杜仲（Eucommia ulmoides Oliver.）,杜仲科单科单属物种,是我国中南部特有的雌雄异株的重要经济树种,具有重要的工业和药用价值。在生产中,杜仲的利用价值因性别而异,其中雌株果实是提取杜仲胶的重要原料,而雄株的花粉是一种珍贵的药材。然而,由于其雌雄异株的特性且没有形态分化的性染色体,导致无法在开花前通过形态学和细胞学判断其性别,严重阻碍了杜仲的育种进程和产业发展。本文在此基础上对杜仲性别决定进行研究,研究结果如下:（1）性别关联分子标记的开发:本课题组利用简化基因组测序技术（dd RADseq）开展雌雄性别的全基因组关联研究（GWAS）,结果找到了一个稳定可靠的雄性特异分子标记MSL4,标记长度479 bp。（2）性别决定基因的筛选:将雄性特异分子标记MSL4与杜仲参考基因组比对,在10号染色体短臂（p端）46Mb区域发现一段同源序列,该区域包含3个蛋白编码基因（命名为Eu Msg1、Eu Msg2、Eu AP3）。通过进一步同源比对,发现Eu Msg1在拟南芥中的同源基因At VHA-A,该基因编码液泡ATP合酶的催化亚基A,参与雄配子体的发育。此外,对Eu Msg1基因启动子的分析结果表明,Eu Msg1具有光反应元件、低温响应元件、生长素响应元件、赤霉素响应元件以及脱落酸响应元件等30种顺式作用元件。通过亚细胞定位发现,Eu Msg1定位在细胞核和细胞质中。（3）转基因验证:从杜仲雄株的叶片中克隆Eu Msg1基因,构建过表达载体（p CAMBIA2301-Eu Msg1）,并利用根癌农杆菌GV3101成功转化拟南芥。通过荧光定量分析,发现Eu Msg1在转基因拟南芥中的表达量远远高于野生型,并且At VHA-A的表达量并未受到转基因的影响。但是,野生型拟南芥与转基因拟南芥花的形态以及花粉活力未发现有显著性差异。说明Eu Msg1并不能促进雄性发育,但其对雄性发育是否有抑制作用需要进一步的研究。总之,以上研究结果为杜仲苗期性别的分子鉴定,以及杜仲性别决定的分子机制深入探索提供了技术手段和理论依据。