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在全世界范围内,无论在种植面积、分布区域还是年产量,无论在功能和应用研究还是在发展前景方面,玉米（Zea mays L.）都是一种非常重要的作物。同时玉米也是我国第一大粮食作物,在确保国家粮食安全方面拥有不可替代的地位。杂种优势利用是玉米产量不断提高的重要保证,而不育化制种是杂种优势利用的一条有效途径,因而发现并鉴定新型不育系,解析其遗传机理不仅可以为玉米种子生产提供不育系,为杂种优势利用提供遗传和基因资源,还能为杂种优势遗传机理的阐明奠定基础。本研究中,通过对一个新发现的玉米光温敏雄性不育基因的精细定位和候选基因预测,从基因水平为玉米杂种优势开拓新的利用途径提供了理论基础,另一方面,通过蛋白组学的方法对玉米花丝活力及其杂种优势的机理进行分析,从蛋白水平为玉米杂种优势机理的阐述提供理论支撑。主要研究结果如下:1.不育化制种技术的应用可以降低成本,提高制种效益,保证种子纯度。光温敏雄性不育材料的发现与研究可以为玉米不育化制种提供新的途径,拓宽遗传背景,避免质核互作雄性不育利用时小斑病的专化性侵染,在玉米种子生产上具有较大的潜在利用前景。本研究以课题组发现的光温敏雄性不育材料春杂为基础材料,与正常自交系B73、87-1分别构建F1、BC1分离群体。经过多年多点的遗传分析,发现其不育性受一对隐性基因控制,将其命名为p/tms1。利用覆盖玉米全基因的722对SSR引物结合BSA方法,在春杂与87-1和B73的分离群体中分别将目标基因定位在6.03区的umc1595和umc1887之间与umc1083和umc1857之间。根据初步定位结果,利用包含30000单株的春杂×（春杂×87-1）BC1分离群体筛选交换单株,在开发的358对分子标记中有9对与目的基因紧密连锁,最终将目的基因定位于标记6.03y6-59和6.03y5-19之间,物理距离为51kb。经过基因预测及功能分析,初步确定编码RNA聚合酶III亚基Rpc34为目标性状的候选基因。DNA序列后发现,春杂和B73相比仅在5’UTR区存在一个碱基缺失,且该缺失在春杂和87-1之间不存在;春杂和87-1相比存在12个SNP位点,编码区2个同义突变,终止子发生1个同义突变,5’UTR区存在3个SNP,3’UTR区包含6个SNP和一个插入突变。2.花丝活力是影响玉米结实率的直接因素,关系到产量的高低,而且具有明显的杂种优势,本研究以自交系浚928、lx9801、综3及其组配的杂交种浚928×综3和lx9801×综3不同时间段的花丝为研究对象,利用蛋白组学的方法对玉米花丝活力及其杂种优势的遗传机理进行了分析。通过调查不同时间点授粉后的果穗结实率发现,自交系综3的结实率从吐丝后4天到12天没有变化,而浚928和lx9801及其两个杂交种的结实率随吐丝后天数增加而下降。但是杂交种与亲本相比,结实率随天数增加下降速度较慢,表现出典型的中亲优势。3个自交系不同时间段花丝的蛋白质组学分析发现,有66个差异积累的蛋白点,其中3-氧-糖基转移酶（gi︱413944345）、甲硫氨酸合成酶（gi︱414869037）和脂肪水解酶（gi︱195635735）,与花丝活力相关。对其功能分类和代谢途径分析后发现,甲硫氨酸再利用代谢、蛋白质合成、ATP供应等途径可以延长花丝活力;脂肪酸代谢和花青素的合成是花丝活力降低的标志;而角质和软木脂类的代谢则可通过延缓细胞衰老的方式增加花丝活力的持续时间。对两个杂交组合的蛋白质组学分析后,发现有233个差异积累的蛋白点,杂交种浚928×综3中发现胞浆抗坏血酸过氧化物酶（gi︱195643366）、6-磷酸葡萄糖脱氢酶同工酶B（gi︱413942605）和氧-甲基转移酶ZRP4（gi︱413920184）与花丝活力杂种优势相关;在lx9801×综3中发现谷胱甘肽S-转移酶4（gi︱414878829）和花青素（gi︱414881303）与花丝活力杂种优势相关;在两个杂交种的3个时期均发现3-氧-糖基转移酶（gi︱413944345）与花丝活力杂种优势相关。统计分析发现,在杂交种与双亲间差异大于2倍的差异蛋白共215个,其中非加性效应占43%（93个）,加性效应占57%（122个）。蛋白功能分析发现,杂种优势相关蛋白主要涉及花青素的生物合成、甲硫氨酸的代谢和木栓质的生物合成等。