玉米(Zea mays L.)是世界上主要的粮食农作物之一,高产且营养价值高,多用做食品、饲料、燃料等行业的原料。玉米作为喜温作物,在生长期间,尤其是生长早期幼苗对低温胁迫十分敏感。低温冷害降低了作物的生长发育速度,阻碍了植物的分布区域,降低总产量。耐冷性的提高一直是育种家们努力达到的目标之一。另外,随着GWAS技术的成熟与创新,科学工作者们越来越多的将GWAS技术应用到植物相关性状的耐冷研究中去,可以精准的筛选出调控基因。因此,在这项研究中利用全基因组关联分析技术(GWAS)在205份玉米自交系关联群体中进行了苗期5种耐冷相关性状的关联作图,筛选影响玉米苗期耐冷性状的SNP位点并获得候选基因,然后对其候选基因进行验证。本试验主要研究结果如下:(1)该实验的205份玉米自交系群体在低温胁迫条件下,测量并分析了5个与耐冷性相关的指标;玉米幼苗鲜重与根长、株高、干重三者之间呈现出极显著正相关性,皮尔森相关系数分别为0.27、0.29、0.55;鲜重与离子渗透率二者之间呈极显著负相关性,皮尔森相关系数为-0.25;另外,株高与根长、离子渗透率性状之间相关性不显著,实验结果可能说明株高与根长、离子渗透率性状之间不存在直接的关系。(2)本试验通过对不同亚群之间的5个表型测量数据进行分析发现,温带自交系群体的数据分布范围明显好于热带或亚热带地区,说明温带自交系群体的耐冷性能优于热带或亚热带地区自交系的耐冷性能,另外,5个耐冷性状的实际测量数据在4个亚群中分布范围也存在着差异性。以上结果说明亚群的群体结构对耐冷性状存在着一定的影响,并且群体材料中耐冷能力的不同可能主要也源自于地理分布的差异性。(3)本试验以5种耐冷性状的实际测量数据作为表型数据,一共定位到与苗期耐冷性状显著相关的SNP位点45个。初步筛选出113个候选基因,对这些候选基因进行代谢途径功能分类,共分为8大类别:信号转导途径有25个基因,代谢调控途径的有35个基因,转录调控途径有16个基因,细胞转运途径有8个基因,DNA编辑途径有6个基因,分泌途径的有2个基因,RNA编辑途径有1个基因,另外23个基因功能未知。(4)本试验中在显著关联SNP位点上共定位到25个候选基因,通过分析在拟南芥及水稻中的同源基因以及前人的研究成果,结果发现GRMZM2G157177、GRMZM2G022242、GRMZM2G311059、GRMZM2G080516、GRMZM2G093744、GRMZM2G145756、GRMZM2G174673、GRMZM2G093858、GRMZM2G028054、GRMZM5G875502和GRMZM2G129135,这些基因由于其自身或者是在拟南芥、水稻同源基因中的功能注释,在冷响应过程中能够发挥遗传、生理机制等功能,可以在未来的研究中作为重要的候选基因。(5)对5种具有代表性与耐冷相关的基因(GRMZM2G080516、GRMZM2G157177、GRMZM2G028054、GRMZM2G022242、GRMZM2G093744)与不同物种中的同源基因进行氨基酸序列比对,同源性均高达80%以上,并且在序列比对中均发现了与耐冷相关的保守结构域:分别有AP2/EREBPF结构域、b ZIP结构域、GAMYB结构域、UGTs、b HLH结构域,通过利用q RT-PCR试验技术来分析5种玉米耐冷基因的表达量,试验发现经过低温诱导之后,5种耐冷基因的表达量均呈现先升高趋势在递减的趋势,表明这5类代表性的耐冷相关基因与植物抗逆性有关。