无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)，无患子科(Sapindaceae)落叶乔木树种，广泛分布于秦岭淮河以南地区。无患子核果果皮富含皂苷，被用于生产天然有机洗涤剂，其种仁油脂含量高，被列为国家主要生物质能源开发树种。无患子过去主要用于环境建设和景观绿化，现在作为一种新型果用经济林树种，必须对其与果用林经营相关的生物学理论和生产技术进行深入系统研究。本研究对无患子的群体遗传变异模式进行分析，以实生栽培群体为对象，研究无患子的花形态与花序结构和果实形态与果序结构及其个体间的差异，解析无患子的遗传多样性；观测花果发育节律及果实发育进程中内含物、内源激素和营养元素的含量变化，掌握果实发育规律及其对外源营养元素补充的响应机制，为正确制定无患子优树选择策略和果用林的经营措施提供科学依据。研究的主要发现和结果如下：1、无患子为大型顶生圆锥花序，主轴长可达约50cm，基本单位为聚伞状小花序。单个花序常由上万个小花组成，包括雄花和两性花两种类型，两性花与雄花之比为43.17~0.0066，平均为0.1467，70%的花序雄花数量占优；153株单株的花序构成计数结果，雌雄比变异范围为0.0066~43.17，单株间花量以及雌雄比均具显著差异，种群内存在偏雌单株和偏雄单株。2、无患子雄花和两性花雄蕊基本上为8枚，两性花花粉活力极低，最高值仅为11.42%；雄花花粉活力和两性花柱头可受性均在开花2天后达到最高峰。无患子以异花授粉为主，花粉主要来自雄花，蜂类和蝇类是主要传粉媒介。两性花子房3室，但通常仅1室发育成果。3、无患子成熟核果单果重量2.71g~9.03g，平均5.02g；单果体积介于3.72cm3和6.67cm3，平均为5.68cm3；果皮质量1.19g~3.11g，平均1.97g；种仁质量0.32g~1.80g，平均1.10g；果皮皂苷含量16.24%~32.28%，平均25.32%；种仁油脂含量26.50%~42.20%，平均35.03%。无患子果序形态差异较大，观察发现了大果密序型、青果直序型、黄果直序型和黄果软垂序型等4种稳定类型。4、应用ISSR分子标记技术对无患子不同产地的18个群体、265个单株进行遗传分析，结果表明，无患子种群多态位点百分率达95.37%、Nei·s遗传多样性指数为0.2569、Shannon·s多态性信息指数为0.3909，表明其具有丰富的遗传多样性，且群体内的遗传多样性大于群体间遗传多样性。对于13个群体的种实表型多样性分析，亦揭示出种群间及种群内的丰富变异，但群体间差异大于群体内差异，产地间的生长环境差异对种实形态变异产生更大的影响。5、通过相关性分析和主分量分析，以无患子人工林群体为对象，以果实、果序以及树体等为主要评价性状，制定了无患子优良单株选择策略，并筛选出高产型、高产高油脂型、高产高皂苷型和综合型等适于不同培育目标的无患子优良单株。6、浙江地区无患子5月初为现蕾期，5月中下旬进入始花期，盛花期为5月底至6月初，单花、单序、单株、全林的开花持续期分别约为8天、15天、20天和30天。单株开花呈单峰振幅曲线，花期同步指数约为0.868，表明无患子开花过程呈现“集中开花模式”。7、无患子果实6月底开始发育，10月中下旬发育结束，历时约百天，发育动态曲线呈“S”型。三次落果高峰分别发生在坐果期、幼果期和果实速生期内。內源IAA含量下降和ABA含量升高，P、K、Ca、Mg和Fe元素等缺乏是引起落果重要的生理因素。施肥能明显增加无患子座果率、促进果实生长发育、提高果树产量，验证了缺乏营养元素是导致无患子落果的重要生理因素。其中，最佳施肥处理样株的单果质量和单序结果数分别是不施肥样株的1.27倍和2倍，钾对提高无患子产量贡献最大，磷次之，氮最低。8、10月下旬，无患子果皮含水量开始下降，而果皮可溶性糖含量、皂苷含量和种仁油脂含量达到稳定高峰值，为适宜的果实收获时期。