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玉米（Zea mays L.）是主要的粮食作物,在农业、饲料和能源等诸多领域中被广泛利用。随着生命科学向后基因组学研究时代的转向,玉米科学已开始跨入旨在揭示功能基因组的表达及其性状调控机制的功能基因组研究,玉米品种培育也在趋向多样化育种目标的达成。玉米基因组研究表明玉米约含有3.2万个基因,长期以来玉米突变体的开发利用促进了部分基因的鉴定和功能解析,但大多数玉米基因的生物学功能仍然未知。导致该状况的一个主要原因在于玉米诱变效率低下所致的基因突变材料的不足。近年来,本实验室确立了对玉米成熟花粉生殖细胞的N-甲基-N-亚硝基脲（N-methyl-N-nitrosourea,MNU）诱变技术。与已报道的玉米Ethylmethylsulfone（EMS）诱变相比,本实验室确立的诱变技术具有显著提高的广谱基因突变诱发效率。该技术的应用可为玉米功能基因组与育种研究所需的各种基因突变材料的规模化开发提供高效的技术支撑。玉米株型性状的表达承载着玉米形态建成与生物学产量形成的基本功能。在玉米遗传与基因组数据库（https://www.maizegdb.org）中已被登记的调控玉米植株性状表达的功能基因的数目约为400个。为了向调控玉米株型性状表达的未知基因的鉴定与玉米新品种培育提供多样的基因突变材料,本研究通过野生型玉米自交系（A378）花粉生殖细胞MNU处理所得M2-M3植株群体性状的筛查,创制出致死苗型、秆型、叶型、穗型等突变系33个,最终获得并表征了16个纯合基因型株型突变体（命名为ZMPM系列）。与A378相比,各纯合基因型突变体显示了多样的植株外观和组织细胞性状的变化。ZMPM1是分蘖突变体,呈现双枝分蘖、节间数减少、矮化、茎秆变粗、叶变宽、节间厚壁细胞密集、果穗减小、生育期延长的属性。ZMPM2、ZMPM3、ZMPM4、ZMPM5、ZMPM6、ZMPM7、ZMPM8均为显著矮化的单秆突变体,呈现节间数目减少且长度缩短、穗高降低的秆形与穗形特征、节间细胞扁缩的组织特征;其中,ZMPM 2兼具果穗增大、百粒重增加的穗形与籽粒性状特征,而其它矮化突变体均具有较小的果穗但未明显影响百粒重指标。ZMPM9、ZMPM10、ZMPM11为细秆突变体,呈现维管束变小、数目增加的茎秆组织特征以及较小的果穗特征。ZMPM12、ZMPM13、ZMPM14、ZMPM15、ZMPM16为小叶夹角突变体,具有叶片开张度显著减小的叶形特征与叶肉薄壁细胞层数增多、叶脉大维管束增大的组织特征以及生育期延长的属性。其它17个突变系在M2-M3群体中主要表现为返野生型、苗期致死、雄穗异常或非单基因型突变;其中,苗期致死与雄穗异常突变系只能以杂合基因型存在,非单基因型突变系的性状有必要通过下一代的表型分离得以纯合。在本研究获得的系列突变体中,细秆突变体是未见报道的新型突变材料,分蘖、矮化和小叶夹角突变体具有植株或组织细胞的新特征。所得系列株型突变体可用于遗传分析、蛋白组学表征、转录组与cDNA鉴定、基因克隆与编码蛋白解析、新品种培育等玉米遗传育种学研究。它们的应用有望促进关于玉米植株性状表达的未知功能基因鉴定与遗传机制阐明以及抗倒伏、耐密植、适机性的高产玉米品种的培育。