林木是陆地生态系统的重要组成部分,也为人类提供了重要的可持续利用资源。树木生长是一个综合的不断累积的动态过程,表现为树木的高度和直径持续增长。树木的生长是由顶端分生组织和维管形成层启动的一系列动态并连续地细胞分裂与分化的结果,是一个复杂的数量性状,反映了相关基因在动态生长过程中的累积遗传效应。植物的生长速率随生长过程而变化,生长节律受到水分利用、养分吸收、物候、光合作用、生物/非生物胁迫等多种生物和环境因素的影响。本文以植物动态生长为例,提出了一种解析长期生物过程遗传机制的可行策略。本文主要研究成果如下:（1）选取簸箕柳F1代杂交群体中338个子代,布置了每个子代无性系有9个重复、共计3,342个植株的大规模田间试验,测量了该群体在一年内14个不同生长阶段中株高和地径的表型数据,从而计算出105个时间区段内的生长速率。株高和地径动态生长表型数据显示生长节律呈现出“慢-快-慢”的动态模式,通过对连续时间区段内生长速率统计分析显示,株高“从慢到快”的生长节律拐点位于第1测量点（2018年4月14日）,“从快到慢”的生长节律拐点位于第7测量点（2018年6月13日）,而地径生长节律相应的拐点分别位于第1测量点和第9测量点（2018年8月12日）。在整个生长过程中,株高和地径之间呈显著正相关,但相关性随着植物的生长而逐渐降低,这表明早期快速生长的植株将在后期发育放慢,或者早期缓慢生长的植株在后期可能会加快生长速度,因此,在整个生长过程中,每个子代的生长节律是动态变化的。（2）对簸箕柳在105个时间区段内的生长性状进行动态QTL分析,结果表明检测到的QTL的遗传效应在整个生长过程中持续变化。在控制株高生长方面,一共检测到2个“长效QTL”（qtl-4-1和qtl-4-2）和3个“短效QTL”（qtl-4-3,qtl-10和qtl-15）。在控制地径生长方面,一共检测到2个长效QTL（qtl-4-1和qtl-4-2）和4个短效QTL（qtl-4-3,qtl-8,qtl-13和qtl-14）。我们发现2个长效QTL（qtl-4-1,qtl-4-2）和1个短效QTL qtl-4-3对株高生长和地径生长具有一因多效性,并且2个长效QTL在整个生长阶段的累加遗传效应与生长节律曲线的变化趋势一致,因此确定这2个长效QTL为控制生长的主效QTL,它们的1-LOD置信区间位于父本连锁图谱IV连锁群的两个离散区域（10.3-27.6 c M和32.9-51.9 c M）。（3）综合利用三代Pac Bio测序和Hi-C技术,组装完成了高质量染色体级别的簸箕柳参考基因组,为木本植物研究提供了高质量的基因组资源。更新后的簸箕柳基因组大小为356 Mb,注释了36,937个蛋白编码基因,95.29%的簸箕柳基因组序列能够挂载到19条染色体上。在簸箕柳基因组v2.0中,染色体IV全长17.42 Mb,包含1,769个蛋白编码基因。取qtl-4-1和qtl-4-2的1-LOD置信区间两侧的分子标记序列,与簸箕柳基因组v2.0比对,获得主效QTL区间所对应的目标DNA序列,其中qt1-4-1对应着约3.3 Mb物理区间,包含307个编码蛋白基因和2个mi RNA（novelmi R856a和novelmi R166c）,而qtl-4-2对应于约2.9 Mb物理区间,包含240个基因和2个mi RNA（novelmi R6151a和novelmi R6151b）。（4）进行时序转录组测序,以簸箕柳基因组v2.0为参考基因组,计算生长差异显著的两个无性系中的叶片和形成层组织在不同生长时间点的m RNA表达水平。通过加权基因共表达网络分析,在叶片和形成层时序转录组数据中分别构建了24个基因协同表达模块。提出了用生长速率性状与转录组瞬时表达量建立关联,在叶片转录组数据中,共发现基因共表达模块LME8（包含1,410个基因）与株高生长显著相关,基因共表达模块LME3（159个基因）、LME6（1,532个基因）和LME12（805个基因）与地径生长显著相关;在形成层转录组数据中,共检测到基因共表达模块CME4（652个基因）、CME14（1,076个基因）、CME19（1,496个基因）和CME22（108个基因）与株高生长显著相关,而基因共表达模块CME2（1,817个基因）和CME8（785个基因）与地径生长显著相关。（5）结合目标基因组序列,我们发现与生长性状显著相关的基因共表达模块中共有113个基因位于qt1-4-1和qt1-4-2物理区间中。具体而言,高相关性基因共表达模块LME8、LME3、LME6、LME12、CME4、CME14、CME19、CME22、CME2和CME8在qt1-4-1物理区间内分别有个14,7,5,10,7,1,8,0,10和13个基因,而在qt1-4-2物理区间内分别有个22,5,0,4,7,5,2,1,4和10个基因。为了进一步缩小目标区间内候选基因的数量,我们比较两个不同基因型之间生长速率和基因表达水平相关性,从而发现来自叶片转录组的EVM0017394,EVM0039247,EVM0001136和EVM0021205的基因表达模式与株高生长速率相符,另外还有4个基因（来自叶片转录组的EVM0002073,来自形成层转录组的EVM0016825,EVM0001027和EVM0005286）的表达模式匹配了地径生长速率。最终我们确定这8个基因为控制植物动态生长的主效基因,其中影响株高生长的4个候选基因与叶片的表达相关,而影响地径的3个候选基因与形成层的表达相关,还有1个候选基因与叶片的表达相关。因此,我们的研究表明林木的高生长与叶片活动相关,没有观察到维管形成层活动促进高生长的证据,而林木的粗生长主要与维管形成层的活动相关,同时叶片活动也有助于林木粗生长。基因功能注释进一步证实这8个候选主效基因参与了植物的生长和发育过程,包括调节植物激素信号传导途径,b HLH转录因子以及参与初生和次生生长过程的各种酶。（6）mi RNA在调节植物生长发育中起重要作用。本文同时进行了时序小RNA测序,预测出簸箕柳中包含的保守和新颖的mi RNA,并计算两个不同基因型的叶片和形成层组织在不同生长时间点的mi RNA表达量。参考从时序转录组中鉴定生长性状相关的候选基因的技术路线,我们期望能挖掘出参与林木生长发育过程的mi RNA,然而本文的研究表明主效QTL区间内的mi RNA并没有参与调节簸箕柳动态生长过程。在本文中,我们进行了多时序动态研究,以揭示木本植物生长发育过程中的遗传机制,这为我们深入了解植物动态生长提供了有用的信息,同时我们提出了一种解析长期生物学过程中遗传因素的适用策略。