三蕊柳生长周期短，单位面积生长量大，扦插苗当年开花，已经成为基础研究和应用研究的重要树种，但关于三蕊柳性别表达稳定性驱动机制几乎处于空白。三蕊柳隶属杨柳科，柳属，雌雄异株，基因组高度杂合，遗传变异大，性染色体分化处于初期，是研究植物常染色体向性染色体分化的理想材料。性别作为一种自然现象普遍存在于动植物中，是生物长期进化的产物，植物性别的产生伴随着植物的形态、结构、适应能力及繁殖方式的演变，引起植物性别表达的机理复杂，易受制于生长发育过程中各种环境及激素的影响。在理论上,性别表达问题是成花生理和发育生理的特殊组成部分,是生殖生理学中最重要的问题之一，但是有关三蕊柳性别分化过程、表达过程及其调控机理目前仍无详细的解析，本研究依据早期观察发现的三蕊柳F1代家系（亲本为DB134和DB447）1年生和2年生实生苗出现一定比例“性二型”现象（雄花花序出现大量的雌性小花），通过进一步调查6年三蕊柳全同胞家系和自交F1代群体，分析三蕊柳性别决定机制。三蕊柳“性二型”表型的发现和固定，为进一步揭示柳树性别分化机制和克隆柳树性别决定基因提供了重要的参考。
研究认为，激素可影响植物性别的转变或可塑性，一些激素对独立物种有着雄性化或雌性化的影响，但没有单纯的雄性化或雌性化激素。赤霉素和细胞分裂素通常被认为是影响植物性别分化的主要激素，其他类型的激素通过改变这两种激素的活性而影响性别表达。另外，乙烯及其释放者乙烯利在植物性别分化过程中具有雌性化作用。有研究报道乙烯影响植物性别表达可能是其与细胞分裂素、赤霉素及生长素密切相关的因素。
自1970 年 Luckwill 提出激素平衡控制花芽的假说以来，一系列的研究证明激素（如生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素和乙烯等）会积极参与植物的开花和性别表达过程，对植物性别的分化有显著调控作用。激素的影响分为内源激素影响和外源激素影响两个方面，内源激素是植物自身进行代谢作用的产物，而外源激素主要指的是人工合成的生长素，普遍认为外源激素可以更明显的改变植物的性别表现。李庆飞等人在对乙烯利与硫代硫酸银对中国南瓜性别分化的研究中，以三个中国南瓜自交系为材料，通过乙烯利处理，南瓜细胞内乙烯合成酶基因ACO和乙烯接受体基因ETR的表达水平提高，同时乙烯利处理显著降低了第一雌花节位，增加了雌花数量。而硫代硫酸银处理则与乙烯利处理的结果相反，硫代硫酸银处理降低了乙烯合成酶基因ACO和乙烯接受体基因ETR的表达水平，显著延迟了第一雌花的产生，增加了植物雄花数量，说明了乙烯利和乙烯抑制剂硫代硫酸银既能影响乙烯的合成，同时又会影响乙烯的响应。
柳树具有不完全的单性花，是雌雄异株乔木。在柳树育种研究中,发现杂种柳树的雌雄间性现象。根据对9种杂种17个无性系的观察,雌雄间性的柳树发育形成多种花性异常的柔荑花序,在同一个体上,除了着生正常的雌葇荑花序和雄葇荑花序外，还生长着雌花和雄花共生的双性葇荑花序。Blackburn等人曾研究过柳树的性染色体，他们认为柳树花的雌雄性是由性染色体决定的，所以这种雌雄间性现象起源于遗传嵌合体即性染色体嵌合体。在生产实践中利用这种雌雄间性的柳树，进行自花传粉，有利于保持杂性柳树的纯合。但由于这种遗传方式的具体机制尚未清楚，我们仍需要对柳树性别表达稳定性驱动机制进行研究。
