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玉米作为粮食、饲料和经济兼用作物,是全球种植范围最广的作物之一,在保障世界粮食安全方面发挥着举足轻重的作用。玉米的一些主要农艺性状直接或者间接的影响着玉米的产量,因此对玉米一些主要农艺性状的研究对于玉米高产稳产具有很重要的现实意义。本研究以主要来自中国和美国的700份优良玉米自交系为研究材料,采用新一代测序技术获得覆盖玉米全基因组的高密度SNPs标记,对玉米基因组的核苷酸多态性(π),亚群间群体分化(Fst)等参数进行计算,并对玉米12个农艺性状展开全基因组关联分析。此外,对郑58和昌7-2在不同氮水平下的穗上叶进行转录组测序,分析不同材料在不同氮水平下的差异表达基因。主要研究结果如下：1.采用新一代测序技术对关联群体重测序,共获得了～6600万的原始SNPs。将原始SNPs中缺失率大于0.8,杂合率大于0.1以及6个深度测序自交系(郑58,5003,8112,178,昌7-2和Mo17)中的杂合位点删除,共得到了～2000万的高质量SNPs。用这些SNPs计算该群体的π值为0.0062。按自交系来源可将群体划分为三个亚群,即中国自交系、US-Public自交系和Ex-PVP自交系。三个亚群两两之间的Fst值依次为0.024(中国系-US-Publick),0.018(中国系-Ex-PVP)和0.013(US-Publick-Ex-PVP)。2.对玉米12个农艺性状进行两年两点的表型测量,其中包括两个质量性状(穗轴颜色和花丝颜色)和10个数量性状。对中国自交系和美国自交系系10个数量性状的表型比较发现有9个性状在两个亚群间存在极显著差异。3.通过基因型缺失位点的推测和最小等位基因频率(MAF)的筛选,共得到了～900万MAF≥0.05的标记用于后续的全基因组关联分析。在评估了群体亲缘关系和群体结构后,使用压缩的混合线性模型对玉米12个农艺性状展开全基因组关联分析。对两个质量性状的全基因组关联分析成功的定位到了控制玉米轴色和花丝颜色的p1和r1基因；对10个数量性状的分析共得到了28个独立的位点,其中在两个位点中发现了控制开花期的ZCN8和ZmMADS-box基因。基于加性模型这些位点平均可以解释-16.2%的表型变异率。4.在不同的基因型和氮素水平条件下,共鉴定到了96个基因型×环境互作差异表达基因。通过对这96个基因的功能分析,发现这96个基因存在明显的转录因子富集的现象,而在这些转录因子中AP2/EREBP家族转录因子和WRKY家族转录因子又存在一定程度的富集。据此推测,转录因子可能对不同基因型不同氮水平下的氮响应发挥重要的作用。