高山松(Pinus densata)起源于油松(Pinus tabuliformis)与云南松(Pinusyunnanensis)的天然同倍体杂种,其遗传进化路径已被分子生物学和生物组学研究所证实,是研究木本植物同倍体杂交成种的模式植物之一。高山松在青藏高原的高海拔生境形成大面积纯林,其生境特征与亲本存在明显变异。因此,适应性分化被认为是推动高山松同倍体杂交成种的主要动力,但这种假设尚缺乏实验证据。在高山松同倍体杂交起源理论中,高山松在特定生境下适应性进化成种的生物学遗传基础如何?是否可能在亲本种的代表性生境下有一定适合度?生境选择是否会促使保存种质的形态、生理等特征具有与本地种相似的表现或趋势?仍然是亟待解决的重要问题。研究以高山松及其亲本种油松、云南松的多代表性地理种群为对象。分别在三个松种的代表生境下开展交互移植试验,观察对比研究对象在本种和异种生境下的适应性差异与选择效应,分析保存种质的光合生理指标、针叶形态解剖指标、电阻抗参数等在种及种群间相似与差异,探索高山松与亲本种间的适应性遗传联系与生物机制,为高山松的同倍体杂交适应性进化成种理论提供实验参考,为物种的适应性变异与进化提供相关信息。研究表明:(1)高山松与亲本种油松、云南松存在明显的适应性分化。在异种生境下,原生境树种具有优于其他2个种的适合度优势。云南松生境对3个松种的苗期生存适合度选择压较小,但是高山松生境、油松生境对非本境松种的生存适合度选择压力较大。3个松种在异种生境下适应性差异,即受到遗传影响,也受到环境因子以及遗传与环境互作效应影响。(2)油松和云南松的针叶形态解剖指标间在3种生境下均表现了较大的遗传差异和物种的特异性,高山松则表现了针叶形态解剖指标的较大变异幅度,显示了杂种起源特点。试验生境效应、遗传与环境互作效应对3个松种针叶形态解剖指标也有不同程度的影响,对于认识不同针叶形态解剖指标表型的变异来源提供了有益参考。(3)在异种生境下,光合指标净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾作用和气孔限制值在种间有较大遗传变异。高山松的光合生理指标大多与处于亲本种油松与云南松之间,少数指标表现出超亲优势。高山松光合生理指标表现与油松更为相似,与云南松出现一定分化。(4)3个松种阻抗谱参数在种内、种内群体间均存在显著变异。且在异种生境下,大部分阻抗谱参数随电流升高变化趋势一致。高山松阻抗谱参数表现中亲性,处于亲本种油松和云南松之间。(5)光合指标净光合速率、气孔导度、蒸腾速率在异种生境下与大多数气孔相关指标、针叶截面指标、树脂道相关指标、维管束相关指标表现出正相关性,说明遗传相对稳定的针叶形态解剖指标差异可在一定程度上反映地理种群间的光合生理差异,种群针叶气孔量和调节能力随降水量及其维持力减低而提高,树脂道数量与相对截面积降低的适应性进化趋势。(6)当通过电流较低时,大部分阻抗谱参数与针叶形态解剖指标表现正相关性,随着电流频率的增加,大部分阻抗谱参数与针叶形态解剖指标逐渐表现为负相关性。去除位置效应后,净光合速率、蒸腾作用与针叶气孔相关指标、针叶粗细、维管束指标表现正相关性,与树脂道相关指标表现负相关性。气孔导度、胞间CO2浓度与大部分针叶形态解剖指标表现负相关性。水分利用效率与大部分针叶形态解剖指标表现正相关性。通过电流较低时,大部分阻抗谱参数与针叶形态解剖指标表现正相关性,电流增加后,逐渐变为负相关。该研究从光合、水分利用、电阻抗及形态建成等多个角度阐述高山松、油松、云南松不同物种,及种内群体间的遗传与适应性变异,揭示杂种在特定生境下适应性进化成种的生物学遗传基础,阐明在异种生境下,高山松、云南松和油松群体间的适应性与遗传变异,解析自然选择在高山松、云南松和油松群体间的主要作用,验证电阻抗参数在植物适应性研究中的应用价值和意义,从而为高山松成种的适应性成种机制提供了实验依据,也为相关松种的种质保育和遗传改良提供了新的参考和思路。