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玉米穗柄维管束（peduncle vascular bundle,PVB）系统在光合产物、营养物质和水分向穗子运输的过程中起着关键的作用,影响籽粒产量。然而,不同玉米品系中的PVB-相关性状的遗传基础尚不清楚。本研究分别以先玉335 RIL群体（PH4CV×PH6WC）、郑单958 RIL群体（Zheng58×Chang7-2）和一个关联群体为研究对象,结合高密度的SNP标记,分别对15个PVB-相关性状的遗传基础进行分析。结合玉米穗柄伸长过程的比较转录组分析和候选基因关联分析,从关键QTL中筛选出3个重点候选基因。同时,通过突变体进一步验证了重要候选基因Zm VLN2。主要结果如下:1.玉米PVB-相关性状具有丰富的自然变异:分别对不同环境的RIL群体和关联群体的15个PVB-相关性状进行表型统计分析。PVB-相关性状在不同环境中均存在广泛的变异。绝大部分PVB-相关性状的表型呈现出正态分布,少数性状呈现出偏正态分布,表明它们属于典型的数量性状,适合做进一步的研究。2.连锁分析共鉴定到132个与15个PVB-相关性状有关QTL:对2017年原阳（17YY）和2017年永城（17YC）地点的RIL群体的15个PVB-相关性状进行连锁分析,共发现132个QTL。先玉335 RIL群体在17YC、17YY和这两个环境的联合（BLUP）分别鉴定到29、27和25个QTL;郑单958 RIL群体在这三个环境分别鉴定到31、34和33个QTL。在不同的环境中,先玉335和郑单958 RIL群体分别发现9个和17个共定位QTL。两个群体间发现7个共定位QTL（CoQTL2、CoQTL4、CoQTL7、CoQTL10、CoQTL11、CoQTL13和CoQTL14）,涉及到穗柄长（LEH）、维管束总数（TNVB）、单个大维管束面积（ASLVB）、单个小维管束面积（ASSVB）、小维管束总面积（ASVB）和维管束密度（DVB）。3.全基因组关联分析鉴定到223个与15个PVB-相关性状有关的SNPs标记:以386份玉米自交系为研究对象,结合0.56M高质量的SNP基因型,分别对17YC、2020年开封（20KF）、2020年原阳（20YY）和BLUP（20KF和20YY）下的PVB-相关性状进行全基因组关联分析（GWAS）。在P≤3.93×10-6条件下,17YC、20KF、20YY和BLUP分别鉴定到14、88、55和66个SNP性状关联位点。这些SNP分别涉及9、41、27和28个QTL,解释的表型变异范围分别为8.84%-11.51%、8.63%-14.09%、8.74%-13.21%和8.34%-12.11%。有21个QTL同时在至少两个环境中共定位。4.不同群体间鉴定到9个共定位QTL:通过比较发现,先玉335 RIL群体与郑单958 RIL群体之间共存在7个共定位QTL。先玉335 RIL群体中的q PVB1-11a和q PVB3-4a分别与关联群体中的q PVB12c和q PVB26c共定位。这两组共定位QTL涉及穗柄长（LEH）、穗柄节间数（LNEH）、单节间长（SLL）、大维管束数（NLVB）、小维管束数（NSVB）、维管束总数（TNVB）、小维管束总面积（ASVB）和大维管束总面积（ALVB）。郑单958 RIL群体与关联群体之间不存在共定位QTL。此外,q PVB12c和q PVB1-11a再次与已经报导的q SL CIK-1-1发生重叠。q SL CIK-1-1由CI7/K22 RIL群体鉴定到,与LEH有关。这些结果也表明本研究结果的可靠性。5.候选基因关联分析鉴定到3个与NSVB或LEH相关的关键基因:根据基因的功能注释,我们首先从共定位QTL（q PVB12c、q PVB47c、q PVB56c和q PVB61c）中分别筛选出一个候选基因（GRMZM2G045781、GRMZM2G386971、GRMZM2G007404和GRMZM2G038401）。连锁分析与比较转录组分析（RNA-seq）相结合,从共定位q PVB4-11a中筛选出一个候选基因GRMZM2G028980。另外,从17YC环境鉴定的重要位点q PVB63c中筛选出一个候选基因（GRMZM2G180988）。通过对这6个基因进行候选基因关联分析发现,GRMZM2G180988是影响小维管束数量（NSVB）的关键基因,GRMZM2G028980和GRMZM2G045781都是影响穗柄长（LEH）的重要基因。6.GRMZM2G180988（Zm VLN2）是q PVB63c中的功能基因:根据候选基因关联分析结果,从EMS突变体文库获得B73突变体（MutSample:EMS4-0afc18）。方差分析表明,小维管束数量（NSVB）在WT和Zmvln2之间的P值为1.92e-05,在P＜0.001水平上达到显著差异。表明,GRMZM2G180988（Zmvln2）可能是q PVB63c中的功能基因。Zmvln2的单倍型分析表明,Hap1与Hap2之间的NSVB在P＜0.001水平上达到显著水平（P=3.02e-07）。根据温带、热带/亚热带来源和育种材料来源,我们对单倍型中的自交系进行了分类。结果发现,Hap1和Hap2中的热带/亚热带材料所占比例分别为58.66%和11.36%,Hap2主要由China优良自交系组成（29/44）。说明Zmvln2在玉米的驯化和遗传改良过程中均受到了选择。总之,上述研究结果不仅为进一步了解PVB-相关性状的遗传基础提供了重要的信息,而且为玉米高产新品种的选育提供了可能。