玉米是我国第一大粮食作物,实现籽粒机械化收获对玉米生产效率的提高具有重要意义。然而,宜机收性状大多为复杂的数量性状,鉴定宜机收性状相关的基因,解析涉及的遗传机制,需要构建相应的分离群体作为研究基础。单片段代换系遗传背景相对单一,能够消除遗传背景的干扰,是数量性状研究的理想遗传材料,因此本研究利用宜机收优良自交系HCL645和我国广泛利用的骨干自交系郑58杂交、连续回交、并结合187对分子标记辅助选择,构建正、反两套单片段代换系群体,并利用部分纯合的单片段代换系对穗部性状进行QTL分析,主要研究结果如下:1.HCL645背景的郑58单片段代换系群体(SSSLs Z58),在BC4F2、BC5F2、BC5F3代共获得115份纯合单片段代换系材料。代换片段的总长度为7725.63 c M,单片段代换系长度为4.08-269.09 c M,代换片段平均长度为67.18 c M,非重复的染色体片段总长为4026.33 c M,染色体覆盖度为52.22%,代换系背景回复率范围为98.13-99.73%。其中,位于第2染色体上的单片段代换系最多,达20份,第9染色体上的单片段代换系最少,仅4份。各染色体覆盖度范围为23.07-80.74%,覆盖度最高的是第5染色体,覆盖度最低的是第9染色体。2.郑58背景的HCL645单片段代换系群体(SSSLs HCL645),在BC4F1代获得65份杂合单片段代换系材料。代换片段总长为4184.31 c M,单片段代换系长度范围为6.65-270.60 c M,代换片段平均长度为64.37 c M,非重复的染色体片段总长为3082.81 c M,染色体覆盖度为35.96%,代换系背景回复率为98.13-99.73%;其中第2、5、8染色体都含有9份单片段代换系,第9染色体最少,仅为2份;各染色体覆盖度为3.14-78.6%,覆盖度最高的是第5染色体,覆盖度最低的是第7染色体。3.利用99份SSSLs Z58纯合单片段代换系,在永城、原阳两个试验点共检测到110个与穗轴硬度、穗长、穗粗、穗行数、行粒数相关的QTL。穗轴硬度共检测到27个QTL,分布于除第9染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为6.71-27.64%,7个QTL在两个环境中同时被检测到;穗长检测到30个QTL,分布于除第9染色体外的其余染色体上,贡献率为2.31-26.76%,有5个QTL在两个环境中同时被检测到;穗粗检测到17个QTL,位于第2,3,4,5,7,8染色体上,QTL贡献率为4.87-18.66%,2个QTL在两个环境中同时被检测到;穗行数检测到18个QTL,分布于除第9、10染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为1.31-10.2%,1个QTL在两个环境中同时被检测到;行粒数检测到19个QTL,位于除第1染色体外的其余染色体上,QTL贡献率为3.71-15.28%,3个QTL在两个环境中同时检测到。41个QTL是三个及以上性状共同检测到,其中umc2255-umc2049-umc2377-umc1886-bnlg1325(bin3.01-3.02)、bnlg2181-umc2356-umc1960-umc1724(bin8.06)两个QTL区段在五个性状中都存在,表明该位置存在一因多效性的基因位点。本研究构建的双向单片段代换系,为玉米机械化收获相关性状的研究提供了基础材料,为剖析其遗传规律奠定基础。