针对我国北方冬季严寒和春季倒春寒频发，许多苜蓿品种抗寒性差的现状，通过人工控温与大田试验相结合，对5份苜蓿材料的冬季抗寒性和11份苜蓿材料的春季抗倒春寒性以及恢复生长后的地上部形态指标、根系特征进行了方差分析、相关分析、主成分分析、聚类分析；并对苜蓿叶绿素荧光参数的变化与抗寒性的关系进行了研究。研究结果如下：1不同苜蓿材料的冬季抗寒性和春季抗寒性差异明显。春季抗寒性试验中，草原2号、准格尔、肇东和YL-2等的抗倒春寒性能较强；中苜1号、敖汉、阿尔冈金、YL-1和龙牧801的抗倒春寒性较差。由供试材料的冬季越冬率反映出，龙牧801和公农1号的抗寒性相对较强；阿尔冈金和YL-80的抗寒性居中，敖汉的抗寒性较差。而在冬季低温的模拟试验中，龙牧801和YL-80的抗寒性较强，阿尔冈金和公农1号的抗寒性居中，敖汉的抗寒性较差。可见模拟实验和大田试验是有一定差异的。同一苜蓿材料的冬季抗寒性和春季抗寒性是有明显差别的。YL-2和YL-4可作为我们培育抗倒春寒苜蓿的育种材料。2冻后再生植株的形态指标与生物总产量具有很强的相关性。生物总产量与株高、分枝数、节数、芽数、根颈直径、主根直径和侧根数呈极显著正相关，与侧根位置呈显著负相关，与根颈入土深度呈正相关但不显著。3对供试苜蓿材料的主成分分析结果显示，苜蓿植株的主要变异来源于主根直径和根颈直径，其次是株高、主根长和侧根数，第三变异来源于分枝数和节数。4低温胁迫后苜蓿叶片的的叶绿素荧光参数变化明显。随着温度降低，初始荧光Fo先上升后下降；最大光化学效率Fv/Fm、PSII潜在活性Fv/Fo、光合电子传递速率ETR及光化学量子产量Yield整体上为下降趋势。但各荧光参数均在-5℃出现显著变化，因此苜蓿经历-5℃的低温胁迫会发生明显的光抑制。由于各荧光参数对温度的敏感性不同，而Fv/Fm常用作反映植物光抑制的指标，因此可用苜蓿在-5℃下的Fv/Fm值来区分不同苜蓿品种的抗寒性。