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玉米雄穗作为重要的生殖器官,对玉米的生长和发育具有重要作用。玉米雄穗大小与玉米雌穗大小以及群体冠层的光合效率密切相关。因此,对控制玉米雄穗分枝发育相关的基因研究,可以为育种家改良玉米雄穗花序结构的工作提供理论依据。本研究利用在育种过程中分离得到的一个无雄穗分枝自交系Lx1及其姊妹系Lx2和6个不同背景的多分枝自交系构建分离群体,进行雄穗分枝性状的遗传分析与QTL定位。利用Lx1与Lx2构建的分离群体进行主效基因的精细定位及候选基因鉴定,同时利用转录组测序综合分析雄穗分枝出现差异的原因。基于此,本研究获得结果如下:1.Lx1在PH4CV、8112、E28、昌7-2、辽白371和M54背景下,无雄穗分枝表型受两对基因控制;而在Lx2背景下,无雄穗分枝表型受一对基因控制。利用Lx1/PH4CV和Lx1/Lx2构建的分离群体进行基因定位,发现两个群体中均在6号染色体上定位到同一个基因,命名为ub4(unbranched tassel 4),此外在Lx1/PH4CV群体中还检测到一个位于4号染色体上的基因,命名为ub5(unbranched tassel 5)。2.对ub4基因进行精细定位,将其锚定在位于6号染色体上一个88.2kb的区间内,该区间包含5个基因。通过qPCR表达分析,发现在Lx1与Lx2之间仅Zm00001d038546基因存在显著的差异表达。CDS序列分析,发现5个候选因仅Zm00001d038546基因存在有义突变,包括12个SNP和1个8bp缺失的差异。对Zm00001d038546基因的蛋白进行翻译与结构预测,发现Lx2能够正常编码257个氨基酸残基,包含两个结构域,而Lx1能够编码105个氨基酸,且不含Myb_CC_LHEQLE结构域,即位于第三外显子上的8bp的缺失导致Lx1中的Zm00001d038546基因编码提前终止。对Lx1、Lx2和15自交系中Zm00001d038546基因的gDNA进行扩增,发现15个自交系与Lx2均共有这8bp,其他差异位点与表型无相关性。此外,依据这8 bp缺失,设计了一个InDel标记,InDel546,该标记与无雄穗分枝表型发生共分离。因此,确定Zm00001d038546基因为ub4最可能的候选基因。3.对Lx1和Lx2雄穗分枝发育的三个关键时期,即雄穗未伸长期(Stage I)、小穗分化初期(Stage II)和小穗分化后期(Stage III)的雄穗组织进行RNA-seq分析,通过DEGs的聚类分析,发现植物激素信号转导通路上的部分基因可能参与了雄穗分枝发育的过程。其中,ub4位点的候选基因中仅Zm00001d038546基因存在显著的差异表达。此外,ub4基因与类AP2的乙烯响应转录因子富集到同一个GO Term中,且ub4与该转录因子在拟南芥中存在互作关系,表明类AP2乙烯响应转录因子可能与ub4共同调控雄穗分枝。