木薯作为一种典型的多年生灌木植物,以其高生物量、抗贫瘠、抗病虫害、耐干旱等特点,被广泛运用于食用、饲用上。而且还被广泛运用于生产加工上,如造纸、纺织、淀粉生产及生物燃料生产等。虽然目前木薯的育种体系已经较为成熟,但传统的育种手段已经不能满足生产和生活的需求。因为传统育种的育种周期长,而且由于木薯基因组具有高度杂合的特性。这种杂合性虽然增加了木薯遗传变异的丰富程度,但同时也增加了木薯培育过程的难度,所以通过分子标记辅助育种来挖掘控制优良性状的等位基因对于木薯的遗传改良有重要意义。本研究中的实验群体来源于巴西不同地方的192份栽培木薯品种,共考察了包括株高、地上部分产量、鲜薯产量、产量指数、干物质含量、淀粉产量在内的6种数量性状,进行了12个不同环境的表型鉴定,并测量和记录了表型观测值。随后,对考察的表型性状进行统计分析,并采取最佳线性无偏预测法(BLUP)对不同性状的育种值进行估算,然后利用BLUP计算过程中产生的数据对广义遗传力(H~2)进行了估算。同时,提取该巴西木薯群体中的木薯基因组DNA,利用AFSM(扩增片段单核苷酸多态性和甲基化)技术对DNA进行简化测序,统计分析巴西木薯群体全基因组水平上的SNPs和In Dels分子标记。将过滤后的高质量分子标记用于遗传多样性分析、群体遗传结构分析及全基因组关联分析,最终鉴定出显著性位点并确定候选基因。研究结果如下:对木薯表型性状进行统计分析后,发现在以上6个性状中,每个性状都表现出了不同程度的变异幅度,其中变异系数最高的是淀粉产量,其变异系数的范围是0.32-1.04;变异系数最低的是干物质含量,其变异系数的范围是0.05-0.19。随后评估了各个性状的广义遗传力,得到如下结果:干物质含量的广义遗传力最大(0.89),地上部分产量的广义遗传力最小(0.71),6个性状的广义遗传力在0.71-0.89之间。该结果表明:本研究中考察的这6个数量性状的广义遗传力都比较高,也就是说它们在不同环境下都相对稳定。利用9,943个高质量的SNPs和In Dels分子标记,通过群体结构分析把192份巴西木薯分为9个亚群,与主成分分析以及进化树聚类结果大致相同。同时计算了该木薯群体以及每个亚群的遗传多样性指数(π),该群体的遗传多样性指数为0.274,亚群1-亚群9的遗传多样性指数在0.192-0.289范围内,结果表明该巴西栽培种木薯群体具有相对较高的遗传多样性水平;计算了群体分化指数(Fst)后发现除亚群1和亚群4之间遗传分化较强外,各亚群之间均为中等或较弱遗传分化,亚群间的遗传分化指数在0.031-0.152之间。另外,我们还对该木薯群体进行了遗传距离分析,结果发现:这些木薯种质间的遗传距离在0.084-0.297范围内,平均的遗传距离为0.228。进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)后得到如下结果:在12个不同的环境下得到了196个显著性位点,确定了96个候选基因。在株型性状(株高)中,通过关联分析发现该性状有33个显著性位点,13个候选基因;在产量组成相关性状中(包括鲜薯产量、地上部分产量和产量指数),分别检测到了28个、32个、20个显著性位点,分别确定了21个、14个、11个候选基因;在块根品质性状中(包括干物质含量和淀粉产量),检测到的显著性位点分别是31个、52个,分别确定了14个、23个候选基因。据统计,共有9个显著位点在不同性状上拥有相同关联性。对产量相关性状注释并去除重复后得到的75个候选基因进行GO注释分析,注释结果显示有10个候选基因被归类于细胞组分中,主要集中于细胞、细胞部分、细胞器、膜等功能上;37个候选基因被归类于分子功能中,主要集中于催化活性和结合功能上;25个候选基因被归类于生物学过程中,集中于生物过程调控、细胞过程等功能上。