon-weave指数在0.50-2.07之间，叶质的遗传多样性指数最小(0.50)，一芽三叶长最大(2.07)。数值型性状的遗传多样性指数(1.89)高于描述性性状的遗传多样性指数(0.84)根据数值型性状调查结果进行的聚类分析，可以将供试群体分成1个核心群体和4个特异单株。10个性状间的相关性分析显示3对组合呈显著相关，7对组合呈极显著相关。
2.基于ISSR和EST-SSR分子标记的‘黄山种’自然杂交后代遗传多样性分析
通过22条ISSR和18对EST-SSR引物分析供试材料的遗传多样性，结果发现，22条ISSR引物可扩增402条带，其中396条呈多态性。单个ISSR引物扩增的条带数在7-29之间，平均18.3条。EST-SSR共检测到48个等位位点，每对引物所检测到的等位位点数介于2-4之间，基因型的变幅为2-6之间。ISSR标记所检测的Nei基因多样性指数(H)、Shannon信息指数(Ⅰ)与EST-SSR标记基本相同。根据两种标记遗传相似系数矩阵构建的聚类图大体趋势一致，均可把供试单株分成一个核心群体和几株遗传距离较远的单株。
3.‘黄山种’自然杂交后代苗期抗寒性表型鉴定
以28株07年播种的‘黄山种’自然杂交后代为研究对象，通过对其越冬期质膜透性、可溶性糖和可溶性蛋白含量的测定，结果发现，‘黄山种’自然杂交后代在抗寒相关生理指标上具有一定的变异水平，变异系数介于5.39％-19.91％，平均为11.68％。各指标的变异接近正态分布。基于抗寒生理指数的聚类分析，可以将供试材料分成3个类群，其中第Ⅰ类群包括浙农117等11份种质材料，为抗寒性较强的单株。第Ⅲ类群包括平阳特早在内的5份种质材料，为抗寒性较弱的单株。第Ⅱ类群包括14份种质材料，介于第Ⅰ类群和第Ⅲ类群之间。
4.抗寒性相关分子标记的研究
以经过抗寒性鉴定的‘黄山种’自然杂交后代幼苗为试材，采用ISSR技术和集群分类法初步筛选与茶树抗寒性相关的分子标记，在22对引物中有10对引物可以在两基因池中扩增多态性条带，其中引物IR18与抗寒生理指数有良好的相关性。将获得的特异条带进行克隆测序，根据序列信息设计特异引物，将ISSR标记转化为SCAR标记。通过在供试茶树单株中验证发现，其中2个SCAR标记在供试材料有良好的多态性。这些ISSR转化来的SCAR标记将为今后‘黄山种’茶树种质资源的抗寒性鉴定和抗寒良种的选育提供新的工具。