枫香是我国重要的乡土树种之一,用途广泛,是优良的荒山造林树种及生态树种之一,同时也是优良的装饰用材、工艺用材以及工业原材用材树种,又因其秋叶鲜红,具有较高的观赏价值,因此在园林绿化中也备受重视。本文以枫香自然分布区采集的野生枫香为材料,进行无性系造林,通过保存率调查、生长性状测量、色素测量及WGCNA分析等手段,得到研究成果如下:(1)不同家系无性系的保存率及保存率变异系数存在明显差异。11个家系平均保存率为61.53%,其中德兴、商城、西峡、淳安家系的保存率较高,均在70%以上。恩施、宁强、安康、镇巴家系的保存率变异系数均大于40%,说明家系内保存率的差异较大。在1 1个家系中最适宜试验地环境的是德兴家系的枫香,保存率达到72.5%,文县家系的枫香适应能力最差,保存率仅为36.67%。(2)枫香无性系的生长性状存在着丰富的变异。树高性状最稳定,平均变异系数小,为19.12%;材积性状的平均变异系数最大,为60.92%。枫香无性系间的变异系数也存在明显的差异,其中85号无性系生长性状的平均变异系数最大,为40.17%,39号无性系平均变异系数最低,为23.52%。树高、胸径、冠幅、枝下高以及材积的遗传力均≥0.8,遗传力较高,通直度的遗传力为0.37。主成分分析结果表明除通直度以外的其他性状荷载值都高于0.9,说明树高、胸径、冠幅、枝下高、材积这5个性状作为无性系筛选的特征性状较为可靠。当欧氏距离=10时,枫香无性系被划分为3类,材积1类型(1.39×10-3 m3)<材积3类型(3.06×10-3m3)<材积2类型(4.25×10-3m3)。利用材积性状对无性系进行评价,以10.53%入选率筛选出15号和128号无性系,其材积预期遗传增益分别为90.24%、83.12%,现实增益均超过100%,表明15号与128号无性系生长性状优良,可用来进行枫香种子园改良。(3)枫香紫叶品系与正常株系叶色差异明显,紫叶品系叶片在春季展叶时呈深紫色,夏季复绿,秋季恢复紫红色,正常株系叶片只在秋季变色,且颜色为紫红色。花色苷是紫叶品系叶片呈色的重要色素,叶色的差异由花色苷含量差异造成,紫叶中花色苷的月平均含量为1.17 mg/g,正常叶中仅为0.22 mg/g,紫叶的花色苷含量约为正常叶的5倍。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b以及类胡萝卜素等色素的月平均含量在紫叶和正常叶中相近。(4)通过WGCNA分析,在枫香紫叶和正常叶的基因模块中显著富集到了与枫香叶色变化相关的基因。将紫叶和正常叶的转录组数据可划分为27个基因模块,通过GO富集,找到色素分解代谢过程(G0:0046149)、叶绿素分解代谢过程(G0:0015996)、UDP-糖基转移酶活性(G0:0008194)等条目;通过KEGG PATHWAY富集找到类黄酮生物合成、花青素生物合成等通路,筛选出brown和pink两个目的模块,并分别挖掘出10个基因作为潜在的与枫香叶色变化相关的核心基因。综上所述,本研究通过试验林调查、生长性状测量、色素测量及WGCNA分析等手段,筛选出了 2个适宜山地环境的枫香速生无性系,阐明了花色苷对于枫香叶片呈色及叶色变化的影响,并对特异模块中连通性最高的10个核心基因进行了初步探究,为今后运用基因工程培育枫香叶色新品种提供研究基础。