披碱草属(Elymus L.)植物种类繁多,分布广泛,生境多样,适应性强,形态变异较为复杂。针对披碱草属植物形态多变适应性强的特点,本文以6种38份披碱草属野生种质材料为研究对象(以来自试验地周边天然草原的披碱草和老芒麦野生种质为对照),从地理分布、表型、生理生态、解剖结构以及分子水平等方面进行研究,力求揭示披碱草属植物生态适应机制。主要研究结果如下:1.披碱草属植物野生种质材料具有丰富的表型多样性。营养器官、穗部性状和种子性状均存在广泛的遗传分化。据主成分分析得出,株高、穗长、穗轴第一节间长、旗叶长、旗叶宽、外颖长、内稃长、颖宽、颖芒长、穗型、种子宽、千粒重、种子长、穗宽、穗节数和颖芒长等16个主要特征是确定优异种质和居群间形态分化的主要指标。不同表型性状多样性指数差异较大,其中株高、旗叶长、旗叶宽、旗叶至穗基部长、颖芒长和千粒重的多样性指数较高,穗部特征性状指标的多样性指数较低。2.披碱草属植物野生种质材料在试验地气候条件下均能完成生育期,但不同种质材料在同一环境条件下生育期有明显差异。生长动态分析表明,株高于拔节期到抽穗期增幅较大,叶面积于分蘖期到拔节期增幅较大;不同种质材料牧草产量差异显著;大部分种质材料茎叶比在1.0-2.0之间;生产性能较好的种质材料有来自内蒙的圆柱披碱草(NMC32)、北京的麦宾草(BJT37)、青海的披碱草(QHD19)、山西的披碱草(SXD36)、新疆的披碱草(XJD11、XJD5和XJD15)、新疆老芒麦(XJS8)、新疆麦宾草(XJT2)和新疆的肥披碱草(XJE13);牧草产量与鲜干比、种子产量和旗叶长之间显著相关。3.在干旱胁迫下,所分析披碱草属种质材料株高、叶面积、相对含水量和叶绿素含量明显下降,电导率、脯氨酸、SOD和POD含量明显上升。经抗旱隶属度综合分析,来自新疆的老芒麦(XJS17)、内蒙的披碱草(NMD30)、新疆的披碱草(XJD14和XJD11)属弱抗材料,来自内蒙的披碱草(NMD33)和新疆的麦宾草(XJT10)为不抗材料,其余材料抗旱性较强。对抗旱性影响显著的指标有叶片相对含水量、叶面积、相对电导率和叶绿素含量。4.披碱草属不同种质材料叶片解剖结构组成相似,但结构组织量化指标有明显差异。变异系数最大的为中脉厚(38.706%),其次为叶厚(33.843%),变异系数最小的为表皮细胞数(14.134%)。形态解剖结构变异作用较大的指标有:维管束高、维管束宽、叶厚、气孔长宽比、长细胞长、气孔数、上表皮厚、下表皮厚、中脉厚、气孔宽、导管宽、短细胞长及垂周壁形状。5.披碱草属模式种老芒麦光合速率日变化均呈双峰曲线,具有明显的“午休”现象,其他种也有类似现象。老芒麦净光合速率与光合有效辐射PAR和大气CO2浓度Ca显著相关,与空气相对湿度RH和气温Ta相关性不显著。对蒸腾速率影响较大的因子是Ta,其次是Ca。6.醇溶蛋白电泳分析结果表明,供试材料共分离出56条谱带,多态性比例为92.801%,居群间遗传相似系数的变异范围为0.376-0.946,居群内和居群间的多样性所占比例分别为47.67%和52.33%;ISSR分子标记结果表明,利用筛选出的14个引物,共检测出165条谱带,其中具有多态性的谱带为142条,多态性条带比例为87.571%,居群间的遗传分化系数为60.494%,居群内的遗传分化系数为39.57%。这两种结果均表明居群间的变异是该属植物的主要变异来源,并且内蒙和新疆居群遗传多样性较高。同一种类相同地理来源的材料首先聚在一起,但种间也有明显的交叉现象,说明居群间具有比较复杂的关系。总体研究结果表明,披碱草属植物种质材料存在丰富的遗传多样性;披碱草属植物解剖结构具有相似性;无论表型、形态结构、生理生态还是遗传结构与环境因子具有明显相关性;聚类分析表明,披碱草属植物种质材料具有趋同性适应特征;披碱草属植物在形态结构、生理生态特性、农艺性状所表现的适应性是比较一致。这些研究结果为科学地利用和保护披碱草属种质资源提供理论依据。