芒(Miscanthus sinensis)系禾本科(Poaceae)芒属(Miscanthus Andersson)的一个重要种,因其具有分布广、适应性强、多年生、生物质产量和纤维素含量高等众多优点而被认为是极具开发潜力的新型能源植物资源。我国是芒的分布中心,但这一宝贵物种在我国目前仍处于鲜为人知的野生状态。为了探明这一重要植物资源在我国的蕴藏情况,提供其种质资源开发、利用与保护的理论依据,本文对我国芒进行了系统的分布调查、气候研究和资源收集,采集了500余份活体材料,建立了芒种质资源圃,并从中选取388份有代表性的材料进行了我国芒种质资源遗传多样性的研究,同时还分别采用形态标记和分子标记对广西和海南两个省份的芒进行了野生居群遗传结构分析。主要研究结果如下：1.芒的分布和气候模式研究结果表明：(1)芒在我国分布广泛。其地理分布范围为东经100.45°～127.55°E,北纬18.34°～43.70°N,垂直分布范围为一12～1900m；行政地区的分布为：安徽、重庆、福建、甘肃、广东、广西壮族自治区、贵州、海南、黑龙江、河南、河北、湖北、湖南、江苏、江西、吉林、辽宁、陕西、山东、四川、台湾、云南和浙江等23个省(直辖市、自治区)；区系分布为蒙古草原地区、东北地区、华北地区、华东地区、华中地区、岭南山地地区、滇黔桂地区、台湾地区、南海地区、北部湾地区和滇缅泰地区等11个植物地区。(2)芒的生境多样。其自然生境包括道路边、林缘、草甸、山脚、山坡、山谷、山顶、海滩边、溪边、灌木丛中、竹林边。土壤类型包括红壤、黄壤、砂壤、棕壤、紫壤、腐殖土；(3)芒的气候适应性强。其气候模式为年积温2650.00-8500.00℃,年平均温度为3.40～24.40℃,为30.90～45.20℃,最冷月低温—45.00～8.00℃,1月份平均气温为-23.00～18.70℃,7月份平均气温为18.20～32.70℃,全年无霜期为128.00～365.00d,年累积日照时数为511.00～2700.00h,年平均降雨量为466.50～2444.00mm。2.芒种质资源表型多样性研究结果表明：(1)芒种质资源表型变异丰富。15个分类学性状的变异范围16.21～61.39%,平均29.27%。15个农艺性状的变异范围20.78～89.75%,平均38.05%。(2)分类学性状变异主要来源于种子宽、种子厚、种子长和千粒重等4个性状,农艺性状的变异主要来源于单茎干重,叶片数,主茎长,最大叶片宽,第1节窄边宽,第1节宽边直径等6个性状。(3)不同区系间表型性状变异大小顺序为华北地区(34.95%)>华东地区(32.17%)>华中地区(27.08%)>东北地区(26.40%)>岭南山地地区(25.11%)>滇黔桂地区(24.69%)>北部湾地区(23.86%)>南海地区(23.65%)>滇缅泰地区(20.69%),说明华北地区芒种质资源多样性最丰富,而滇缅泰地区遗传多样性相对贫乏。(4)通过聚类分析可以将参试的388份种质资源成“低矮型”和“高大型”2类,低矮型主要来源于东北和华北地区,高大型主要来源于华东地区、华中地区、岭南山地地区、滇黔桂地区、南海地区、北部湾地区和滇缅泰地区。不同区系来源种质能聚成一类,说明芒种群内不同区系间可以产生杂交。(5)综合考虑产量和产量构成因子,根据隶属函数法对参试种质资源进行赋值(D),根据D值从小到大的顺序将所有种质资源分成“差”(32份,D介于0.05～0.18),“较差”(72份,D介于0.18～0.32),“中等”(129份,D介于0.32～0.45),“良”(131份,D介于0.45～0.58)和“优”(23份,D介于0.58～0.71)等5大类。3.芒种质资源SSR标记遗传多样研究结果表明：(1)芒种质资源DNA水平遗传多样性丰富。利用33对SSR引物对来自中国16个省的46份野生芒种质进行遗传多样性分析。结果显示：33对SSR引物共扩增出87条DNA条带,75条为多态性条带,占86.21%,条带大小范围80-310bp。(2)遗传多样性参数分析结果：Shannon’s信息指数(I)变幅为0.020～1.522,平均0.745,引物多态性信息含量(PIC)变幅为0.040～0.738,平均0.445,遗传相似系数(GS)的变幅为0.315～0.933,平均0.569,说明我国芒种质资源遗传基础宽,遗传多样性丰富。(3)相似系数UMPGA聚类结果与主成分聚类(PCA)结果一致,可将46份种质分为3大类群,类群Ⅰ主要由中部芒组成,类群Ⅱ主要由北方芒组成,类群Ⅲ主要由南方芒组成,西南芒在每个类群中均有渗透,这一结果说明芒种质资源的遗传分化与其种源的地理分布有一定的相关性,但与地理起源不能完全吻合。4.芒野生居群遗传多样性研究结果表明：(1)芒野生居群表型变异丰富。各表型性状在居群内的和居群间差异均达到极显著水平,同一性状在不同居群间变异系数的变化范围为11.35～49.86%,同一居群内不同的性状变异系数的变化范围为17.07～27.65%。(2)芒居群内的表型变异大于居群间的表型变异,18个表型性状分化系数变化范围为17.99～47.21%,平均为32.05%,居群内表型分化率为67.95%,说明芒表型性状的变异主要来自居群内。(3)芒居群在DNA水平上也有着丰富的遗传多样性。SSR标记分析海南岛15个野生居群,显示其居群遗传相似性系数在0.8241～0.9647之间,遗传多样性指数H居群=0.0930,Shannon信息指数J居群=0.1371。(4)芒在DNA水平上变异也同样是居群内大于居群间。居群遗传变异结构分析表明芒的基因多样性指数Ht=0.1755,居群内的基因多样性指数Hs=0.0993,居群间的遗传分化系数Gst=0.4342<0.5,说明芒居群内的基因变异大于居群间。居群间的基因流Nm=0.5643<1.0,说明居群间基因流较弱,遗传漂变和近交可能是造成居群内遗传分化的主要因素。