本文以杂交育种为主线,以现代分子标记技术为主要手段,从亲本选配、杂交技术、杂种识别、杂种优势的生理基础和杂种优势利用等方面对鹅掌楸属(Liriodendron) 种间杂种优势进行了较为系统的研究。其主要研究结果和结论如下: 1. 杂交亲本的选配。中国马褂木、北美鹅掌楸及杂种马褂木类群间及类群内个体间在花粉品质上存在明显差异。不同交配系统间及同一交配系统内不同交配组合间杂交亲和力不同。在1 年生苗高(H)和地径(GLD)性状上,亲本的一般配合力效应及母本效应均占较大的方差分量,并在地径性状上达到统计上的极显著程度,而特殊正反交效应及父本效应则可以忽略,说明在苗高和地径性状上均存在明显的加性遗传变异,同时也涉及母体和(或)细胞质遗传现象。因此,花粉品质、杂交亲和力和一般配合力应作为亲本选配的重要依据;基于RAPD 标记的亲本间遗传距离与子代1 年生苗高和地径生长量均表现为二次曲线相关,复相关系数(r)分别为0.8235(H)和0.5090(GLD),达极显著(H,P<0.01)和显著(GLD,P<0.05)程度,说明利用亲本间遗传距离进行鹅掌楸亲本选配和杂种优势预测是可行的。2. 杂交技术。同一个体花粉品质随开花时期不同而呈规律性变化,以盛花期花粉萌发率为最高,花粉经4℃贮藏后其萌发率迅速下降,因此,杂交工作应以利用盛花期新鲜花粉为主;不同花期和授粉时间人工授粉结实率不同,杂交工作应充分利用盛花期10 d 左右的时间,一天内以下午1 时左右的授粉效果为最好;在初花期和末花期,授粉袋能明显提高杂交结实率,可在下午1 时左右进行套袋杂交,在盛花期可全天进行不套袋杂交;除去雄蕊及花被片可明显降低自由授粉的结实率,其结实率不同开花时期以盛花期为最大,一天内以下午1 时左右为最大,如以其作为不套袋杂交花粉污染率上限的估计值,则不套袋杂交的花粉污染率在1%以下。利用RAPD 标记进行检测的结果也证明93 个受检不套袋杂交子代均来自目的父本,而非花粉污染所致。因此,对鹅掌楸属进行不套袋杂交是可行的。3. 杂种识别。在所研究的13 个花果数量性状中,花被片长度等9 个性状在中国马褂木、北美鹅掌楸及杂种马褂木类群间差异达显著或极显著程度,通过聚类分析和主成分分析可有效的进行类群识别;在用25 个随机引物对3 个类群共16 个样株所扩增出的136 条谱带中,有3 条谱带在5 株中国马褂木中均出现而在5 株北美鹅掌楸中均不出现,有8 条谱带在5 株北美鹅掌楸中均出现而在5 株中国马褂木中均不出现,在6 株杂种马褂木中这11 条谱带均全部出现。因此,这11 个谱带位点可作为特征位点用于杂种识别;从各类群内和类群间各个体间遗传距离的变化范围来看,中国马褂木类群内为0.0606~0.1763、中国马褂木与北美鹅掌楸类群间为0.3909~0.5432、中国马褂木与杂种马褂木类群间为0.2031~0.3694,其变化范围不相互重叠,通过比较待测个体与一株已知中国马褂木的遗传距离,就可对其归属问题做出判断;根据RAPD 遗传距离进行聚类分析,对16 个样株无一例外的进行了正确归类,说