玉米是世界上产量最高的谷类作物。随着世界人口数量的快速增加,粮食供应也应该相应增加,以满足人类生存需求。要想满足日益增长的人类食用、动物饲养和工业用途(如生物燃料)等需求,继续增加玉米以及其他谷类作物(小麦、水稻、大麦等)的产量,尤其是子粒产量,改善子粒品质,依然是必要且紧迫的。深入研究玉米子粒发育规律,对提高玉米子粒产量,改善玉米子粒品质具有重要的理论和实践意义。本研究以配合力高、脱水速率快和早熟的优良玉米自交系豫816的子粒为材料,从形态学、组织学和转录组学水平,结合生物信息学方法对玉米子粒发育,特别是玉米子粒发育早期阶段基因的时空表达规律进行了初步研究。主要研究结果如下:1.在形态学和子粒生长发育特征曲线构建的基础上,结合组织学水平上详细观察分析,对豫816子粒的发育时期和特点进行了准确鉴定。其中,豫816子粒在授粉后7～10天处于形态建成期(R2),授粉后14天处于乳熟期(R3),授粉后18～21天处于蜡熟期(R4),授粉后24～39天处于凹陷期(R5),授粉后42～45天处于生理成熟期(R6)。子粒发育早期阶段的形态建成期主要进行胚乳和胚等结构的发生,乳熟期主要进行细胞增殖和储藏物质的积累等。2.在子粒发育早期阶段,采用RNA-seq技术对豫816授粉条件下的子粒(Y:6 DAS(0 DAP),10 DAS(4 DAP),14 DAS(8 DAP),18 DAS(12 DAP)和 21 DAS(15 DAP))和授粉阻断条件下的子房(N:6 DAS,10 DAS,14 DAS,18 DAS和21 DAS)进行转录组学分析。主要结果如下:(1)淀粉和蔗糖代谢通路中的淀粉、蔗糖代谢基因和海藻糖生物合成途径基因表达模式差异,造成了豫816授粉条件下子粒的正常发育与授粉阻断条件下子房的非正常发育。(2)吐丝后21天(15 DAP)是豫816子粒中玉米醇溶蛋白合成积累的关键时期。(3)MYB、ERF、NAC等转录因子家族主要参与授粉条件下豫816子粒的正常发育过程,而WRKY、NAC、ERF等转录因子家族则主要参与授粉阻断条件下子房的非正常发育过程。本研究提供了玉米子粒早期发育过程中基因的时空表达模式,对玉米子粒发育,特别是玉米子粒发育早期阶段的调控机理进行了有益探索,为未来深入研究玉米子粒产量和品质调控机理提供支持。