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穗行数不仅是玉米产量构成因子之一,而且也是重要的驯化性状。加强穗行数的遗传与发育研究,对玉米育种具有重要意义。本实验室前期,利用穗行数表型差异极大的两个材料:四路糯（4行）和农531（18-22行）,构建了F2:3群体,并在第5染色体上鉴定到一个穗行数主效QTL,命名为qKRN5.04。在此工作基础之上,以农531为轮回亲本,通过多代回交、自交及分子标记辅助选择,构建了qKRN5.04单片段的高代回交群体及次级分离群体,进一步将qKRN5.04定位至约3.7 Mb（136.3-140.0 Mb）区间内,效应值为0.80-1.76行。本研究从BC5F4世代挑选目标区段杂合交换单株,利用后代测验的方法对qKRN5.04进行精细定位,同时结合区域关联分析、序列分析、表达量分析及选择分析对可能的候选基因进行了预测和分析。主要研究结果如下:1.利用InDel标记,从BC5F5中筛选出6种杂合重组类型,从每种类型中选择一个重组家系于2016年海南种成BC5F5:6家系,通过后代测验,将qKRN5.04定位至标记A5S073和A5S044之间,对应玉米参考基因组相距约739 kb。接着,新增标记N5M98,从BC5F6中筛选出5种杂合重组类型,于2017年北京昌平种成BC5F6:7家系,通过后代测验,进一步将qKRN5.04定位至标记N5M98和A5S044之间,对应玉米参考基因组相距约65 kb。2.利用236份玉米自交系组成的关联群体,采用混合线性模型对5号染色体136-142 Mb进行区域关联分析。结果显示,6个SNPs（single nucleotide polymorphism）（SNP370、SNP643、SNP651、SNP856、SNP859、SNP918）与穗行数显著相关。这些SNPs位于基因GRMZM2G092154内部,且与后代测验的定位结果一致。因此,结合后代测验和区域关联分析的结果,认为GRMZM2G092154是玉米穗行数主效QTL qKRN5.04重要的候选基因。3.GRMZM2G092154只有一个1902 bp的外显子,在农531和四路糯中存在5个SNPs,且只有一个SNP造成了417位置上的氨基酸替换（D417G）。但SIFT预测此氨基酸的替换并不能引起蛋白质功能的改变。对候选基因调控区的测序结果表明,ATG前1586 bp的序列在双亲间存在46个SNPs和5个InDels,其中包含一个308 bp InDel（InDel308）。进一步分析发现,在幼穗发育的SPM（spikelet pair meristems）、SM（spikelet meristems）时期,GRMZM2G092154在农531、NIL-N531中的表达量显著低于NIL-SLN。因此,认为GRMZM2G092154可能负调控穗行数的形成。4.在42份大刍草和145份玉米自交系材料中,对GRMZM2G092154调控区InDel308的基因型进行鉴定,同时分别计算其等位基因频率。结果表明,大刍草中308 bp插入和缺失的等位基因频率分别为0.26和0.74,玉米自交系中插入和缺失的等位基因频率分别为0.45和0.55,308 bp插入的等位基因频率明显变高。因此,我们推测GRMZM2G092154调控区InDel308在玉米穗行数的驯化过程中可能受到选择。