谷子（Setaria italica）是我国重要的粮食作物,其籽粒的直链淀粉和氨基酸含量是决定谷子品质的重要组成部分。本研究采用近红外光谱法测定355份谷子自然群体材料的直链淀粉和氨基酸含量,结合谷子群体材料重测序基因型数据进行全基因组关联分析（GWAS）和单倍型分析,并筛选其候选基因。鉴定其中的谷子葡萄糖焦磷酸化酶AGPase基因家族成员并进行生物信息学特征分析。主要研究结果如下:（1）355份谷子自然群体中,籽粒直链淀粉平均含量为15.62±1.61 g/100g,变异系数为10.30%。谷子中检测到17种游离氨基酸,其中,丙氨酸、精氨酸、胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、缬氨酸含量变异系数均大于10%,具有广泛的遗传变异。直链淀粉含量和氨基酸含量符合正态或近似正态分布。相关分析结果表明谷子籽粒氨基酸含量之间多呈显著或极显著相关关系。除与丙氨酸、组氨酸、蛋氨酸、脯氨酸含量相关不显著外,直链淀粉含量与其他氨基酸含量呈现显著或极显著相关关系。（2）全基因组关联分析共筛选到与直链淀粉含量显著相关的SNP位点11个,与胱氨酸、甘氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸含量相关位点分别11、12、23、11、9、17和3个。对以上SNP位点上下游各50 kb区间内的基因进行单倍型分析和基因注释,发现谷子直链淀粉含量单倍型差异显著的基因有23个,其中18个有明确的基因功能;与氨基酸含量相关的单倍型差异显著的基因有78个,其中69个基因有较明确的功能。候选基因主要参与转录、跨膜转运、代谢、信号转导等多种生物学过程。Si3g04370、Si4g26500、Si6g09350可能参与调控天冬氨酸途径。Si6g09280的功能尚不明确,但苯丙氨酸和苏氨酸均筛选到此基因,其是否同时参与调控天冬氨酸途径和芳香族氨基酸的代谢有待进一步研究。（3）谷子AGPase基因家族共鉴定到6个成员,分别为Si2g10030,Si2g17340,Si3g13330,Si5g25170,Si6g12710,Si9g10380,分布在第2、3、5、6、9染色体上。结合基因结构和进化树分析,确定Si3g13330、Si5g25170、Si2g10030、Si9g10380为AGP大亚基,Si6g12710与Si2g17340为AGP小亚基。大亚基基因均含有15个外显子,小亚基基因外显子为7～9个。基因家族启动子区顺式作用元件最多的为光响应,也包含部分激素作用元件、干旱、低温响应作用元件。AGPase基因家族成员在种子发育、灌浆期内表达丰度高,在根中基本不表达。Si9g10380基因在叶片中表达,其他基因在叶中表达较低。除Si9g10380外,其他基因在种子成熟后30 d和60 d超高表达,甚至达到其他时期的几十倍,可能与谷子籽粒后熟期淀粉代谢相关。推测Si9g10380与谷子叶片中淀粉合成相关。综上所述,本研究分析了谷子籽粒直链淀粉和氨基酸含量的遗传变异,并对其进行全基因组关联分析和单倍型分析,初步预测了与谷子直链淀粉和氨基酸含量等相关的候选基因。对AGPase基因家族成员的鉴定与生物信息学分析,为进一步研究谷子淀粉合成提供了理论基础。