玉兰亚属(subgenus Yulania)是木兰科(Magnoliaceae)木兰属(Magnolia L.)的分支,栽培历史悠久,是我国传统名花之一,也是重要的园林树种和药材来源。玉兰亚属植物具有的原始特征,对研究木兰科属系统进化具有重要价值。但木兰科属存在种间杂交、形态重叠等现象,引发众多学者对亚属、种的分类的争议。本研究从我国北京、杭州、广州、西安等地采集玉兰亚属植物重要种质,从形态学标记、孢粉学标记以及SSR分子标记3种方式,分析14个玉兰亚属植物及9个近缘种的遗传多样性和亲缘关系,构建DNA指纹图谱,综合探究玉兰亚属分类分组问题,为解决木兰科属系统分类提供依据。主要研究成果如下:(1)筛选形态学标记指标33个,经R型聚类和主成分分析,确定为可用指标,其中雄蕊数目、小枝粗细、叶形指数,其载荷量均在0.731以上,主成分贡献率较大,为重要分类依据指标。经Q型聚类构建玉兰亚属部分种质亲缘关系树状图。在遗传距离17.99处,将14份玉兰亚属植物聚为望春玉兰组(section Buergeria)、玉兰组(sect.Yulania)、紫玉兰组(sect.Tulipastrum)个组。(2)利用8个花粉形态指标进行扫描电子显微镜观察分析,构建玉兰亚属亲缘关系聚类树状图。在遗传距离6.13处,得到与表型标记相一致的分类分组结论。并通过花粉表面纹饰得出所试玉兰亚属种质的进化演变顺序:玉兰组相对比较原始,望春玉兰、紫玉兰组相对比较进化。玉兰、日本辛夷、星花木兰相对较原始,望春玉兰、武当木兰、紫玉兰相对比较进化,天目木兰、红花玉兰、黄山木兰进化程度较高。(3)筛选出18对多态性较好的引物对14份玉兰亚属、4份木兰亚属、5份含笑属植物进行遗传多样性和亲缘关系研究。STR检测结果显示,23份材料均能被很好扩增。18对引物共得到251个等位位点,多态性比率达100%。PIC含量变化范围为0.7508～0.9482,平均0.8794。Nei’s基因多样性指数最大为0.4998,最小为0.0430,Shannon信息指数变化范围为0.1057～0.6929,平均值0.2135。所试材料种均存在一定遗传差异,具较高的遗传多样性水平。(4)利用18对引物的多态性信息含量和Shannon遗传多样性信息指数构建了23份玉兰亚属植物及其近缘种的指纹图谱,可明显区分23份材料和判别倍性信息,完善了玉兰亚属指纹图谱数据库。根据图谱,所试含笑属、木兰亚属均为二倍体物种,与玉兰亚属界限清晰,认为当前Dandy(1964)和刘玉壶(1984)的系统分类是合理的。(5)SSR标记亲缘关系聚类结果显示,区分明显的几个类群是含笑属、木兰亚属及玉兰亚属中的玉兰组,每个类群具有形态相似度较高、花期相近、倍性一致的共同点。玉兰亚属与含笑属植物亲缘关系较近而与木兰亚属植物较远,但属与亚属间界限明显,不建议将含笑属与玉兰亚属合并。天目木兰与黄山木兰亲缘关系较近,紫玉兰与望春玉兰组亲缘关系较近,源自美洲的渐叶木兰品种’黄鸟’玉兰与中国的各种玉兰亲缘关系较远。(6)本研究基于将形态学、孢粉学和SSR分子3种标记的聚类结果综合比较分析,玉兰亚属可大致分为4个组,在紫玉兰组、玉兰组、望春玉兰组基础上,支持增加朱砂玉兰组(Sect.soulangeana),将新种红花玉兰归并到玉兰组,而不建议紫玉兰组与望春玉兰组合并。