高产是玉米育种的首要目标,产量是多种因素的最终体现,亩穗数、穗行数、行粒数和百粒重是玉米单位面积产量的主要构成因素。玉米株型相关性状与亩穗数密切相关,穗长决定了行粒数并最终影响产量。因此,对株型相关性状及穗长相关性状进行遗传解析,鉴定其主效QTL(基因),能够为培育抗倒伏、耐密、高产玉米新品种提供理论依据。本研究以包含284份玉米自交系的关联群体为材料,对株型相关性状进行遗传分析,获得了17个影响株型相关性状的QTL;同时以包含150份材料的许178背景、综3单片段代换系群体为材料,对穗长性状进行了QTL分析,鉴定了一个控制穗长的主效QTL(qEL3)。具体结果如下:1.株型相关性状的全基因组关联分析(GWAS)(1)比较不同地点6个性状的变异系数、范围、方差等发现:郑州、浚县2个环境下,6个株型相关性状(株高、穗位高、穗位高与株高比值、总叶片数、穗上叶片数、穗上叶片数与总叶片数比值)均呈现出典型的数量性状正态分布状态,并且大多数性状之间存在高度正相关或负相关;方差分析表明这6个性状的基因型、环境、及基因型×环境的互作均达到显著水平。(2)Q、K、Q+K三种模型的GWAS结果表明:K模型能够较好的评价株型相关性状。2个环境下共检测到与株高、穗位高、穗位高与株高比值、总叶片数和穗上叶片数性状显著关联的56个SNPs(P≤3.99×10-6),位于玉米第1、3、5、6、7、8、9、10号染色体的17个QTL区间内,单个QTL能够解释7.97-10.56%的表型变异。4个QTL在2个环境中均被检测到,以每个QTL内最显著关联SNP所在基因或邻近基因作为QTL的候选基因,4个QTL候选基因分别是GRMZM5G897342、GRMZM2G542272、GRMZM2G440125和GRMZM2G074689。候选基因GRMZM5G897342编码一个硫氧还蛋白,在植物叶绿体中参与并调节光合作用;候选基因GRMZM2G440125编码一个具有RING finger结构域的锌指蛋白,RING finger蛋白主要通过泛素化途径参与到植物细胞的生理生化过程;候选基因GRMZM2G074689编码一个具有EF-hand结构域的钙调素蛋白(CaM),CaM是最典型的Ca2+传感蛋白,结合下游CaM结合蛋白而参与细胞生理活动;GRMZM2G542272编码一种功能未知蛋白。2、穗长的QTL分析:前期,实验室以许178为背景的综3单片段代换系群体为材料,通过多年多点试验获得了1个同时影响穗长和产量的主效QTL。为进一步克隆穗长主效QTL,本研究以单片段代换系SSSL3.09与许178构建的BC1分离群体为材料,通过跨叠群作图法将穗长目的基因(qEL3)定位于第3号染色体标记chr3.09-14和chr3.09-176之间的4.5Mb的物理距离内,为目的基因的精细定位和克隆奠定了基础。