百合（Lilium spp.）是是世界著名球根花卉,药用、食用和观赏百合的栽培历史十分悠久。中国是世界百合属植物的自然分布中心,分布的野生种是百合育种的重要亲本。百合种质资源的调查和系统评价是种质创新的基础;分子辅助育种是现代百合育种的重要发展方向之一,但百合的相关研究较少,基础薄弱。为此,本研究在资源系统调查和收集的基础上,从表型性状等方面对百合野生种及品种群体进行了表型多样性评价;利用三个百合转录组数据进行EST-SSR标记的开发,并对该群体进行SSR遗传多样性分析和亲缘关系分析;开展大规模杂交,并针对杂交及自交群体的表型及遗传多样性进行分析,为分子标记辅助选择育种提供科学依据,为选育百合新品种奠定基础。通过上述研究,主要得到如下结果:1.对233份资源的表型性状进行系统调查和分析,结果显示:百合的叶片宽及花部性状（花色、斑点数量、花柱长、内瓣宽、以及花丝长和雌蕊长等性状）在群体间有较大程度的变异。不同群体间的表型多样性存在较大差异,野生种群体最高,其次是亚百系列（A）>东方喇叭杂种系（OT）>东方百合系列（O）>麝香亚洲百合杂种系（LA）>喇叭系列（T）>新铁炮、麝香、麝香东方杂种系（F/L/LO）>轮叶系列（M）。相关性分析表明,株高茎粗、叶部及花部性状呈显著或极显著正相关。主成分分析表明,雌蕊长、花丝长、内瓣长、内瓣宽及柱头顶直径等花部性状是区别不同杂种系的主要性状指标。聚类和主成分分析显示现代品种在表型方面发展更多样化,尤其在株高、花色、花型、斑点等性状上,明确了百合种质资源主要分为六大类型:O及OT系列（表型偏O的品种）;L、T及OT系列（表型偏T的品种）;LA及A系列（有斑点）;LA及A系列（无斑点）;花型较小的野生种及M系列;重瓣品种及新颖花型的品种。该研究为核心种质资源的构建提供了依据。2.基于百合丰富的花色变化,首次尝试提出百合花色呈色模式图,以花色、有无斑点、斑点是否凸起作为三个关键的分类性状,将不同类型的花色按标准划分,共分为13种类型,以期为百合品种鉴定、应用及新品种选育提供有价值的参考依据。采用仪器测色法对各个品种的花色表型值进行测量,从内外瓣、正反面、上下部三个部位探讨了花色测定的部位。通过聚类分析及线性回归拟合分析等,首次对百合的花色表型的数量分类进行研究,将百合花色分为8大类,填补了百合花色表型研究的空白。从不同百合杂种系的花色分布来看,亚百系列、LA系列及OT系列是花色分布最广的三个杂种系,OT及亚百系列包含复色品种最多。3.利用转录组数据库开发EST-SSR标记。从三个百合转录组188606条Unigene中共鉴定出32611个SSR位点,平均分布频率为17.29%,平均4.48kb发现1个SSR位点。搜索到的SSR位点中,最丰富的SSR基元是三核苷酸和二核苷酸。利用软件开发设计了21862对引物,利用多序列对比的方法筛选出151对引物,经过初筛和复筛,选择了43对引物用于后续试验。加上本实验组之前从盆栽百合转录组开发的6对SSR引物,共计49对扩增效率高、多态性较好并且较稳定的核心引物用作后续试验。结果表明,经过多序列对比的引物筛选法能提前预测出一些无效扩增或失败扩增的引物,有效提高筛选的效率。4.利用49对核心引物对240份百合品种及野生种种质群体进行了遗传多样性和亲缘关系分析,从分子水平上揭示了各杂种系与野生种的亲缘关系。野生群体的遗传多样性最高;LA、OT、亚百杂种系的遗传多样性次之,高于其它杂种系。聚类分析显示A、L/F及LA聚为一个类群,O、T及OT聚为一个类群,M独立为一个类群;参与现代百合育种较多的野生种分别聚在各杂种系类群,而较少参与到现代百合育种的野生种则单独聚为一类。这些数据部分反映了中国野生种间的系统进化关系,并显示出现代百合各杂种系的原始亲本组成。通过遗传成分构成结合表型特点推断,OT系列中偏T的品种比偏O的品种更有育种优势。5.筛选了9对具有较高多态性信息含量的SSR分子标记,结合流式细胞仪（FCM）检测和少量压片试验,尝试了利用微卫星标记对群体中的多倍体进行倍性预测。在116份材料中,正确预测了109份材料的二倍体或多倍体属性,正确率到达93.97%。6.通过约997对百合杂交组合试验和85个种或品种的自交试验,获得了大量性状发生分离的杂种后代。双亲的倍性和亲缘关系远近对亲和性影响较大。21对SSR引物对7个杂种组合共234个后代分别有鉴定作用,经鉴定,234个后代均为真实杂种。对7个亚百杂交组合F1代杂交群体后代中关于花色、斑点、有无花粉等观赏性状的分离规律进行了初探,为百合新品种的培育和分子标记辅助育种奠定了坚实的基础。研究发现,父母本之间颜色差异越大,后代出现花色变异丰富个体的几率越高,花色变异幅度最大组合分别是A49×A4、A48×A4及A41×AT11。各杂种群体斑点数量呈现连续分离,后代斑点数的多少与父母本的斑点数相关,内瓣斑点数量与外瓣呈极显著正相关,同一朵花中,外瓣斑点数总是低于内瓣斑点数。4个组合出现无花粉后代,无花粉的植株雄蕊出现五种表现类型。不育株的花部性状指标均显著小于可育株。A41、A49及A50都是无花粉育种较好的育种母本。无花粉性状在两年内可稳定遗传。对喇叭自交群体的表型分析发现,花朵数、叶片宽等性状变异较丰富,后代花色出现分离,整体呈现淡黄绿色（近乳白色）、黄色、橙色三大类,以黄色为主。24对SSR引物进行遗传多样性分析,亚百杂交群体的遗传多样性显著高于喇叭自交群体。A29×AT3、A50×A1、AT14×AT11这三个组合的SSR遗传多样性较其它组合更高。基于分子标记的聚类结果可能与花部某些表型性状（花色、有无花粉）具有相关性。聚类分析显示:卷丹（W1）、大花卷丹（W2）、兰州百合（W4）、川百合（W5）、朝鲜百合（W26）可能是这些亚百群体的原始亲本;宜昌百合（W16）、岷江百合（W17）、淡黄花百合（W37）推测为受试喇叭系列品种的原始亲本。