玉米产量对世界粮食安全和经济发展有着至关重要的作用。环境条件持续恶化,干旱频发、程度严重,对玉米生长发育造成严重影响,干旱胁迫已成为限制玉米产量的主要非生物胁迫因素。因此,解析玉米耐旱性状遗传基础和进行玉米耐旱性改良育种,对玉米稳产性具有重要意义。本研究以收集的3000多份热带、亚热带玉米为供试材料,通过多种遗传分析解析玉米耐旱性遗传基础,并探索全基因组预测（GS）模式,以期为提高玉米耐旱性的分子标记辅助选择（MAS）育种提供有效方法。所有材料均采用低廉快捷的GBS（genotyping-by-sequencing）技术进行全基因组高通量测序鉴定分子标记。GBS鉴定的SNP（GBS SNP）因质量低而不宜直接用于连锁图谱构建,因此本研究开发了组建Block标记的方法,应用于不同群体进行遗传分析。主要结果如下:（1）开发了SL（Similarity/Linkage）和FPP（Fixed Physical Position,FPP）两种方法,并在6个不同双亲群体（DH、RIL、IBM、F2、BC1和BC1F2）中组建Block标记进行应用验证。同一测序水平GBS SNP的缺失率和错误率随群体杂合度的上升而升高。基于两种方法组建的Blok标记,杂合群体的杂合度已达期望值,群体基因型各方面属性得到显著改善;鉴定的玉米基因组重组模式与前人报道一致,且群体交换次数符合理论值;遗传图谱总长度在合理范围（IBM在5K c M左右,其余群体在1-2K c M范围）,SNP标记密度较高（例如:F2:35.43 SNP/c M）;真实性状QTL定位验证了遗传图谱的可靠性。这些结果说明利用基于SL和FPP法组建的基因组Block标记构建的遗传图谱质量高,两种方法可靠,其中SL方法更适用于纯合群体,FPP法适用于杂合群体。（2）利用15个玉米双亲群体为供试材料,在正常（WW）和干旱胁迫（DS）条件下评估产量及相关二级性状,基于FPP法组建Block标记构建连锁图谱进行连锁分析鉴定了265个QTL,并结合联合关联分析（GWAS）,共同定位了2979个基因与产量、花期、株高、穗位高显著关联。表达分析和GO（gene ontology）富集分析发现,其中354个为苗期响应DS的差异表达基因,主要富集于催化活性的功能,参与响应非生物胁迫过程。另外,利用三倍量群体内交叉验证模式,以及等量、二倍量和三倍量群体建模进行半同胞群体（HSP）间目标性状预测,比较发现WW条件下等量HSP间预测模式的精度最高;DS条件下,HSP内三倍量交叉验证模式精度最高,综合精确度和稳定性,HSP间三倍量模式最优。这些结果对利用MAS育种提高玉米耐旱性具有一定指导意义。（3）利用关联群体DTMA为供试材料,鉴定了在WW、DS、热胁迫（HS）及旱热复合胁迫（DHS）条件下的产量及相关性状。在基于SNP的GWAS中共鉴定了1549个显著关联SNP,～1/3 SNP解释的表型变异>5%,表明WW和DS条件下产量及相关性状都是复杂性状,显著SNP热点分析发现bin8.03是影响产量和花期的热点区域;另外发现基于单倍型的GWAS可提高作图效力（平均PVE=10.56%）。基于SNP和单倍型的GWAS共鉴定了690个候选基因,表达分析发现其中46个为玉米苗期响应DS的差异表达基因,这些基因可作为后续研究的关键基因。比较同一目标性状不同环境下的定位结果,发现几乎没有DHS与DS或HS重合的基因,暗示了玉米对这几种胁迫抗性的遗传分化,以及同时改良多种胁迫抗性的困难性。GS分析发现,复杂程度相对较低的AD较更复杂的ASI和GY有较高的精确性;把相应性状显著关联标记引入预测模型可有效改善复杂性状的预测精度,这对利用MAS提高玉米逆境胁迫抗性育种具有一定指导意义。本研究也强调了多抗性玉米育种的重要性,并为多抗性玉米育种奠定了基础。本文新开发的SL和FPP两种方法在不同玉米双亲群体中验证和应用,并成功应用FPP法在WEMA群体中鉴定了大量候选基因。与DTMA群体关联分析重合的候选基因及鉴定为苗期响应DS的基因可作为后续重点关注的耐旱相关候选基因,根据预测可能涉及ABA、JA等信号途径相关的基因以及其他未知的功能基因,可通过分子生物学实验鉴定和验证功能,是对响应DS调控网络的补充。后续将进行扩展FPP法的遗传应用研究,例如联合不同群体或者多亲群体组建Block标记,用于联合遗传分析。另外,在干旱地区往往伴随着高温,本研究鉴定的热胁迫及旱热复合胁迫相关的候选基因也可引入全基因组选择模型,促进对玉米适应复杂气候的选育。在利用MAS改良玉米耐旱性的育种中,将利用ASI辅助对产量的选择,并结合与产量和花期相关的QTL及全基因组SNP对产量进行预测,期望能有效提高单位时间的遗传增益,培育耐旱性玉米种质。