不同的植物具有不同的性别决定机制，不同的性别体现植物体中不同的遗传物质。植物的性状由基因控制，性别也不例外，分别由雌雄性别基因所决定，在特异信号作用下分化程序表达。近年来，分离植物性别分化差异表达基因的研究非常火热，开展迅速。现己在多种植物中发现了与植物性别分化、表达或发育相关的基因，并得到鉴定、克隆或分离。在范文林等人对甜瓜性别表达基因alpha;进行遗传分析和定位时发现性别表达基因alpha;只位于4号连锁群，其性别表达类型受一个单基因控制，等位基因A负责雌雄异花同株的表达，而等位基因a责雄花两性花同株的表达。他们通过提取甜瓜基因组DNA，通过多态性SSR分子标记引物对提取出来的DNA进行PCR扩增，之后初步定位性别表达基因。
在针对银杏花芽雌雄性差异化表达的研究过程中，利用SSH技术构建银杏雌雄花差异表达的正反向cDNA文库，在利用Blast软件进行序列比对，筛选出 8个可能控制植物花器官发育及配子体形成相关基因的ESTs序列，再对这8个可能控制植物花器官发育及配子体形成相关基因的ESTs序列进行表达分析，即可分析出决定银杏花芽雌雄差异表达的基因。在多数情况下，雌雄异株植物的性别决定己比较清楚，雌株具有两条Ｘ染色体，雄株具有ＸＹ两条性染色体，这些物种的性别表达受遗传调控已经是毋庸置疑的。
在前人对银杏雌雄花芽分化差异的基因研究中，以银杏雌、雄花芽为材料，构建银杏雌雄花芽抑制性差减文库，通过对差减c DNA 文库所包含的所有序列进行生物信息学功能注释和分类，筛选与银杏性别调控相关的 ESTs，继而对这些 ESTs 进行表达分析及检测。集中研究这些 ESTs 在银杏雌雄株花器官发育中的差异表达，为后续银杏花发育相关基因的克隆、表达和功能分析工作打下基础。
植物的性别表达是遗传物质和环境因子共同调控的结果，与遗传物质控制基因表达不同，环境因子可通过调控特异基因的表达来诱导植物性别的转换。在苔藓植物、藤类植物和种子植物类群中，关于环境改变导致植物性别的转变已有报道。被子植物中，性别的转变现象发生于雌雄异株与雌雄异花同株植物类群中，概率大于雌雄同株植物类群，植物雌雄个体或雌雄器官间存在着深刻的代谢差异，环境条件的改变使得植物的代谢途径或强度朝着另一种性别发生的方向改变，非生物环境因子通过影响正常的生理代谢过程而影响植物的性别分化，使植物的性别发生改变。
杨柳科植物起源于共同的祖先，该科植物既有XY性别决定系统，也有ZW性别决定系统。在显微镜下观察杨树和柳树的性染色体均未出现形态上的差异，尚处于进化早期阶段，因此，杨柳科植物是研究植物性染色体进化与性别决定机制的理想材料。三蕊柳与已报道的柳属植物亲缘关系较远，阐明其性别决定系统有助于揭示不同柳树性别决定系统的一致性，为克隆柳树性别决定基因和研究植物ZW性别决定系统的分子机制提供线索。此外，开展性别决定基因精细定位研究，不仅是深入探讨植物性别决定机制等重要理论问题的前提和基础，而且在性别早期选择等应用中也具有重要的实用价值。研究人员利用RAD测序和拟测交策略构建了三蕊柳的高密度遗传图谱，共包含22830个高质量标记（20695个SNP标记和2135个InDels标记），分为19个连锁群。在此基础上，利用SSR标记对性别决定区间进行局部区域精细作图，最终将性别决定基因锁定在LG_19中部6.5 Mb的区间内，该区间重组抑制严重，包含249个蛋白编码基因和22个miRNA基因，证实三蕊柳性别决定系统为ZW型。
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