玉米中的氮效率相关性状是受基因和许多其他非遗传因素影响的数量性状,对玉米的生长发育和产量有极为重要的直接影响。因此,研究玉米在低氮环境下的遗传机制,挖掘氮效率相关性状的遗传位点,对于耐低氮的玉米新品种选育至关重要。本研究以124份玉米自交系为研究材料,通过观察不同氮水平下玉米苗期氮效率相关性状的生长状况,结合全基因组关联分析挖掘玉米氮效率相关性状的关键位点,并对筛选出的候选基因和不同氮效率自交系进行了验证。主要结果如下:1.根据表型结果可以看出,玉米幼苗生长发育与环境中氮含量关系密切,在两个氮素水平上大多数性状之间存在显著差异,低氮处理有利于玉米根系发育。相关性分析结果表明根系性状之间存在相似的生理基础,地上部与根系性状之间存在显著的相关关系,并且地上部与根系的关系受环境影响较大。从广义遗传力的结果可知,根系性状在LN条件下的遗传力更高,说明LN条件下根系受基因型的影响较大。2.对玉米苗期氮效率相关性状进行GWAS分析,结果共检测到185个SNP。在LN条件下检测到84个SNP,在CK条件下检测到101个SNP。其中27个与地上部显著相关的SNP,158个SNP与根系性状显著相关的SNP。这些位点分布在10条染色体上,P值介于9.85×10-5和3.18×10-11之间,其中第1条和第6条染色体分布较多,分别有28个和27个SNP位点,有6个SNP在两个氮水平上均显著影响侧根长,其余SNP在不同氮素水平下均不一致。总结位点信息,发现了3个重要的染色体区域,bin4.05～4.06包含与RDW、SRN、SRL、SRSA、CRV显著相关的13个SNP,bin2.06包含与PH、CRN、PRL、PRSA显著关联的10个SNP,bin10.05区域包含与CRSA、CRV、PRL、PRSA、PRV、TRL和TLRL显著相关的13个SNP位点。3.基于GWAS结果和GO分析研究获得的注释基因,共获得了178个候选基因,进一步预测出4个显著影响氮效率相关性状的候选基因。候选基因Zm00001d004123与初生根数量显著相关,参与了乳酸谷胱甘肽裂解酶（乙二醛酶I）的合成;Zm00001d025554与株高相关,参与编码天冬氨酸蛋白酶;候选基因Zm00001d051083与次生根的长度和面积相关,参与LRR受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的编码;Zm00001d050798与总根长相关,参与E3泛素蛋白连接酶EL5的合成。4.基于苗期表型结果和单倍型结果筛选出4个氮效率不同的自交系。苗期基因表达量验证试验结果表明,这些候选基因均响应LN环境,它们在氮高效自交系中表达上调,但在氮低效自交系中表达存在差异。在大田条件下进行氮效率验证试验,结果发现氮高效自交系的农艺性状、干物质积累和转运、氮效率以及产量显著均优于氮低效自交系。其中氮高效自交系115耐低氮能力较强,氮效率显著高于其他自交系,可以确定其为氮高效玉米自交系。基于这些结果,为探索玉米苗期根系生长与氮效率的分子机制提供了理论依据。同时通过玉米苗期表型结果分析和大田验证,筛选出1个氮高效玉米自交系,可以用于指导玉米氮高效育种。