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竹亚科可以分为木本竹类和草本竹类，共含有88属，1，400余种。根据系统发育和生长特性，木本竹类可分为温带木本竹和热带木本竹。麻竹（Dendrocalamus latiflorus Munro）在我国南方及亚洲的其他热带及亚热带地区广泛栽培，是一种用途广泛的木本丛生竹种，其笋可用于食用，竹竿可用于建筑、家具、造纸等。尽管竹类植物物种多样性较为丰富，且大部分木本竹种具有重要的经济价值和生态功能，受开花周期长的影响，竹子的功能基因组学研究仍然有限。因此使用比较基因组学的方法，充分利用禾本科其他植物如模式植物水稻的基因组信息来研究竹子的基因功能仍然十分必要。利用竹类植物高密度遗传图谱探索其与禾本科其他亚科植物基因组结构的相似程度，不但对理解竹亚科植物基因组的结构与演化提供契机，也为发现控制重要性状的标记或基因提供了帮助。本论文的主要研究成果如下: 1.自交一代(S1)遗传群体的构建 从2012-2014年我们通过亲本自交共培育得到3个自交S1代分离群体。MZC群体含有约120个子代个体，HK群体约有70个个体，ML-12群体约有600棵植株。使用ddRAD-seq对一麻竹亲本开发了约100，000个RAD标签，发现高达10％的RAD标签中含有SNP位点，这些SNP位点可以开发为潜在的分子标记。根据这些RAD标签的多态程度我们推测麻竹基因组有较高的杂合率，亲本通过自交有较多的基因型可以在子代中发生分离，自交一代(S1)群体可以用于遗传图谱的构建。 2.麻竹高质量DNA提取的方案选择 简化基因组文库的构建需要以高质量的DNA为基础。我们探索了传统CTAB法中CTAB与材料的最佳水浴时间，比较了CTAB法与其改良方法并比较了麻竹新鲜叶片和硅胶保存叶片DNA的提取结果。发现利用常规的CTAB法进行麻竹叶片基因组DNA提取即可达到良好的效果;CTAB溶液与研磨好的材料在65℃保温70min即可完成与DNA的结合，可达到二者保温更长时间的提取效果;硅胶不宜长期保存麻竹叶片，若进行保存在硅胶中麻竹叶片DNA的提取，应尽可能在第一个月内完成。 3.ddRAD测序文库构建方法的优化 我们对ddRAD-seq文库构建主要从以下几个方面做了改进和优化:首先，MiddRAD-seq方法使用两种常见的限制性内切酶进行酶切组合，摆脱了必须依靠一个稀有酶与一个常见酶相结合对基因组DNA进行双酶切的限制;其次，该方法简化了对贵重仪器的依赖，使用实验室常规仪器即可完成文库构建，并减少了纯化酶切产物、连接前定量及混样后纯化连接产物的步骤，简化了建库流程;此外，该方法将P1接头缩短为25碱基，降低了接头合成成本，并设计出一套新的Barcode-adapter体系，使用更加灵活，同时也提高了碱基测序的质量。 4.麻竹遗传图谱构建及比较基因组学分析 我们成功构建了含有36条连锁群的麻竹遗传图谱，共有3，627个标记，遗传图距为3，113.27cM，标记间的平均图距为0.86cM。多种方法都证实了图谱的准确性。共发现有27.35％的偏分离标记，形成24个偏分离区域。麻竹遗传图谱与禾本科6个物种（水稻、大麦、二穗短柄草、玉米、高粱、谷子）基因组的比较分析显示出它们之间保存着不同的共线性关系。麻竹连锁群和水稻染色体的比较显示出3∶1的对应及共线性关系，证实了麻竹的六倍体起源。进一步分析发现，有一套麻竹的连锁群较其余两套在结构上发生了变化，着丝粒的位置推断也证实了有一套连锁群异常于其他两套，推测这一套染色体可能是经过一次异源加倍事件添加进麻竹基因组的。 使用麻竹Genome Survey中最长的两个scaffolds进行与水稻相对应区段的共线性比较发现麻竹和水稻也保持了良好的微观共线性，发生变化的仅是个别基因的丢失和基因间隔区的长度变化。暗示水稻基因组及功能注释是麻竹遗传学研究的良好参考。 5.基于新构建遗传图谱对麻竹笋期主要性状的QTL定位 快速生长是大部分木本竹类植物生长发育时期中一个重要的性状，可以认为是竹类植物在演化上获得的一个创新性状。通过使用新构建遗传图谱连续两年对生长速率的QTL分析定位到一个共有的QTLqGR-L14。2015年该QTL可以解释表型变异的5.6％，而2016年可以解释表型变异的7.4％。该QTL区间长度为3.44cM，在水稻基因组上覆盖2.06Mb，共含有266个基因。其中有236个同源基因分布在麻竹Genome Survey序列中的181个scaffolds上。3个发育时期笋的上中下共9个组织的RNA-seq分析帮助锁定8个候选基因，1个基因与生长素的响应(Auxin response factor，ARF)相关，2个基因与乙烯的响应相关，5个基因与细胞壁合成相关。我们进一步关注了ARF基因家族在麻竹和毛竹中的分布、演化与表达情况。发现麻竹有45个ARF基因而毛竹有39个ARF基因。麻竹、毛竹与水稻ARF基因可以聚为10大类。我们一共鉴定出了7个麻竹-麻竹同源基因对，7个毛竹-毛竹基因对，2个麻竹-水稻基因对，3个毛竹-水稻基因对以及6个麻竹-毛竹基因对。麻竹、毛竹与水稻ARF基因家族基因对的Ks分析发现麻竹D1ARF家族发生重复的时间约为15个百万年前(Mya);毛竹的PhARF家族发生重复的时间约为9.9个Mya，与前人基于全基因组数据推测的毛竹在7-12Mya曾发生了一次全基因组倍增事件相吻合;麻竹-水稻基因对发生分化的时间约为27个Mya;毛竹-水稻基因对发生分化的时间约为22个Mya，与基于毛竹的全基因组数据估算的毛竹-水稻分化时间(48.6Mya)相差较大，可能是由于我们使用的基因对数量较少造成的;麻竹与毛竹基因对发生分化的约为6.2个Mya。Ka/Ks分析发现麻竹旁系同源ARF基因对受到较弱的负选择而毛竹旁系同源ARF基因对受到微弱的正选择，毛竹-水稻，麻竹-水稻以及麻竹-毛竹同源ARF基因广泛地受到负选择作用。麻竹的同源基因对表达水平在笋不同发育时期也不同，这说明重复基因的演化命运可能是截然不同的。