叶片数量及叶片在植株上的空间分布是株型的重要构成因子,根据玉米植株最上面雌穗的位置,总叶片数可分为穗上叶片数和穗下叶片数。研究表明穗上叶片数和穗下叶片数的合理比例对增强群体光合效率和优化群体结构具有重要的作用。叶片数与株高、穗位高等其它株型性状及开花期等适应性性状高度相关。然而解析玉米叶片数遗传结构的研究较少,研究玉米叶片数的遗传结构和分子调控机制对培育具有合理株型和适宜生育期的玉米品种具有重要的理论指导和实践意义。本研究以一套玉米与大刍草杂交衍生得到的866份BC2S3重组自交系群体(RILs)为材料,通过结合高密度的SNP分子标记,对3个玉米叶片数性状(总叶片数、穗上叶片数和穗下叶片数)和1个开花期性状的遗传结构及它们之间的遗传关系进行了系统解析,并对其中2个叶片数QTL进行精细定位和克隆,结果如下:(1)总共检测到73个控叶片数和开花期的QTL,不同性状表现出不同的遗传结构特征:穗上叶片数和开花期由一个主效QTL和多个微效QTL控制,而穗下叶片数和总叶片数是由多个微效QTL控制;控制穗上叶片数的QTL来自玉米的等位基因大部分是增效的,而控制穗下叶片数的QTL来自玉米的等位基因大部分减效的,说明穗上叶片数和穗下叶片数在玉米驯化和改良过程中可能受到不同方向的定向选择。穗上叶片数与穗下叶片数表型相关程度很低,QTL分析中仅检测到三个重叠的QTL,说明穗上叶片数和穗下叶片数可能受到相对独立的遗传调控:(2)在38个控制玉米叶片数和开花期的染色体位点中,有15个位点能够同时控制叶片数和开花期,表现出中等水平的QTL重叠;通过构建近等基因系(NIL)验证了三个已经克隆的控制开花期的基因dlf1、ZCN8和ZmCCT的效应,并且发现这三个基因也能够控制穗下叶片数和总叶片数,但不影响穗上叶片数。(3)qLA1-1是特异控制穗上叶片数的主效QTL,可以解释21.5%的表型变异,利用HIF自交得到的F2群体对qLA1-1进行了精细定位。最后将qLA1-1定位在包含大约20Mb的重组抑制区,通过与NAM群体相应区段的重组率进行比较发现这个重组抑制来自大刍草。(4)qLB6-1是一个位于6号染色体,控制穗下叶片数的QTL,可以解释4.6%的表型变异。利用HIF自交得到的F2群体对其进行精细定位和克隆,最后将qLB6-1定位于40Kb的基因间区,并将功能区域下游的WRKY转录因子作为候选基因。表达分析发现该WRKY基因在近等基因系组间表现出显著的表达差异而且该基因主要在叶片表达。对WRKY::Mu进行表型分析发现,该WRKY基因突变体能够增加穗下叶片数,推迟开花期,增加百粒重,但不影响穗上叶片数,这些结果表明该WRKY基因对穗下叶片数起正向调控作用。