【目的】分析遗传效应和气候变量对日本落叶松木材微纤丝角的影响，建立预测模型，预测终端收获木材的质量，旨在提高遗传材料的选育效率和促进目标材种的定向培育。【方法】以20个日本落叶松无性系为研究对象，通过木芯取样测定了林龄从4年到15年连续12个年轮的微纤丝角，分析了微纤丝角与林龄和年轮宽度的关系，建立了微纤丝角基础预测模型，然后对微纤丝角和气候变量进行相关性分析，采用混合效应模型构建了含有遗传效应和气候变量的日本落叶松微纤丝角预测模型。【结果】（1）微纤丝角随着林龄的增加呈减小趋势，随年轮宽度的增加呈增加趋势，不同无性系间微纤丝角变化规律明显不同。（2）含有林龄和年轮宽度的基础模型确定系数（R²）为0.43，均方根误差（RMSE）为4.391；加入平均年降水量和冬季平均降水量后模型R²为0.54,RMSE为4.039；采用混合模型建立的含遗传效应和平均年降水量、冬季平均降水量的微纤丝角预测模型R²为0.81,RMSE为3.061。（3）平均年降水量和冬季平均降水量增加会增大日本落叶松微纤丝角，两个气候变量解释了微纤丝角变异的11%；遗传效应对日本落叶松微纤丝角变异有重要影响，可解释微纤丝角变异的27%。【结论】相较于平均年降水量和冬季平均降水量，遗传效应对木材微纤丝角影响更大。而且不同无性系的微纤丝角对气候因素变化的响应不同，无性系I6-7-075、I8-4-30和J28-6对于气候变化更钝化，是生态适应性更强的无性系，适合进一步在日本落叶松适生区推广应用。