玉米作为重要的粮食作物,同时兼作饲料以及工业原料,集三大属性于一身。随着人民生活质量的提高,农牧产品需求量日益增加;化石能源供应的持续紧张,清洁能源如生物乙醇的需求日益迫切,进一步加剧了全球范围内玉米供需的紧张局势(Keyzer et al 2005;Wirsenius et al 2010)。穗粒数是玉米产量构成因子,也是重要的育种目标。穗长、行粒数和穗行数与每穗籽粒数密切相关,这些重要的因子最终决定玉米籽粒产量。因此,通过改良玉米穗粒数等相关性状,可以有效的提高玉米产量。对玉米穗粒数相关基因进行探究和分析,对分子标记辅助选择改良玉米而言,具有极其深远的意义。本研究利用玉米自交系TY6分别与Mo17和W138组配F2分离群体以及F2:3家系进行全基因组穗粒数相关性状QTL定位,对主效QTL qEL1.10进行重定位,并评估其育种潜力。另外,基于前人定位到的一个穗粒数相关位点qEL7.02,对其展开精细定位工作,并对重要候选基因进行关联分析,发掘重要的功能位点。主要结果如下:1.利用TY6×W138(WT)和TY6×Mo17(MT)衍生的两套F2:3家系,对穗长、行粒数、穗行数以及穗重4个性状进行QTL定位,共检测出39个QTLs,单个QTL可以解释的表型变异范围为0.4%-29.5%。此外,14个分布在第一、四、五、七和十号染色体上的14个QTLs共形成5个QTL簇,其中位于第一号染色体长臂的QTL簇内共包含6个穗粒数相关性状的QTLs,将其命名为qEL1.10。2.由TY6×W138与W138回交,结合对qEL1.10的分子标记辅助选择,发展了一个QTL-NIL分离群体。使用QTL区段内新开发的8对分子标记,对qEL1.10进行重定位,发现qEL1.10为一个一因多效的QTL,同时控制穗长、行粒数以及穗重等性状,所解释的表型变异分别为42%,49%和25%,来源于TY6的等位基因的加性效应值分别为-1.58 cm,-3.67粒和-8.9 g。3.利用NIL系:W138和W138TY6(qEL1.10位置为TY6等位基因)分别与六个玉米骨干自交系杂交,其F1在穗长、行粒数以及穗重性状上,均显示来自W138的优良等位基因能将穗长提高0.77厘米,行粒数增加1.42粒以及穗重增重4.31克。由此表明,该QTL位点在提高果穗籽粒数目以及粮食产量方面具有一定的育种潜力。4.在前人将qEL7.02定位到6.3Mb区段内的基础上,利用回交群体筛选交换单株,通过子代测验的跨叠系表型鉴定,将目标QTL缩小到605Kb的区间(基于B73参考基因组)。5.结合生物信息学分析。在目标区段内的候选基因中,发现Candidate gene 1与玉米中id1的功能domain有同源性,而id1突变体的纯合表型表现为花期延迟以及花序发育异常。对该候选基因进行序列分析发现,在近等基因系SL17-1和Ye478之间,Candidate gene 1在ATG上游以及第一外显子区共发现55个多态性差异位点,包括21个Indels和34个SNP位点。其中编码区内的差异仅有两处,且都位于第一外显子,分别为第68和第111位。第111位的G/C变异并不造成编码氨基酸的改变,而第68位除了T/C变异外,在亲本SL17-1中又有六个碱基的插入,最终引起该位置由Ye478中的脯氨酸变成SL17-1中的亮氨酸、苏氨酸和精氨酸。6.候选基因关联分析表明,Candidate gene 1第一外显子上三处多态性位点影响与抽雄期、吐丝期和散粉期显著关联(In-68:P=0.0073;P=0.0009;P=0.0068),但并未检测到影响玉米穗长的变异位点。