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泡桐是重要的速生用材树种和绿化树种,但是,泡桐生产中一直存在丛枝病发生严重和低干大冠等问题。多倍体具有更广泛的适应性和抗逆性,是植物进化和遗传改良的重要动力。四倍体泡桐的创制为泡桐新品种选育和解决泡桐生产上存在的问题创造了条件。本研究主要对二倍体毛泡桐（Paulowniatomentosa,PT2）及其四倍体（PT4）、二倍体白花泡桐（Paulownia fortunef,PF2）及其四倍体（PF4）、二倍体南方泡桐（Paulownia australis,PA2）及其四倍体（PA4）,二倍体豫杂一号泡桐（Paulownia tomentosa × Paulownia fortunef,PTF2）及其四倍体（PTF4）,二倍体兰考泡桐（Paulownia elongfata,PE2）及其四倍体（PE4）的生物学、抗逆性、光合和遗传变异特性进行研究,主要研究结果归纳如下:（1）四倍体泡桐的物候期与其二倍体相比变化在1-7天。四倍体泡桐的叶片厚度、上表皮和下表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比、细胞结构紧密度等均大于其二倍体,而海绵组织厚度和细胞结构疏松度则相反。四倍体泡桐的花粉粒的长与宽、花粉粒大小、极赤比、花粉畸形率及千粒重均比其二倍体高;而种子发芽率却比其二倍体低。（2）四倍体泡桐的抗寒性、耐盐性和抗旱性均强于其二倍体。人工低温研究5种四倍体泡桐及其二倍体泡桐8项抗寒生理指标变化,并运用隶属函数法和Logistic方程综合评价其抗寒性强弱排序为:PT4>PTF4>PF4>PE4>PT2>PA4>PE2>PTF2>PF2>PA2;对0.6%盐浓度下四倍体泡桐及其二倍体的叶片相对含水量,叶绿素含量,相对电导率,丙二醛含量（MDA）,超氧化物歧化酶（SOD）,可溶性蛋白质含量,脯氨酸含量,可溶性糖含量等8项生理指标进行隶属函数分析,耐盐性从强到弱排序为PTF4>PT4>PF4>PTF2>PT2>PA4>PF2>PA2;对土壤相对含水量25%条件下四倍体泡桐的8项生理指标进行隶属函数分析,抗旱性从强到弱排序为PT4>PTF4>PA4>PF4>PT2>PTF2>PA2>PF2。（3）不同月份四倍体泡桐及其二倍体的光合特性变化规律一致,四倍体泡桐净光合速率和叶绿素含量均大于其二倍体。5月、7月、9月和10月二、四倍体泡桐净光合速率日变化曲线均为单峰;6月和8月净光合速率日变化曲线为双峰型,有明显的“午休”现象。（4）四倍体泡桐与其二倍体DNA碱基序列没有发生变化,DNA甲基化水平和模式发生变化,甲基化水平高于其二倍体。通过AFLP分子标记平均每对引物扩增出50-70条谱带,二倍体与其四倍体泡桐碱基序列没有发生变化。通过MSAP技术对二倍体及其四倍体泡桐进行DNA甲基化分析,四倍体泡桐的总甲基化水平和半甲基化水平均比其二倍体高,四倍体甲基化模式以单态性为主,去甲基化比率高于其甲基化比率。（5）四倍体泡桐的材性优于其二倍体。不同种四倍体泡桐的材性变化不同。PTF4不同树高处纤维长度和纤维长宽比、基本密度、白度均大于PTF2;四倍体泡桐的纤维腔壁厚和干缩性均小于豫杂二倍体;PF4的物理力学性质优于PF2;PTF4的冷水、热水、l%NaOH抽提物和木质素含量均小于PTF2,PTF4的纤维素含量大于PTF2。（6）构建了毛泡桐二倍体及其四倍体转录组,并对其进行测序。利用下一代测序技术平台Illumina/Solexa对毛泡桐二倍体及其四倍体叶片组织进行转录组测序,组装得到完整开放阅读框的转录本43588条,并利用公共蛋白数据库NCBI nr,Pfam,KOG和KEGG对其进行了功能注释。利用FPKM法计算转录本表达量后,使用EBseq软件筛选出2832条差异表达转录本,这些转录本主要集中在光合作用信号转导、信号传导、抗逆性、能量代谢等方面,找出四倍体毛泡桐与其二倍体差异显著的基因458个,从中挑选出14个转录本进行qRT-PCR验证,验证结果与转录组测序结果一致。