杂交是创造变异和培育林木新品种的重要手段和方法之一。目前,我国林业生产中推广的杨树良种中,大多通过父母本两两杂交,并经过多年的遗传测定所选育。当亲本数量较多时,传统的杂交存在工作量大、选择效率低的问题。为此,本研究在开展花粉粒形态调查的基础上,分别以等体积、等质量、等花粉粒数量三种方式均匀混合10个毛白杨优树无性系花粉,与银腺杨母本进行授粉杂交得到Fi代杂交群体,利用SSR分子标记技术对F1代杂交群体进行父本鉴定,并通过柱头活体萌发及花粉离体萌发试验,分析毛白杨混合授粉后不同无性系间的花粉竞争能力差异,探讨毛白杨多父本混合授粉的可行性。主要研究结果如下:(1)10个参试毛白杨无性系的花粉粒直径存在显著差异,其中以无性系’鲁毛50’的花粉平均直径最大,达33.7±3.9μm;无性系4123的花粉粒平均直径最小,仅27.2±3.4 μm。10个参试毛白杨无性系均存在低频率的天然2n花粉,无性系5017的天然2n花粉频率最高,为4.00±1.00%;无性系1340的天然2n花粉频率最低,仅0.33±0.58%;且无性系5017的天然2n花粉频率显著高于无性系1340、5025、5042。(2)按等体积、等质量、等花粉粒数量三种方式混合10个毛白杨无性系花粉,并与银腺杨进行授粉杂交,共收获种子7685粒,最终成苗1423株。经流式细胞仪检测,所有混合授粉子代均为二倍体,说明天然2n花粉未参与受精过程。(3)筛选出15对多态性好的SSR引物,共鉴定718株子代的唯一父本,鉴定率为84.1%。在三种不同混合方式授粉杂交获得的子代群体中,来自于每一父本的子代比例差异显著。不论以何种方式混合花粉进行授粉杂交,均以无性系’鲁毛50’作为父本获得的子代比例最高,极显著地高于其他无性系作为父本的子代比例;无性系1340、6305、5025作为父本获得的子代比例次之;无性系5017作为父本得到的比率最低,甚至没有子代。这说明毛白杨各参试无性系间存在明显的花粉竞争。(4)授粉2-8h后,10个毛白杨雄株无性系的花粉均能在银腺杨柱头上萌发,随着时间的延长,各无性系的花粉萌发率及花粉管生长长度也逐渐升高。不同无性系间花粉萌发率和花粉管长度的差异显著性分析结果表明,无性系对花粉萌发率和花粉管长度具有极显著的差异。无性系’鲁毛50’、6305及1340的花粉萌发率及花粉管生长长度的平均值均较大,而无性系5017的花粉萌发率及花粉管生长长度均最小,预示无性系’鲁毛50’、6305及1340的花粉在混合授粉的受精竞争中具有一定的优势。(5)10个参试毛白杨无性系在固体培养基中培养5h后,均能观察到萌发的花粉粒,但不同无性系间的花粉萌发率及花粉管生长长度均存在极显著差异。无性系’鲁毛50’、1340、6305的花粉萌发率及花粉管生长长度均显著大于其他参试无性系的花粉萌发率及花粉管生长长度,预示着以’鲁毛50’、1340及6305为父本的子代个体数目可能会显著多于其他无性系为父本的子代个体数目。因此,在毛白杨杂交育种中应用混合授粉时,首先必须进行花粉萌发试验,筛选萌发率和花粉管生长速率相似的花粉进行混合授粉,才能达到预期目的。