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玉米在驯化后、传播和改良过程中形成了适合不同生态区域的多样性种质。深入揭示不同来源种质的遗传特征、亚群分化并探讨相应分化区段的功能等不仅对杂种优势利用具有重要意义,而且是利用全基因组关联分析(GWAS)解析复杂数量性状遗传基础的重要前提。雄穗性状是产量形成的重要影响因素,过于发达或者发育不良的雄穗性状都会囚为过度消耗能量、遮荫或提供的花粉量不足等原因而影响玉米产量的提高。因此,研究雄穗性状变异的遗传基础,培育具有理想雄穗性状的玉米种质对于提高玉米产量具有重要的实践应用前景。1、对不同来源玉米种质的遗传研究表明,利用700-1000个均匀覆盖于基因组的高质量SNP标记能够有效揭示多样性玉米自交系群体的亚群分化。本研究通过搜集和整理分别来自美洲、欧洲、亚洲和非洲的1857份多样性玉米种质,借助高通量的基因芯片,将其划分成13个亚群,代表性自交系分别为Mo17, GB, E28,掖8112,黄早四,沈137,PHG39, B73,207, A634, Oh43,瑞德黄马牙和热带种质,既涵盖了之前报道的基于简单来源材料的研究结果,又鉴定出一些新的亚群如GB等。在此基础上,共鉴定出85个高度分化的关键遗传区段,可解释基因组变异的79%。关联分析结果表明,这些高度分化的遗传区段均与玉米适应性显著相关。揭示了特异性玉米种质形成过程中的基因组选择模式,为阐明不同玉米在特定生态条件下的适应性差异提供了一定的分子遗传学支持。2、通过整合中美巢氏关联(NAM)群体和中美多样性自然群体,基于GBS测序和基因芯片的鉴定结果,利用多群体联合和全基因组关联分析相结合的策略,剖析了雄穗相关性状变异的遗传基础。在基因组范围内一共定位到125个雄穗性状相关的QTLs。其中部分位点在中美NAM群体中同时被检测到,一些新的遗传位点则仅在中国NAM或美国NAM群体中存在。GWAS共检测到965个雄穗相关的QTNs,明显高于利用单个NAM群体的定位结果(美国NAM：269，中国NAM群体：71)。深入分析发现,所定位的遗传区段与之前报道的一些雄穗相关基因紧密连锁,如在RamosaS (ra3), Thick tassel dwarfl (td1), tasselseed2 (ts2), liguleless2 (lg2), ramosal (ral), barren stalkl (bal), branch silklessl (bdl)和tasselseed6 (ts6)基因内均检测到与雄穗性状显著关联的信号。除此之外,本研究还鉴定出一些新的雄穗相关疑似候选基因,如锌脂转运蛋白基因(GRMZM5G838098和GRMZM2G047762)、甲基转移酶基因(GRMZM2G147491)等,在这些候选基因内部同样检测到与雄穗性状显著关联的信号,推测这些基因可能与雄穗发育相关。这些研究结果为阐明雄穗性状变异的遗传基础提供了较为丰富的遗传信息,但也只能作为初步的数据支持,关于这些候选基因的功能研究则有待进一步开展。