大别山山核桃(Carya dabieshanensis)具有重要的营养和保健价值，是一种极具开发利用价值的干果和木本油料树种。本研究在全面调查大别山山核桃分布区域的基础上，研究并揭示大别山山核桃天然居群在群体内和群体间表型变异规律及其遗传多样性，为大别山核桃种质资源收集、评价、遗传改良和保育提供理论依据。主要研究结果如下。　　大别山核桃5个天然居群的表型性状变异丰富，居群内的遗传变异远高于种群间。其中14个数量性状，在居群内，大别山山核桃变异幅度在5.10％-67.59%之间，在居群间，各表型性状的变异系数在10.67%-35.56%。重要农艺性状核果(长度、直径)在居群间变异较高，分别为24.18%,30.98%，而在居群内变异较小，分别为5.10%,6.64%。方差分析表明居群内除堤水沟居群的叶中轴长、总叶柄长，杨柳河居群的顶叶宽以外，其他性状差异均达到显著性水平；居群间10个性状差异显著，17个性状差异不显著。对27个表型性状间的相关性分析显示，性状间相关性达到显著性水平的有33对。主成分分析表明大别山山核桃叶柄长、顶叶叶基、叶上柔毛、叶脉柔毛、叶柄柔毛、小枝柔毛、顶小叶长、顶小叶宽、小枝颜色等是遗传变异中的主要性状。聚类分析发现各居群的表型性状差异较大，同一居群很难聚为一类，说明大别山山核桃的遗传多样性主要存在于居群内，居群间没有出现明显的遗传分化，这可能与大别山山核桃的繁育系统有关。　　对大别山山核桃5个居群116个个体进行ISSR分子标记分析。从100条随机引物中筛选出14条有效引物，共检测到105个基因位点，其中多态性条带95条，多态位点百分率为89.30%。居群间，Neis多样性指数(H)在0.65-0.75之间，Shannons指数(I)在1.29-1.67，观测等位基因数(Na)在5.30-8.00之间，平均为6.57，有效等位基因数(Ne)在3.42-5.00之间，平均为4.16。在物种水平上H为0.81，I为1.91，Na为9.71，Ne为6.09，物种水平上遗传多样性较高。　　大别山山核桃群体的遗传一致度为0.48-0.78，平均为0.54，遗传距离在0.46-0.62之间，平均为0.62。大别山山核桃基因分化系数Gst为0.135，基因流Nm为1.61，种群间的遗传分化较小，遗传变异主要存在于种群内部。利用UPGMA法对5个居群进行聚类分析，杨柳河居群和堤水沟居群首先聚为一类；南泥沟居群和鱼潭居群聚为一类，种源位置较近的两个居群并不能首先聚类，这可能与大别山山核桃风媒传粉，极强的基因流阻碍了遗传漂变有关。