玉米是全球种植面积与产量均列首位的重要作物,对其基因组的深度解析具有重要意义。本论文由两部分工作组成:采用ChIA-PET研究的玉米三维基因组学,研究细胞核内与特异蛋白相关的远程互作;及基于GBS的着眼于群体的农艺性状的解析。本文开发出可应用于玉米幼苗与幼穗的三维基因组学技术ChIA-PET,并针对不同组蛋白修饰H3K4me3与H3K27ac介导的染色质远程互作进行全基因组水平分析。辅以多组学ChIP-seq、RNA-seq及4C-seq数据,在幼穗与幼苗中鉴定到三类互作,启动子-启动子、启动子-增强子及增强子-增强子互作。这些互作绝大部分均属于染色体内互作。幼穗与幼苗两个组织中,H3K4me3的peaks数目都在26,500左右,H3K27ac的peaks数目都在56,730左右。在H3K4me3介导的互作中,幼穗和幼苗中分别鉴定12,224与16,054个互作;在H3K27ac介导的互作中,幼穗和幼苗中分别鉴定18,995与17,578个互作。在两个组织不同组蛋白修饰介导的互作中,染色体内的互作比例均超过86%。本人对传统4C-seq方法做了改良,并采用改良后4C-seq分别验证ChIA-PET在幼穗和幼苗中的三个位点的互作,即TB1、Rad51a和一个随机选取的增强子,表明了改良后4C-seq的可靠性及ChIA-PET互作的可信性。我们在植物中首次鉴定到超级增强子的存在。证明染色质远程互作在不同组织间,兼具共性与组织特异性。确定玉米中启动子-增强子互作距离通常小于50 Kb,玉米基因组的拓扑结构域大小约为1Mb。确定了玉米基因组中,启动子与增强子互作的模式,即一个启动子与不同数量的增强子发生互作时的数量,及一个增强子与不同数量的启动子发生互作时的数量。通过比较ChIA-PET鉴定到的互作与此前已有报道的基因,特别是与农艺性状相关的远程调控序列,证明我们获得的互作不仅可以覆盖绝大部分已报道序列,而且还能发现未知序列。我们的发现为玉米基因组中新的调控序列的鉴定、特定性状的育种过程及新颖生理现象的机理解析奠定了基础。另一方面,本文采用GBS方法对玉米郑单958重组自交系进行了简化基因组测序。综合运用了个体数量大于1,000的大重组自交系和超高密度标记,对6个农艺性状进行分析,包括花丝颜色、穗位高、株高、穗位高/株高、雄穗分枝数和轴上叶片数。一共鉴定到51个与玉米植株结构有关的QTLs位点,其中控制株高的8个,控制穗位高的9个,控制穗位高/株高的8个,控制雄穗长的14个,控制雄穗分枝数的6个,及控制轴上叶片数的6个,全是微效位点。我们的结果不仅覆盖了前人已报道的位点,而且覆盖位点的长度要窄于前人报道的区间,同时我们还鉴定到未知QTLs。通过构建渗入系来验证我们方法的可靠性与精度。表明我们采用的大群体与高密度结合的方法,对于鉴定微效QTL位点并加快育种是行之有效的。