玉米作为粮食、饲料,在生活及经济方面扮演着及其重要的角色。根系是植物吸收水分和养分的主要器官,在产量构成方面起着重要作用。在玉米育种工作中,很少人会选择通过改善根系构型来作为提高玉米产量的标准,其主要原因在于田间条件下对根系结构进行评估存在一定的困难。大量研究表明理想的根系构型能从有限的土壤资源中获取养分和水分从而提高作物的生产力。然而,目前对玉米节根性状的的研究相对较少,遗传机制尚不明确。因此,定位玉米节根性状相关遗传位点,初步解析其遗传结构,将为改良玉米根系发育提供理论依据。本研究以玉米自交系T877×DH1M为亲本构建的重组自交系及348份自然群体为试验材料,通过QTL定位及全基因组关联分析研究了节根性状对玉米根系构型的遗传机制,并且筛选出调节玉米根系的相关候选基因。主要结果如下:1、基于208份重组自交系构成的连锁群体,分别在三亚、扬州两个试验点三个年份下进行了田间试验,鉴定了该群体节根夹角(CRA)、节根直径(CRD)和节根数目(CRN)。表型分析发现三个节根性状在重组自交系间存在丰富的变异,三个环境下其变异系数为5.83%～16.03%。并且所有观察性状均表现出显著的基因型-环境互作(GEI)。针对节根夹角(CRA)、节根直径(CRD)和节根数目(CRN)进行了单环境(SEA)和多环境QTL定位(MEA)。单环境QTL定位(SEA)共检测到46个QTL,这些QTL分布在玉米的10条染色体上,大部分QTL可以解释少于10%的表型变异,表明构成玉米节根性状的遗传成分大多为微效位点。在多环境(MEA)定位中检测到了 25个与节根夹角、节根直径和节根数目相关的QTL,并且鉴定出2个与节根夹角相关、1个与节根直径相关的具有显著QTL×环境互作(QEI)的QTL。在多环境定位中,有17个QTL在单环境下共定位,所占比例为单环境(SEA)下QTL总数的36.9%(17/46)。这些研究结果,尤其是对于在多个环境中检测到的QTL,有助于我们了解不同环境下玉米节根的表型和基因型模式,并证明所确定的环境特异性QTL和稳定QTL对改善玉米育种的根系性状是具有重要意义的。2、基于348份自交系构成的关联群体,测定了三亚、扬州两个试验点田间环境下节根夹角、节根直径、节根数目三个性状。所有性状均表现出显著的G×E互作效应。在Q+K模型下,通过FarmCPU及两种多位点方法FASTmrMLM、FASTmrEMMA共定位到324个显著QTNs,可解释0.6%～15.9%的表型变异。其中17个QTN在两种方法下共定位。3、参照玉米B73基因组信息以玉米染色体物理位置为基础对QTL定位及关联分析结果进行整合,在每个位点上下游50kb进行候选基因筛选,共检测到1067个候选基因,其中包括12个与根系发育相关的基因。在6号染色体上定位到一个与节根相关的基因GRMZM2G005818,并且这个基因在两个群体共同筛选到。通过基因注释发现该基因主要在玉米根系中进行特异性表达。本实验结果将为进一步研究通过调控玉米节根性状提高玉米抗旱、抗倒伏能力,培育具有良好根系构型和品质的玉米提供帮助。