叶片形态变异是植物响应环境变化的重要预测因子,也是植物进化发育的主要驱动力之一。近年来,叶形变异问题愈加受到众多研究人员的关注,而目前很少有研究利用形态定量分析方法系统地研究其复杂的遗传结构、受环境因素的影响以及它们之间的相互作用机制。藏川杨因其具有良好的海拔环境适应性可作为研究生态及进化问题的重要树种,该研究将原产地为两个不同海拔地区的260个藏川杨自然群体系号扦插种植在一个同质园中,并以其叶片作为研究对象,通过椭圆傅里叶方程结合基因定位的统计模型方法,分别在两个不同海拔亚群中鉴定了诱发叶形变异的关键基因,同时还分析比较了两类不同海拔的叶片在同一基因控制下的形态差异。本研究结果如下:(1)确定了 4阶椭圆傅里叶参数对叶形的拟合优度达到95%以上,拟合情况较好,通过AIC曲线判断:70个叶片边缘点能较好的反映叶片真实形态并满足模型效力。(2)通过形态基因定位得到了 66个与叶形变异显著相关的QTL(高、低海拔亚群分别包括28个形态QTL以及38个形态QTL),形态QTL控制下的不同基因型的平均叶形均有显著差异,显性纯合子的平均叶形比隐形纯合子的更为细长,后者近似卵圆形。杂合子控制的平均叶形居于两者之间。同时在两种海拔类型中发现了一个相同显著位点,其位于1号染色体上的36312745位置。(3)在两种海拔类型的相同形态QTL处,对于显性纯合子影响的平均叶片,原产于高海拔地区的叶片形态长且窄,近似卵圆披针形,其与低海拔的卵圆状叶片差异显著。其余两种基因型平均叶片形态差异不显著。(4)基因注释一共得到了 16个基因位点的生物学功能,它们通过激素合成、转录因子等多种代谢过程影响形态发育,其中有2个基因与叶形发育功能密切相关,包括CUC和TCP基因,它们是位于1号染色体的LOC18095543基因及4号染色体的 LOC18098300 基因。总之,该研究发现了影响植物叶形变异的关键基因,揭示了不同海拔环境条件对叶形变异的深刻影响,为植物叶片进化与发育的研究提供了一个全新的视角。