مطالعه اول به منظور بررسی تنوع ژنتیکی بین دانهال‌های کاج‌های سازگار شده با اقلیم ایران یعنی کاج‌های مشهد، تهران و سیاه و دو جمعیت از کاج بانکسیانا بومی کشور کانادا با استفاده از آغازگرهای دو نشانگر SRAP و SCoT طرح¬ریزی و اجرا شد. نتایج نشان داد نمونه‌ها از نظر ژنتیکی در دو گروه مجزا متفاوت تقسیم شدند کاج‌های بومی ایران در یک دسته و جمعیت¬های گونه بانکسیانا در دسته مجزا قرار گرفتند که این بیان کننده وجود اختلاف ژنتیکی بین نمونه‌ها بود. در آزمایش دوم، تأثیر سطوح مختلف تنش خشکی روی چند گونه کاج یک ساله، پژوهشی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی (CRD) با دو عامل شامل پنج جمعیت از چهار گونه کاج تهران (Pinus brutia Ten var. eldarica)، سیاه P. nigra Arnold، مشهد P. mugo و بانکسیانا P. banksiana Lamb (شامل جمعیت 1 و 2)، و سه سطح آبیاری (100%، 75% و 50% FC) با سه تکرار انجام شد. آبیاری با 50 درصد ظرفیت مزرعه به طور معنی‌داری باعث کاهش ارتفاع، وزن تر و خشک شاخه، صفات ریشه (وزن تر، خشک، طول، مساحت، حجم و تعداد نوک ریشه) رنگدانه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، b، کل و کارتنوئید)، محتوی نسبی آب برگ، نشاسته، پروتئین، محتوی عناصر غذایی (نیتروژن، فسفر، پتاسیم،آهن و روی) و کیفیت ظاهری شد اما درصد نشت یونی، پرولین، کربوهیدرات‌های محلول، محتوی مالون دی آلدهید، فنل کل، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی افزایش یافت. آبیاری بر اساس 75 درصد ظرفیت زراعی در مقایسه با 100 درصد ظرفیت زراعی باعث کاهش صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیکی شد اما در مقایسه با تنش شدید خشکی، دانهال‌ها کیفیت قابل قبولی داشتند. تنش خشکی FC 50 % بر ارقام مختلف تأثیر معنی‌داری داشت. کاج مشهد (P. mugo) تحت تنش خشکی 50 درصد دارای بیشترین محتوی رنگدانه‌های فتوسنتزی، وزن تر و خشک، صفات ریشه، محتوی نسبی آب برگ، عناصر غذایی (نیتروژن، پتاسیم و آهن) و کیفیت ظاهری بود. همچنین این گونه دارای کمترین میزان ارتفاع، محتوی پرولین، نشت یونی، محتوی مالون دی آلدهید، فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی و پروتئین بود. هر دو جمعیت بانکسیانا (P. banksiana) دارای کمترین وزن تر و خشک، رنگدانه‌های فتوسنتزی، عناصر غذایی، صفات ریشه، کیفیت ظاهری و دارای بیشترین میزان پرولین، نشت یونی، محتوی مالون دی آلدهید، نشاسته، فنل کل، کربوهیدرات‌های محلول، پروتئین و فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی بودند. در پایان مطالعه دوم گونه کاج مشهد و تهران بیشترین تحمل به خشکی و گونه بانکسیانا جمعیت 8960049 کمترین تحمل را از خود نشان داد. مطالعه سوم به منظور بررسی اثر سطوح مختلف تنش خشکی و همزیستی با قارچ اکتومایکوریزا روی سه گونه کاج به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه عامل شامل سه گونه کاج (تهران، مشهد و بانکسیانا جمعیت 8960049)، سه سطح تنش خشکی (رژیم آبیاری 100، 75، 50 درصد ظرفیت زراعی بر اساس روش رطوبت وزنی حجمی) و دو سطح قارچ اکتومایکوریزا Sphaerosporella brunnea (تلقیح یا عدم تلقیح با آن) اجرا شد. تنش خشکی شدید در مقایسه با تیمار آبیاری عدم تنش خشکی به طور معنی¬داری باعث کاهش ارتفاع، وزن تر و خشک شاخه، صفات ریشه، رنگدانه‌های فتوسنتزی، محتوی نسبی آب برگ، نشاسته، پروتئین، محتوی عناصر غذایی، همزیستی، ارگسترول و کیفیت ظاهری شد اما در مقابل باعث افزایش درصد نشت یونی، پرولین، کربوهیدرات‌های محلول، محتوی مالون دی آلدهید، فنل کل، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و هورمون آبسزیک اسید (ABA) شد. همزیستی با قارچ اکتومایکوریزا باعث افزایش معنی‌دار صفات ارتفاع، وزن تر و خشک شاخه، رنگدانه‌های فتوسنتزی، صفات ریشه، محتوی نسبی آب برگ، فنل کل، عناصر غذایی، همزیستی، ارگسترل، محتوی فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، پروتئین و کیفیت ظاهری شد. صفاتی مانند نشت یونی، محتوی مالون دی آلدهید، پرولین، کربوهیدارت‌های محلول، نشاسته و هورمون آبسزیک اسید در همزیستی با اکتومایکوریزا کاهش پیدا کرد. کاج مشهد دارای بیشترین وزن تر و خشک شاخه، صفات ریشه، رنگدانه‌های فتوسنتزی، محتوی نسبی آب برگ، نشاسته، فنل کل، عناصر غذایی، ارگسترول و کیفیت ظاهری بود. این گونه دارای کمترین ارتفاع، نشت یونی و هورمون آبسزیک اسید بود. کاج تهران دارای بیشترین ارتفاع، نشت یونی، محتوی مالون دی آلدهید، پرولین و کمترین مقدار محتوی رنگدانه‌های فتوسنتزی، مساحت ریشه، فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، محتوی عناصر غذایی، همزیستی و ارگسترول بود. گونه بانکسیانا دارای بیشترین ارتفاع، فعالیت آنزیم کاتالاز و گلوتاتیون ردوکتاز، گلوتاتیون اس ترانسفراز، پروتئین، همزیستی و هورمون آبسزیک اسید بود. بانکسیانا دارای کمترین وزن تر و خشک شاخه و ریشه، طول و حجم ریشه، محتوی ن