玉米是全球重要的粮食作物,也是遗传与生物学研究的经典模式植物。产量性状是玉米育种研究的核心问题,而植株株型直接影响玉米的种植密度和群体产量,因此,选择理想株型的材料对于高产、稳产具有重要的意义。干旱是玉米生长发育过程中最重要的非生物胁迫,严重限制了玉米的产量。本研究分别对多亲群体、自然群体、玉米和大刍草远缘杂交群体进行苗期耐旱性鉴定和成株期农艺性状的表型鉴定,筛选出一批耐旱性强、具有育种潜力的优良玉米自交系。结合高质量基因型数据,分别对多个玉米群体的表型性状进行连锁分析和全基因组关联分析,发掘了多个与玉米成株期株型和产量性状以及苗期耐旱性状相关的QTL和候选基因,为玉米抗旱和理想株型分子标记辅助选择育种奠定基础。本文主要研究结果如下:1.在正常浇水和干旱胁迫条件下,分别对5个玉米群体开展苗期耐旱性鉴定试验。结果表明,5个群体各性状的变异系数有相似的变化规律,根直径的变异系数最小,根分枝数变异系数最大。性状间的相关性分析结果表明,除根直径外,玉米根系多数性状间具有很高的相关性。结合各群体根系性状的DTI指标,发现最长根长性状的DTI值最大且大于1,说明干旱处理可以加速玉米根系的纵向伸长。通过比较分析各群体全部性状DTI指标的均值数据,共筛选出玉米苗期耐旱材料65份,包括来自于多亲群体的材料27份,自然群体的材料8份,BD群体的材料12份,BP群体的材料9份,ZP群体的材料9份。2.对5个玉米群体成株期株型和产量相关性状进行统计和分析,结果表明,单穗产量的变异系数最大,穗位叶长、叶宽和穗行数的变异系数较小。株高与穗位高、单穗产量与穗行数、行粒数、百粒重具有显著的相关性,且相关系数大于0.6。方差分析结果表明,性状间的差异主要是由基因型的差异造成的。对玉米和大刍草远缘杂交群体的株型和产量相关性状进行综合比较分析,共筛选到11份具有育种潜力的材料,其中6份来自于BD群体,2份来自于BP群体,3份来自于ZP群体。3.对多亲群体、自然群体和BD群体分别进行苗期耐旱性状全基因组关联分析和连锁分析,结果表明,在多亲群体和自然群体中,共关联到26个显著性SNP位点,其中,候选基因GRMZM2G020040、GRMZM2G074267、GRMZM2G122999可能与玉米苗期耐旱有关。在BD群体中,在干旱、正常及比值（DTI）条件下鉴定到与20个性状相关的QTL分别有38个、49个和10个。在干旱胁迫条件下,挖掘到2个主效QTL,q BS＿SLL2.2可解释第二片叶叶长表型变异的10.34%,q ES＿SFW1.2可解释三叶期地上部鲜重表型变异的10.83%,推测这两个主效QTL区间内可能存在与玉米苗期耐旱性相关的功能基因。4.对多亲群体、自然群体和BD群体分别进行成株期农艺性状全基因组关联分析和连锁分析,分别鉴定到与多亲群体8个性状和自然群体15个性状相关的候选基因7个和89个。在BD群体中,共挖掘到与8个农艺性状相关的主效QTL 17个,其中6个与株型相关,11个与产量及产量构成因子有关,与株型相关的正向效应QTL有5个来源于大刍草,与单穗产量相关的正向QTL均来源于玉米,与预期结果一致。综上所述,本研究证明了大刍草对玉米耐旱的改良具有重要的应用价值,并通过连锁分析和关联分析挖掘到与玉米株型、产量和耐旱相关的QTL和候选基因,为玉米耐旱和理想株型分子标记辅助选择育种奠定基础。