玉米（Zea mays L.）属禾本科,是我国重要的经济作物。随着耕地资源的不断缩减,病害的常年发生,造成玉米的品质和产量遭受严重损失。密植播种的耕作方式是提高玉米产量的重要措施之一,然而密植播种也会造成光合效率降低、病害大规模发生等问题。郑单7137作为重要的栽培品种,为初步探究密植播种对其生长性状、产量和抗病性等方面的影响,本研究拟对密植播种下的郑单7137和耐密品种熙玉303进行农艺性状、光合指标和病害发生情况进行调查研究,并对玉米抗病基因家族信息和密植条件下玉米转录组数据进行综合分析,为相关玉米品种密植播种推广应用和抗病品种选育提供理论依据和参考。本研究主要结果如下:1、在对农艺性状、光合作用指标和病害发生调查中发现:密植播种对玉米的农艺性状影响较大。非密植播种条件下:郑单7137百粒重、穗长和穗重分别为42.8 g、19.6 cm和421.5 g,孕穗期的细胞间二氧化碳浓度含量高于苗期,孕穗期的气孔导度明显高于苗期,蒸腾速率在非密植条件下无明显差异;密植条件下:造成郑单7137的百粒重、穗长和穗重分别减少6.4 g、2.3 cm和62 g,对玉米的含水量无显著影响;郑单7137号的光合速率不受密植条件影响,但光合速率和蒸腾速率在孕穗期均高于苗期。而熙玉303号密植条件下苗期光合速率高于孕穗期。密植播种后郑单7137的大斑病和穗腐病的发病程度均明显增加,大斑病病情指数为3,而熙玉303的大斑病的发病情况受密植影响较小。密植播种后郑单7137和熙玉303的穗腐病病情指数均明显增加,分别为2.4和1.2。2、在抗病基因家族筛选中,总共鉴定到NBS-LRR家族基因136个,PYL家族19个,WRKY和ERY转录因子分别为128个和223个,JAZ家族46个。五个家族基因的氨基酸序列长度大约为110 aa到2400 aa左右,分子量约为1000到240000,等电点大约在4到10。NBS-LRR家族分子量最大,JAZ最小。基因定位表明NBS-LRR和ERF家族基因广泛分布在每个染色体上,NBS-LRR在7号染色体上数目最多为26个,ERF和JAZ在1号染色体上分别为38个和11个,WRKY和PYL在3号染色体上分别为22个和4个。1号染色体是玉米抗病家族基因数目最多、种类最丰富的染色体。3、转录组数据分析结果表明:所有样本数据均在6G以上,基因组比对率90%以上,表明测序的数据可用性。密植条件下郑单7137在苗期和孕穗期差异较大,鉴定到2923个差异基因,比较密植条件下苗期的郑单7137和熙玉303,总共鉴定到4112个差异基因,孕穗期总共鉴定到3205个差异基因。比较密植条件下苗期的不同玉米品种,转录组数据分析发现,密植播种条件下郑单7137和熙玉303的NBS-LRR、JAZ和ERF家族基因表达水平都高于非密植条件下,WRKY和PYL家族基因在非密植条件下表达水平上调。抗病基因在熙玉303中引起上调的基因显著高于郑单7137,同时密植播种对熙玉303在苗期和孕穗期的抗病基因表达影响较小。GO功能富集到了细胞壁组织和纤维素生物合成,同时也富集到了苯丙烷代谢过程和水解酶活性;KEGG通路富集到玉米素生物合成、植物激素、类黄酮和苯丙烷代谢等。比较密植条件下同一品种苗期和孕穗期,GO功能主要富集到了细胞葡聚糖代谢过程、木葡糖基转移酶活性、氧化还原过程、氧化还原酶活性等;KEGG主要富集到玉米素生物,同时也富集到了苯并恶嗪类生物合成、类胡萝卜、苯丙烷生物合成等,以及卟啉与叶绿素代谢光合作用等通路,其中植物激素、类黄酮、苯丙烷和氧化还原已报道参与植物的抗病反应。表明密植造成玉米抗病能力降低,同时光合作用作用受限制。4、WGCNA共鉴定到14个共表达模块,yellowgreen模块与百粒重和穗重高度相关,在该模块中筛选到3个核心基因Zm00001d003620、Zm00001d049731和Zm00001d053767,分别在拟南芥和水稻中注释为ARM重复超家族蛋白、6-磷酸果糖激酶/磷酸己糖激酶和液泡分选受体同源蛋白1,已有文献表明该核心基因参与密植播种下的玉米的生长和抗病。综上所述,郑单7137和熙玉303在密植条件下,农艺性状、光合指标和病害发生上存在明显差异。郑单7137在穗长、穗重和百粒重等农艺性状明显降低同时田间病害发病率增加。转录分析表明密植后郑单7137的光合作用、激素和苯丙烷等通路显著富集,抗病家族基因NBS-LRR、WRKY和PYL在密植组苗期表达水平降低;利用WGCNA鉴定了3个候选基因可能同时参与玉米的生长和抗病响应。熙玉303相较于郑单7137适宜密植播种,郑单7137可以适当降低种植密度,同时需要加强田间病害的预防。