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长期以来,受花椒种质资源遗传关系不清和特殊的繁殖方式（无融合生殖）的影响,花椒育种工作进展缓慢。为了研究花椒的遗传变异水平和遗传结构,更好的为花椒核心种质的构建提供科学指导,从而高效利用所掌握的资源进行种质创新,开展育种工作。本文以我国重要的木本香料花椒植物为研究对象,综合利用分子生物学、理化分析、形态分析技术,对花椒属不同种质资源进行多层次（群体间、群体内、家系内）遗传变异与多样性分析研究,为花椒种质资源挖掘、利用和保护提供基础。主要研究结果如下:1.花椒群体间的果皮品质和遗传差异分析。对不同花椒栽培群体的果皮品质（蛋白质、粗脂肪、氨基酸和矿物质元素）测试分析,结果表明不同花椒群体的果皮蛋白质含量均差异显著（P<0.01）,粗脂肪含量差异显著（P<0.01）,不同花椒栽培群体果皮的矿物质元素含量差异显著（P<0.01）,不同花椒群体的氨基酸种类齐全,氨基酸含量达到8.27%。花椒群体间SRAP和EST-SSR分子标记遗传差异分析,扩增产物长度分别在50-500 bp和90-350 bp之间,平均多态性百分率（PPL）分别为83.71%和100%。遗传变异主要来自群体间,群体间差异较大,且SRAP和EST-SSR分子标记聚类结果相似。2.花椒群体内遗传差异分析。使用Illumina Miseq测序平台对不同花椒群体的叶绿体基因组进行高通量测序,利用有参基因组装注释的方法获得了完整的花椒属植物叶绿体基因组,序列长度为158,489 bp-158,572 bp,鉴定出132个功能基因;通过叶绿体基因组重复序列分析,花椒属植物具有丰富的SSR序列。对顶坛花椒群体内9个经济产量相关形态指标分析结果表明:9个指标平均变异幅度为29.80%,测试花椒群体内表型相关性状变异幅度较大,遗传多样性丰富。利用SRAP和SSR两种分子标记对不同花椒群体内分析结果表明,群体内差异较小。3.花椒家系内遗传差异分析。利用SRAP和EST-SSR分子标记对2个花椒群体（韩城大红袍和顶坛花椒）的不同家系进行遗传差异分析结果表明:韩城大红袍FST分别为0.021和0.445,顶坛花椒FST分别为0.015和0.254。2个花椒群体家系内遗传多样性较小,同一家系内个体间几乎没有分化,说明同一家系内未进行基因交流,花椒选择育种不考虑家系内选择。