侧柏(Platycladus orientalis)具有较高的生态与经济利用价值,是我国北部、西北部干旱山地主要的造林树种之一。目前,我国侧柏育种资源的利用仍处于初级阶段,育种资源遗传背景不清,良种效益低。建立高效分子标记技术,评估现有资源遗传关系,对现有良种基地升级改造,是推动侧柏遗传改良、提高良种繁育效率的重要环节。本研究以提高侧柏种质资源管理和改良效率为目标,建立了侧柏的简化基因组测序流程和快速实用的分子标记技术;构建了侧柏第一张高密度遗传图谱;结合表型和分子标记对侧柏良种基地种子园初级育种群体的种质遗传多样性进行了分析,探究育种群体的遗传结构;结合家系间亲缘关系和亲本育种值进行回选,制定了基于分子辅助的种质保育与高阶改良利用策略。本论文取得了以下主要研究结果:(1)建立了侧柏分子标记及高效的简化基因组分析流程。通过对侧柏转录组和近缘物种刺柏的基因组序列分析,筛选出27个多态、稳定的SSR标记位点。建立了侧柏简化基因组分析流程(dd RAD),得到45,959个高质量位点。研究表明dd RAD技术在分子标记开发和基因分型上有巨大潜力,为未来柏科及其他针叶树种基因组水平上的变异研究提供了技术指导。(2)构建了首张侧柏高密度遗传图谱。确定了包含23,926个标记位点的11个连锁群,图谱总长约1,506 c M,标记之间的平均遗传距离为0.2 c M,覆盖度99.8%。同时构建了框架标记遗传图谱,通过比较图谱间的标记排序,发现框架标记图谱与全标记图谱之间具有高度的一致性。借助遗传图谱,揭示了侧柏具有“对称核型”,并鉴定了潜在着丝粒和次缢痕区域。该遗传图谱为侧柏基因组大规模组装提供框架,对柏科基因组比较分析和深入了解种质资源的遗传背景有重要意义。(3)鉴定了侧柏基因组中显著偏分离位点及区域,推断了它们潜在的遗传学意义及功能效应。检测到3,965个偏分离标记,其中37个位点与生殖发育的生物学过程有关。通过构建含偏分离标记的遗传图谱,锚定了10个偏分离热点区域在11个连锁群的分布,并发现偏分离位点会削弱标记间的连锁强度,增大标记间的遗传距离;检测到了两种结构变异(易位和倒位)现象。此项结果对今后深入的基因组结构和功能分析有启示和参考价值。(4)澄清了侧柏良种基地初级种子园亲本群体的遗传多样性、遗传结构及亲缘关系。SSR分子标记分析显示该初级育种群体具有相对高的变异程度,种源间变异占总变异的1.25%,种源内变异能够解释大部分的变异来源。群体结构分析未发现明显的遗传结构和地理类群,这表明地域间有广泛的迁移和基因流动。有165个亲本来源可以利用分子标记进行鉴定。此项研究为侧柏种子园中亲本鉴定、交配系统分析提供了技术途径,对后续侧柏遗传资源管理、种子园升级改造等相关研究有借鉴指导。(5)结合已有的子代测定结果和优良无性系亲缘关系,初步筛选了去劣疏伐种子园的建园亲本材料,提出了侧柏高阶种子园育种体系的可持续改良方案。基于子代和亲本的综合性状表现,对侧柏初级种子园进行了不同疏伐程度的模拟设计,揭示了种子园内的遗传多样性水平受疏伐强度的影响不明显;随着疏伐强度的加大,可以有效的控制近交率,为后续良种生产和高阶育种策略调整提供了依据。本研究对开展侧柏育种资源遗传评价,指导初级种子园升级改造及侧柏高级遗传改良工作提供了技术、材料、理论支持和实践指导。