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玉米作为世界上第一大农作物,不仅是人类粮食和动物饲料的主要来源,还是重要的工业原料。淀粉、蛋白质、油分构成玉米籽粒的三大组分,其中淀粉含量最高,占玉米籽粒的65%左右。提高玉米籽粒淀粉的含量不仅可以提高玉米的产量,还可增加玉米作为生产酒精等加工工业原料的附加值。定位和克隆控制玉米籽粒淀粉含量主效QTL,可以解析玉米淀粉遗传改良提供重要的依据和基础。通过DhLoPro1与B73杂交后,利用F2群体进行玉米籽粒淀粉含量的初步定位,初步定位了 3个主效QTL。在此基础上本研究对位于玉米第4号染色体的控制玉米籽粒淀粉含量的主效QTL-qHS4构建近等基因系逐步进行精细定位,然后进行大规模RNA-seq测序,通过表达分析获得可能参与玉米籽粒淀粉含量相关的候选基因,并对QTL区段内基因进行了较为详细的分析,同时在QTL区段内进行关联分析,最后结合连锁与关联分析、表达分析对候选基因进行了功能分析和功能位点鉴定。另外,本研究还利用玉米自交系以K22和CI7组配衍生的重组自交系群体为材料,通过3个地点的田间试验,对重组自交系群体进行基因型检测,并构建了高密度遗传图谱,检测到6个主效QTL,对这6个主效QTL区段内的基因进行候选基因功能分析预测。主要研究结果如下:1.在BC5代筛选得到了 736个重组单株,将qHS4定位到标记MZA15842-4和MZA11894-8之间,遗传距离为10.56cM,从而缩小了 QTL区间。为了进一步缩小区段对qHS4位点进行精细定位,在标记MZA15842-4和MZA11894-8之间利用分子标记筛选新的重组单株,筛选了2355个单株,在2012年海南、北京和新疆进行后代验证,将qHS4限定在标记MZA12884-19和MZA8887-4之间,遗传距离为1.95cM,物理距离为3.68MB。在标记MZA12884-19和MZA8887-4之后,开发了 5个SNP标记,在2013年新疆进行后代验,将qHS4限定在标记IDP6613和PZE-104117199之间,物理距离为0.31MB,基于玉米B73基因组序列预测,该区域包含4个BAC,有7个基因。2.应用两个qHS4的近等基因系在授粉后14天和授粉后21天进行RNA-seq分析。共检测41083个基因,其中在定位的QTL区段内的基因有4467个基因。对不同时期的籽粒淀粉含量进行检测发现在授粉后14天两个近等基因系之间淀粉含量差异最大。分析第4号染色体候选区段内14DAP和21DAP中近等基因系及其对照家系共同表达基因517个,其中60个基因在所有组材料中的表达量达到显著水平(P-value<0.05)。基因功能注释和聚类分析发现了参与淀粉合成及碳水化合物形成的相关基因,这些基因可初步作为影响籽粒淀粉含量的候选基因。3.利用包含368份自交系的关联分析平台,针对qHS4进行了区段内候选关联分析,检测到12个独立的SNP位点与籽粒淀粉含量显著相关(P<0.05)。通过在显著位点附近进行的基因注释和功能预测挖掘到2个与精细定位候选基因相同位点的基因,基因编号分别为GRMZM2G016805和GRMZM2G320723,注释的基因功能分别为DDHC型锌指蛋白棕榈酰转移酶和三角状五肽重复蛋白,与368份自交系的基因表达数据相关性分析显示不相关,GRMZM2G016805的表达量与淀粉含量不相关,GRMZM2G320723与淀粉含量显著负相关,结果表明在本关联群体中,GRMZM2G016805在表达水平上没有显著差异,该基因可能不能引起该基因表达水平与目标性状之间的差异,而GRMZM2G320723有显著差异,该基因可能引起该基因表达水平与目标性状之间的差异。4.用Illumina MaizeSNP50对重组自交系群体进行基因型检测,并构建了高密度遗传图谱。群体K22/CI7的遗传图谱包含2386个标记。检测到6个QTL,单个QTL可以解释4.69%～10.62%的表型变异,6个QTL共可以解释48.6%的表型变异。用bin-map的方法将QTL区间进一步缩小,QTL峰值单个bin的物理距离的范围为81.7kb-2.2Mb。基于功能注释和已知基因,被鉴定的QTLs中7个基因作为候选基因,其中3个基因编码的酶没有参与淀粉代谢过程但是可能间接影响淀粉生物合成的基因,4个基因可能作为淀粉生物合成起到调节作用的基因。