氮是植物生长发育必不可少的矿质营养元素,然而农业生产中往往存在氮肥过度施用的问题。大量的氮肥投入不仅没有获得实质上的产量提升,反而造成极大的资源浪费和严重的环境污染,不利于农业的可持续发展。玉米作为一种重要的粮、经、饲多功能作物,同时也是全球种植范围最广、面积最大、产量最高的作物之一,具有重要的社会经济价值。因此,剖析玉米氮效率遗传基础,发掘玉米氮效率基因,对提高玉米产量,减少氮肥使用量和防治农业污染具有重要意义。本研究以139份玉米自交系为研究材料,采用大田试验的方法,设置施氮（+N）和不施氮（N）两个处理,研究了不同氮处理对玉米氮效率相关（NUE-related）性状的影响,并基于139份玉米自交系的基因型信息对该群体进行了群体结构分析,进一步开展了SNP标记与NUE-related性状的全基因组关联分析（GWAS）,最后对与NUE-related性状显著关联的位点进行了候选基因预测。主要的结果如下:1、无论在+N还是N条件下,群体中所有NUE-related性状都存在较大程度变异,且具有较高的遗传力（71.5%—85.7%）。除了NHI之外,其余NUE-related性状在不同氮水平间均存在显著差异。且无论在+N还是N条件下,NutE与NUE之间的偏相关系数（0.76—0.88）和通径系数（0.63—0.66）都高于NupE与NUE之间的偏相关系数（0.52—0.80）和通径系数（0.13—0.40）。基于NUE-related性状（△N-+N）的聚类分析将139份玉米自交系分成4种类型。2、以遗传成分大于60%为划分依据将139份玉米自交系划入7个亚群和1个混合群,P3、P4和P6这3个亚群彼此之间的遗传距离较远。群体内大部分材料间的亲缘关系系数小于0.1,不存在明显的亲缘关系。当r²=0.1时,全基因组LD衰减距离为²00 kb,第1和第2染色体的LD衰减距离最短,为¹00 kb,其次为第5染色体,LD衰减距离为¹50 kb;第4和第9染色体的LD衰减距离最长,为³30 kb,其他染色体的LD衰减距离与全基因组的LD衰减距离大致相同。3、采用FarmCPU方法开展氮效率相关性状的GWAS,在不同氮水平下共检测到50个与NUE-related性状显著关联的SNP位点,这些SNP位点在玉米的10条染色体上均有分布。第10染色体上分布的SNP位点最多,为11个,第5和第8染色体上分布的SNP位点最少,分别为2个。其中+N条件下检测到27个显著的SNP位点,N条件下检测到23个显著的SNP位点。这些SNP位点的P值介于8.73×10^-05到3.93×10^-13之间。4、根据检测到的50个NUE-related性状显著遗传位点,在LD（r²=0.1）区间内共预测到32个可能的氮效率候选基因,其中在+N和N条件下分别预测了20个和12个候选基因。基因注释和基因本体学（GO）分析揭示出这些基因编码的蛋白主要功能包括核酸代谢、氨基酸代谢、蛋白质代谢、水解酶活性、跨膜转运和转录调节等。其中29个基因参与到了含氮衍生物（核酸、蛋白质、氨基酸等）的代谢过程中,5个基因参与到了转录调节过程,2个基因具有运输功能。