玉米是杂种优势利用较早和最为广泛的主要粮食作物。解析玉米产量相关性状及其一般配合力、特殊配合力、中亲优势的遗传基础,对玉米遗传改良和分子育种具有重要意义。本研究以362份骨干自交系组成的关联分析群体（GWAS群体）为基础材料,选用Zheng58、Chang7-2、SCML103、18-599和SN8-1-1作为测验种,分别与关联分析群体（GWAS群体）组配得到总共808个F1后,按GWAS群体遗传结构（K=2和K=3）划分为FM群体（母本-父本2群模式群体,Female-Male populaition）和ABT群体（A亚群-B亚群-热带亚群3群模式群体,A subpopulation-B subpopulation-Tropical subpopulation populaition）两套遗传分析群体;其中,FM群体由GWAS、Zheng58×GWAS和Chang7-2×GWAS构成,ABT群体由GWAS群体、SCML103×GWAS、18-599×GWAS和SN8-1-1×GWAS。FM群体分别在四川崇州、四川洪雅和云南景洪3个不同生态环境条件下进行田间试验,ABT群体在四川洪雅进行田间试验。在分析产量相关性状及其一般配合力、特殊配合力和中亲优势率在各个环境下的表现和变化规律,初步探索玉米产量相关性状杂种优势机理基础之上,结合关联群体的56K SNP芯片基因型,对产量相关性状及其一般配合力、特殊配合力和中亲优势率进行全基因组关联分析,挖掘有效的QTN（Quantitative Trait Nucleotide）位点,筛选候选基因,为进一步精细定位、位克隆和分子标记辅助选择育种提供理论基础和遗传资源。获得的主要结果如下:1.本试验研究的19个产量相关性状在FM群体里广义遗传率都较高,主要受遗传因素控制;与玉米穗轴直接相关的穗长、轴重、轴粗和穗行数4个性状的狭义遗传率较高,都在56%以上,表明穗轴相关性状主要受加性效应基因控制。玉米单株产量、穗重和行粒数3个性状的杂种优势非常明显,表明该3个性状受显性效应基因控制;淀粉含量、蛋白含量、赖氨酸含量和谷氨酸含量4个品质性状几乎不存在杂种优势,籽粒厚度和油含量2个性状表现为明显的负向杂种优势。2.FM和ABT杂交群体的单株产量与基因组杂合度成显著的正相关性。自交系关联群体划分为3个亚群更合理,群体结构更清晰。A亚群的单株产量一般配合力较高,B亚群的穗粗和穗行数一般配合力较高,T亚群的穗长一般配合力较高;A×T是主要的杂种优势模式之一。中国玉米西南生态区内,在“三群模式”进化到“二群模式”的过程中,建议坚持以杂优模式A×T为核心模式,将B亚群以优良性状供体的角色逐步渗入到A群或者T群种质中去。3.在FM和ABT群体中,利用mr MLM分析方法对玉米穗部性状及其一般配合力、特殊配合力和中亲优势率进行GWAS分析,一共检测到10,808个QTN与之显著关联,并从中初步筛选到28个重要候选基因。其中一个基因Zm00001d030034编码葡萄糖分裂抑制蛋白,推测该基因是通过调控糖代谢来影响行粒数、穗粗等性状达到影响单株产量的效果。在FM和ABT群体中同时检测到1个富集穗粗、轴粗和穗行数相关的QTN热点区,该热点区位于第3染色体210 Mb～232 Mb内。热点区域内挖掘到5个重要的候选基因,基因Zm00001d043955编码真核生物翻译起始因子D亚基蛋白,基因Zm00001d044184编码ABIL1蛋白,基因Zm00001d044243编码3’～5’核酸外切酶结构域蛋白,基因Zm00001d044266编码线粒体中依赖Zn的ATP蛋白酶,Zm00001d044443编码ABC转运子G家族成员蛋白。4.FM群体中检测到3170个QTN与籽粒大小性状显著关联,筛选到4个候选基因,基因Zm00001d029784和基因Zm00001d007937分别编码含有DUF241结构域蛋白和氨基酸转移酶蛋白8,参与调控氨基酸代谢途径,调控玉米籽粒发育,影响籽粒大小。5.FM群体中检测到4268个QTN与籽粒品质性状显著关联,筛选到7个候选基因,这些候选基因与玉米糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢紧密相关。基因Zm00001d040901编码植物碱性亮氨酸拉链（b ZIP）蛋白,可以与Opaque 2基因的启动子原件直接相互作用来调控玉米醇溶蛋白基因的转录,最终使籽粒淀粉类型改变,增加醇溶蛋白和赖氨酸含量。