玉米是集粮、饲、经“三元一体”的优势作物,近年来已成为我国种植面积最大、总产最高的农作物。玉米籽粒中的代谢物不仅与营养价值有关,而且与成熟、干燥和萌发等生理特性有关。然而,关于玉米籽粒代谢组的全面信息是有限的。作为细胞调控过程的最终产物,代谢物既是衔接基因型和表型的桥梁,又具备数量性状的特征。虽然代谢物已被广泛用于玉米功能基因检测和表型预测,但针对代谢物自身的遗传信息尚少有研究。本文对丹玉13号、郑单958、中单2号、先玉335、掖单13号和苏玉16号这6个代表性玉米品种的11份亲本自交系,及其组配的26个正反交杂交组合的籽粒代谢物进行了遗传分析。利用非靶向代谢谱技术测定了玉米籽粒中的208个代谢物及其含量,并结合表型数据进行分析,主要研究结果如下:1.对所有试验材料的208个代谢物进行聚类分析和主成分分析。结果均表明,亲本和杂交种的代谢物含量差异显著,其中氨基酸类代谢物的差异最明显。聚类分析中的第一组代谢物含量在杂交种间普遍偏高,第二组和第三组代谢物含量在亲本间普遍偏高。2.进一步对11个玉米亲本自交系和26个正反交杂交组合的代谢物开展方差分析,结果表明,208个代谢物中有144个代谢物在亲本间差异显著,109个代谢物在杂交种间差异显著,163个代谢物在亲本对杂交种间差异显著,51个代谢物同时在亲本间、杂交种间及亲本与杂交种间存在显著差异。正反交间有40个代谢物差异显著,其中包括16个差异极显著的代谢物。3.计算各代谢物的一般配合力和特殊配合力效应值并根据名次倒序计分法进行排名。结果表明,11个母本中,P10(JB)总记得分最高;11个父本中,P11(Y53)总记得分最高;P3(昌7-2)无论做父本还是母本一般配合力效应值均较低。在13对杂交组合中,苏玉16号(JB×Y53)特殊配合力效应值均较高,杂交组合P3×P4(昌7-2×Mo17)特殊配合力效应值均较低。4.208个代谢物的遗传效应和杂种优势分析结果表明,玉米杂交种与其亲本的籽粒代谢物呈现多种关系。在所有杂交种中,约2/3的代谢物表现为超显性效应,其中36.8%表现为正向超显性,31%表现为负向超显性。在所有组合中,有27.5%的组合表现出显著的中亲优势,20.4%的组合表现出显著的超亲优势。5.利用LASSO方法鉴定了与11个农艺性状相关的25个显著代谢标志物。在这些标志物中,有7个代谢标志物同时与多个性状显著相关,13个代谢物与百粒重显著相关。研究结果有助于从代谢水平解析杂种优势的遗传基础,又可为玉米优良品种的遗传改良提供新的思路。