谷子（Setaria italica）具有很高的营养价值,粗脂肪含量高于大米和小麦,且脂肪酸种类丰富,主要为不饱和脂肪酸。但目前对谷子中脂肪酸的研究较少。因此,探究谷子籽粒脂肪酸积累和组成规律、挖掘潜在的调控基因对研究脂肪酸代谢通路以及谷子品质分子育种具有重要意义。本研究测定了350份重测序的谷子核心种质资源的粗脂肪含量,进行了全基因组关联分析（Genome-wide association study,GWAS）,定位与粗脂肪含量显著相关的单核苷酸多态性（SNP）位点,根据单倍型分析筛选了粗脂肪候选基因。选择了三个代表性谷子品种,测定了其灌浆期的转录组,以及灌浆期和收获后30天的脂肪酸组分。探究了不同谷子品种籽粒脂肪酸积累和基因表达的差异。对转录组数据进行了加权基因共表达网络分析（Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）,结合脂肪酸组分含量,挖掘了脂肪酸代谢调控基因。主要研究结果如下:1.测定了2019年分别种植在太谷、晋城两地的350份谷子核心种质资源的粗脂肪含量。粗脂肪含量在1.14%～7.11%之间,63%左右的材料粗脂肪含量在3～4%之间;在晋城种植的材料粗脂肪含量总体高于太谷种植的材料;西藏地区的谷子品种粗脂肪含量高于其他地区。粗脂肪含量呈正态分布趋势。2.基于重测序数据,利用粗脂肪含量进行了GWAS,选择显著SNP位点上下50 kb范围内的基因进行单倍型分析,筛选到了6个候选基因,其中Si5g31340和Si9g34090中碱基的插入和转换导致了终止密码子的形成。Si5g30090编码蒜氨酸裂解酶,Si5g31320编码一种UDP糖基转移酶,在籽粒灌浆期表达呈先上升后下降的趋势。Si9g34090注释为一种Cr RLK1L亚家族蛋白,在谷子各个组织中均表达。3.粗脂肪含量高（B164）、中（B67）、低（B299）的三个代表性谷子品种S3时期脂肪酸总量无显著差异,S3至S5时期脂肪酸大量积累,S5时期B299脂肪酸总量显著低于另外两个品种。谷子籽粒中脂肪酸组分主要为亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸和花生酸,占总量的96%以上;不饱和脂肪酸占比达80%,且多为多不饱和脂肪酸和N6多不饱和脂肪酸;硬脂酸和花生酸是影响脂肪酸含量和不饱和脂肪酸比例的主要物质。通过对脂肪酸代谢通路基因表达和含量分析,推测乙酰Co A羧化酶基因（ACC）在B164中高表达使得其脂肪酸总量较高,而硬脂酰Co A去饱和酶基因3（SAD3）高表达使得B67中的不饱和脂肪酸占比较大,参与β氧化的基因在B299的S5时期高表达导致其脂肪酸含量较低。4.对三个代表性品种灌浆期籽粒转录组进行了分析,共有14679个基因表达存在差异。差异基因富集分析中,S3时期的差异基因显著富集到的通路包括“类黄酮生物合成”、“苯丙烷的生物合成”等;S5时期的差异基因显著富集到的通路包括“亚油酸代谢”、“淀粉和蔗糖代谢”、“苯丙氨酸代谢”和“花生四烯酸代谢”等。表明谷子籽粒脂肪酸代谢相关基因主要在S3至S5期间出现差异。5.对三个代表性品种灌浆期籽粒转录组进行了WGCNA,结合六种主要脂肪酸的含量,筛选了四个重要的模块;对模块基因进行了富集分析,都富集到与脂肪酸代谢相关的通路;绘制了模块的共表达网络图,分别有12、5、6和3个核心基因,包括FAD4和ABCG基因;结合脂肪酸含量,筛选到了34个可能参与谷子籽粒脂肪酸代谢调控的基因。