1、玉米是重要的糧食、飼料和能源作物，穩(wěn)產和高產是玉米育種的主要目標。粒型性狀和其他產量相關性狀是復雜的數量性狀，受眾多數量性狀位點(QTL)控制，影響玉米的產量和品質，因而是玉米籽粒產量遺傳改良的重要指標。本研究利用大粒、粗穗軸自交系V671和小粒、細穗軸的自交系美C構建了包含270個單株的F2分離群體及其F2∶3家系。利用分子標記技術鑒定F2群體的基因型，并結合多年多點的表型數據，分別對各家系粒長、粒寬、粒厚、百粒重、穗粗、穗長、軸粗、

2、穗行數進行單環(huán)境QTL定位和多環(huán)境聯(lián)合分析，深入探討了籽粒粒型和產量相關性狀的遺傳基礎。主要研究結果如下:
　　1.8個性狀表型數據的方差分析表明:各性狀在家系和環(huán)境間的差異均達到極顯著水平(P＜0.01），均存在明顯的雙向超親分離現象。各性狀的廣義遺傳力介于0.821-0.957之間，穗行數最高，穗粗最低;籽粒粒型性狀的廣義遺傳力普遍較高(0.880-0.944)。
　　2.表型相關分析表明粒長、粒寬、粒厚與百粒重，以及粒

3、寬與粒厚均表現出極顯著正相關，粒長與粒厚極顯著負相關(P＜0.01)，軸粗、穗粗與穗行數之間表現為極顯著正相關，穗行數與百粒重之間存在極顯著負相關;回歸分析同樣表明粒長、粒寬、粒厚對百粒重有著穩(wěn)定的正向貢獻，且以粒厚的貢獻最大，穗行數對百粒重則表現出負向貢獻。
　　3.利用256個共顯性SSR標記構建了覆蓋玉米全基因組的分子標記遺傳連鎖圖譜。圖譜總長1351.50cM，標記平均間距5.28cM。其中197個位點等位基因頻率符合1∶

4、2∶1的分離比。59個偏分離的標記主要分布在第1、2、3、7、9和10染色體上。在第3染色體3.00-3.08bin的基因組區(qū)域內檢測到一個較大的偏分離熱點，偏向大粒親本V671;其他偏分離位點則偏向雜合基因型。所有標記在圖譜中的相對位置與參考圖譜IBM2008Neighbors的標記位置信息基本一致。
　　4.利用復合區(qū)間作圖法對270個F2∶3家系的8個性狀進行單個環(huán)境QTL定位，檢測到115個QTL，主要分布在第1、2、4、

5、5、6和9號染色體上。其中檢測到的粒長相關的QTL最少，為6個，單環(huán)境中可以解釋1.18％-12.92％的表型變異;檢測到的粒厚相關的QTL最多，為18個，單環(huán)境下可解釋0.84％-17.98％的表型變異。在兩個以上環(huán)境中檢測到51個穩(wěn)定表達的QTL。大部分QTL的表型貢獻率較低，僅可解釋10％以下的表型變異。除了穗長和穗粗外，均檢測到穩(wěn)定表達的粒長、粒寬、粒厚、百粒重、軸粗、穗行數相關的主效QTL（在兩個以上環(huán)境中檢測到，并且至少在一

6、個環(huán)境中的表型貢獻率大于10％），共21個，主要表現為加性或部分顯性效應。5個QTL，qKW1-2，qKT1-4，qERN2-4，qERN9-1和qCD9-2在所有試驗環(huán)境中均穩(wěn)定表達，同時也被聯(lián)合分析檢測到，除qCD9-2以外均為主效QTL。聯(lián)合分析檢測到的55個QTL中，44個同時在單環(huán)境分析中定位到，其中包括16個主效QTL;另有11個僅在聯(lián)合分析中檢測到，為微效QTL。兩種定位方法的研究結果均表明籽粒粒型和產量相關性狀受到一些穩(wěn)

7、定表達的主效QTL和眾多微效QTL的遺傳控制。
　　5.QTL的互作分析表明，某些微效QTL與環(huán)境存在互作，但效應并不高。本研究未檢測到粒型和產量相關性狀主效QTL與環(huán)境存在互作效應。上位性互作分析共檢測到8對互作QTL(P＜0.05)。其中，加加、加顯/顯加和顯顯上位性互作形式均有表現，但這些位點揭示的表型變異率較低，僅0.02％-2.98％。另外，在多個參與上位性互作的位點均檢測到顯著的QTL，少數互作是發(fā)生在非顯著的位點，說

8、明上位性效應是玉米粒型和產量相關性狀的重要遺傳基礎。
　　6.粒型和產量相關性狀QTL在基因組中的分布位點有重疊區(qū)域，如bin2.05-2.07，bin4.08,bin5.01-5.03，bin9.03-9.04。粒型QTL還聚集在bin1.02-1.03、bin1.04-1.06、bin2.01-2.03和bin2.08的基因組區(qū)域;bin1.09-1.10、bin2.03-2.04、6.04-6.05bin和bin9.05內則