气孔是植物同外界进行氧气、二氧化碳以及水交换的场所,与植物的光合作用,水分利用效率密切相关,乳突是植物叶表面疏水结构,也是抵抗病原菌入侵的重要屏障。关于气孔和乳突作用和发育的研究在拟南芥等物种中较多,谷子方面的相关研究报道较少。本研究从我国谷子核心种质中选取362份作为试验材料,于2018年4月至10月在山西大同、晋城、太谷三个地区种植,选取抽穗期植株倒三叶,对其上表皮气孔密度、大乳突密度、小乳突密度和下表皮的气孔密度、大乳突密度、小乳突密度进行统计以及相关性和特征分析,结合基因组重测序数据,将6个叶片表型性状与筛选出的高质量单核苷酸多态性（SNPs）进行全基因组关联分析（GWAS）。为了研究6个叶片表型性状对谷子抗旱性的贡献大小,本研究从我国谷子核心种质中选择了24份具有代表性的品种做了苗期抗旱性鉴定。主要研究结果如下:1、谷子叶片表皮结构特征及相关性状特征分析谷子叶片上、下表皮间气孔密度相差很小,上表皮大乳突密度一般大于下表皮,上表皮小乳突密度一般小于下表皮,上表皮比下表皮覆盖着更多的蜡质。6个叶片表型性状在谷子核心种质中遗传变异丰富,相关性分析结果显示,相同叶片表型性状在三个地区间存在不同程度的正相关性。2、谷子叶片气孔、乳突密度全基因组关联分析和候选基因预测全基因组关联分析总共检测到32个SNP与6个叶片表型性状显著相关,通过NR、GO、KEGG数据库对所有SNP位点上下游50Kb区间的基因进行功能注释,通过注释信息共预测了9个与上表皮小乳突密度相关的候选基因Si3g19240、Si3g19270、Si3g19280、Si3g19300、Si3g19330、Si3g19350、Si3g19360、Si5g20890、Si2g19110,预测1个与下表皮气孔密度相关的候选基因Si4g14140。3、谷子苗期抗旱性鉴定通过对24份谷子材料对照组和干旱处理组植株的株高、茎粗、最新完全展开叶长和宽以及叶片相对含水量、叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的测定,发现干旱胁迫对谷子苗期的净光合作用和蒸腾速率影响最大,24份谷子材料的苗期抗旱性被划分为强抗旱性、中等抗性、弱抗旱性、干旱敏感4个等级,不能明确6个叶片表型性状对谷子抗旱性的贡献大小。综上,本研究对谷子叶片的表皮结构和表型性状进行了特征分析,通过谷子叶片气孔、乳突密度的全基因组关联分析预测了相关叶片表型性状的候选基因,并鉴定了24份谷子品种的苗期抗旱性,这些结果将为谷子叶片表皮结构研究,谷子性状改良,谷子优良品质育种提供基础。