玉米不仅是重要的粮食、经济、饲料兼用作物，而且是工业和现代生物质能源的重要原料，同时它还是生物学基础理论研究的重要材料。玉米生产对保证全球粮食安全、饲料供给、能源利用具有重要意义。高产、稳产、优质是当今玉米育种的主要目标，而籽粒是产量和品质的最终体现方式。玉米籽粒性状是指籽粒物理性状和品质性状总和，其中物理性状包括粒色、粒型（硬粒型、马齿型、甜质型、糯质型等）、籽粒大小（粒长、粒宽、粒厚）、粒形（粒长/粒宽、粒长/粒厚、粒宽/粒厚）、粒重、籽粒比重、种子体积、种子容重、籽粒脱水速率、籽粒含水量、种子密度等；品质性状主要指籽粒蛋白质、淀粉、脂肪、矿物质的含量及组份。玉米籽粒品质性状如蛋白质含量、粗蛋白含量、淀粉含量、油份含量等的QTL定位国内外研究的比较多，除粒重外，玉米籽粒物理性状的QTL定位研究目前国内外鲜见报道。近年来，随着表型组学的发展，玉米籽粒物理性状越来越受到遗传育种工作者的重视，研究与产量相关的籽粒大小、粒重、籽粒体积、籽粒比重等性状，对指导玉米产量的遗传改良具有重要意义。本研究的目的：一是为减轻测定籽粒大小及体积的巨大工作量，首先对测量方法进行改进，建立玉米籽粒大小和体积的快速测定方法；二是利用连锁分析和关联分析相结合的思路，对玉米籽粒物理性状的遗传基础进行解析，以期能挖掘到与玉米产量性状相关的QTL或基因。本研究以优良玉米杂交种豫玉22的两个亲本综3和87-1组配构建的RIL群体为材料，进行了两年的表型鉴定，对玉米粒长（KL）、粒宽（KWH）、粒厚（KT）、粒重（KW）、籽粒体积（KV）及籽粒比重（KD）六个性状进行QTL定位。同时以一个由121份优良自交系构成的自然群体为材料，进行两年两种环境下的表型鉴定，就水稻OsDEP1基因在玉米中的同源基因ZmDEP1的3’端序列与籽粒大小、粒重、体积、比重表型性状进行关联分析。主要研究结果如下：1.以70份粒长变幅为9.50～13.50×10-3米，粒宽变幅为8.0～10.0×10-3米，粒厚变幅为3.50～5.50×10-3米的玉米杂交种的F2群体为材料，用数码照相机获取籽粒图像，基于ImageJ软件测量图像像素点间距离的功能，经过处理图像，建立了玉米籽粒粒长、粒宽和粒厚的快速测定方法。该方法与游标卡尺法测得的粒长、粒宽和粒厚的相关系数分别为0.9942、0.9945和0.9945，达到极显著相关水平。本研究提供一个简便快速测定玉米籽粒大小的方法，拓宽了ImageJ软件的应用范围。2.基于“排水法”的原理，用实验室常用的材料设计制作了一个用于测量作物种子体积的简易体积测量器，用不同枚数已知体积的钢珠为试验材料，对测量器的准度和精度进行验证。用简易体积测量器和传统的量筒测量法分别测量了30份单粒体积变幅为0.091～0.325cm3的玉米杂交种各20粒种子的体积，两种方法测得的体积相关系数0.9996，达到极显著相关水平。该测量器为作物种子体积、比重的研究提供了有效的测量手段。3.以优良玉米杂交种豫玉22的两个亲本综3和87-1组配构建的294个RIL家系为材料，对粒长、粒宽、粒厚、粒重、体积和比重六个玉米籽粒的物理性状进行两年的表型鉴定，在分子标记连锁图谱的基础上，利用复合区间作图法进行籽粒性状QTL定位，两年共检测到33个与籽粒性状相关的QTL，这些QTL分布在第1、2、4、5、6、7、8、9、10染色体上，每条染色体上检测到的QTL个数不等，其中在第1染色体和第5染色体上检测到的QTL最多。一些控制不同性状的QTL定位在了相同的染色体区段。如第1染色体上的标记区间bnlg1025-umc2029，同时定位到了影响粒宽、粒厚、粒重和籽粒体积的QTL；第5染色体上的标记区间umc1155-bnlg1237，同时存在影响粒宽、粒厚、粒重、籽粒体积和籽粒比重的QTL；第7染色体上的标记区间mmc0411-bnlg339，同时存在影响单粒重和籽粒体积相关的QTL。研究发现，一些表型高度相关的性状，其QTL位于染色体的相同或邻近位置，说明数量性状间的表型相关可能源于控制数量性状的QTL位点的一因多效造成的。4.以水稻籽粒产量相关的OsDEP1作为候选基因，利用生物信息学的分析方法获得了其在玉米中的同源基因ZmDEP1的全长并进行了基因结构划分和验证，发现该基因与玉米粒重相关的两个QTL—q300k20和qgrwt6共定位。将ZmDEP1基因的3’端在一个由121份优良玉米自交系组成的关联群体中进行测序及多态性位点提取，并结合两年两种环境下的籽粒性状表型数据进行关联分析。研究发现该基因3’UTR的一个SNP位点S182，两年两种环境下都与粒重和籽粒体积相关，并与一年的粒宽、粒厚相关，表明S182可能是一个影响玉米粒重、体积的功能位点。