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玉米穗粒相关性状是决定单穗产量,进而影响玉米单株产量的关键性状。育种家与科研工作者通过对穗粒相关性状遗传发育特性的研究以及分子改良,从而来提高玉米杂交种的籽粒产量,满足人类的生产生活对玉米的迫切需求。因此对玉米穗粒相关性状位点（QTL）定位研究,以及后续对相关位点的调控基因的挖掘,不仅为提高玉米产量提供了理论依据,也可为玉米籽粒产量的分子改良及机制研究奠定基础。本论文以特异材料EHel（选自丹299×先锋杂交种,穗位极低）与B73构建分离群体,开展穗长、穗粗、穗行数、穗重、穗粒重、50粒重、出籽率等7个穗粒相关性状的表型鉴定,并结合高密度的SNP分子鉴定,开展目标性状的QTL定位。在此基础上,结合基因组注释、候选基因表达量分析与序列测定和比对以及编码氨基酸序列比对等研究,初步发掘调控这些目标性状的候选基因。主要研究结果如下:1.表型鉴定表型鉴定结果显示,母本EHel的穗长（ear length,EL）在2018与2019两年间均极显著低于B73（P值分别为0.0002与0.0047）,而EHel与B73的穗粗（ear diameter,ED）（P值分别为0.90与0.08）与出籽率（kernel ratio,KR）（P值分别为0.77与0.20）则在两年间的差异均不显著。亲本的另4个性状在2018与2019年间的差异表现则并不一致,其中EHel的穗行数（kernel row number,KRN）在2018年与B73差异不显著（P=0.23）,但在2019年却极显著高于B73（P=0.008）;其50粒重（50-kernel weight,50KW）在2018年与B73同样差异不显著（P=0.20）,但在2019年则极显著低于B73（P=0.0000）。在两年间表现不一致的还有穗重（ear weight,EW）与穗粒重（ear kernel weight,EKW）。在2018年,EHel的EW（P=0.002）与EKW（P=0.011）均显著或极显著低于B73,但在2019年差异均不显著（P值分别为0.38与0.73）。基于F2:3群体对这7个穗粒相关性状的相关分析结果显示,穗长、穗粗、穗行数、穗重、穗粒重之间均呈现极显著正相关,相关系数在0.41（穗长vs穗行数）～0.99（穗重vs穗粒重）之间。此外,出籽率与穗行数、穗重、穗粒重这3个性状之间也存在极显著正相关,相关系数0.45（出籽率vs穗行数）～0.62（出籽率vs穗粒重）之间。50粒重与另6个性状之间的相关关系均较弱,其中与穗粗、穗行数、穗重之间的相关系数<0.1,而与穗长、穗粒重之间的相关系数也只有-0.17与0.10,出籽率与穗长、穗粗之间也存在一定程度正相关,但相关系数均不显著。2.遗传图谱的构建与QTL定位从10K芯片所集成的～10000个SNP中,选出2108个在EHel与B73之间表现稳定多态性的SNP,以此构建F2群体的连锁图谱。2108个多态性SNP构建的连锁图谱总长3155.30 cM,标记平均间距为1.50 cM。在10条染色体（10个连锁群）之间,染色体1（Chr1）-Chr4、Chr8等5条染色体上的SNP均>200个,相对较多,而Chr1（1.09 cM）、Chr2（1.20 cM）、Chr4（1.11 cM）、Chr6（1.32 cM）、Chr（1.46 cM）8、Chr10（1.14 cM）等6条染色体的平均标记间距均小于全基因组的平均值。QTL定位结果显示,6个性状共检测到的54个QTL,分布于10条染色体。54个QTL中,在Chr1上检测到调控穗粗、穗重、穗粒重50粒重、出籽率的QTL;在Chr2上检测到3个QTL,1个调控穗长,2个调控出籽率。Chr3、Chr4、Chr7、Chr10等染色体上均检测到4个QTL,分别调控穗长、穗粗、50粒重及出籽率;并且Chr10上调控穗粗和出籽率的3个QTL的置信区间相邻。调控穗行数的QTL只在Chr6（2个）与Chr9（1个）上检测到;在Chr6上还存在同时调控穗长、穗粗、50粒重及出籽率的QTL。Chr8共检测到7个QTL,调控穗长与出籽率分别有2个,与50粒重相关的有3个。54个QTL在染色体之间的分布并不均匀,Chr1（10个）与Chr5（11个）上检测到的QTL较多,而Chr9上则仅检测到1个;并且大多数QTL均表现出“一因多效”或“一效多因”现象。3.基于BSA策略的SSR筛选验证利用混合样本分析策略（BSA,Bulk Sample Analysis）对目标性状进行复验性发掘,选取的复验性状为亲本EHel与B73之间2019年差异极显著、且定位结果中PVE超过10%的两个性状穗长与50粒重。BSA分析结果显示,在Chr5（AX-86324460～AX-86326358,7.07 Mb）上,检测到调控穗长与50粒重的候选染色体区段,其侧翼标记紧邻控制这2个性状的QTL置信区间。进一步在发掘的区段内进行SSR标记的筛选与验证,最终将Chr5上的候选区段界定到umc1072-umc1792之间,其中注释基因Zm00001d018208的表达量最高。将Zm00001d018208作为Chr5上调控穗长与50粒重的可能候选基因。4.可能候选基因的序列比对及表达量分析通过大肠杆菌单克隆的方法,对Zm00001d018208基因进行测序,与B73参考基因组序列（B73 RefGen＿v4）进行比对,共发现了9处多态性,包括8个SNP与1个缺失。此外,还通过Zm00001d018208基因的编码氨基酸的比对来分析蛋白结构和功能可能的变化。分析结果显示,基因Zm00001d018208在两个亲本的的编码氨基酸序列存在6处不同,包括1处缺失与5处氨基酸的改变。通过荧光定量PCR,对EHel与B73这两个亲本在同一生长发育时期的雌穗、根、节间、叶片等4个组织进行相关表达量分析。定量结果显示,Zm00001d018208基因在两个亲本的雌穗、根、节间、叶片等4个组织中的表达量差异极显著（P<0.01）,且在母本EHel各个组织表达量均显著高于父本B73,同时在EHel的雌穗中表达量最高,超过B73雌穗的4倍,推测该基因在玉米穗长与50粒重的表现上,可能发挥负向调控的作用。