油菜产量构成三因子(角果数、每角粒数和粒重)中，角果数和产量相关性最高，对产量的贡献最大。油菜角果数性状遗传基础复杂，且极易受环境条件影响，近年来油菜角果数性状研究进展较为缓慢。油菜种质资源中角果数呈现很大的变异幅度，是遗传和育种研究的宝贵基因资源，但其调控基因和机制基本上不清楚，这限制了育种家对其进一步的遗传改良。针对这一现状，本研究利用油菜关联群体及其中的极端品系，从遗传、生理、显微和分子层面对角果数的调控机制进行了比较系统而全面的解析，主要研究结果如下：
　　1、本文明确提出了将角果数分解为花器官数目和结角率两个子性状的学术思想，并且发现花器官数目的差异是角果数自然变异的主要原因(相对贡献率为75.2%)。据此，对决定花器官数目的花芽分化全过程进行了连续显微观察，发现极端材料间花序分生组织形态差异不明显，花芽分化的累积数量差异是其最终数目差异的主要原因。对决定角果和花器官数目的多个可能生理指标进行了测量和比较，发现极端材料间角果数与总光合作用、生物量高度相关。
　　2、利用油菜核心关联群体结合高密度SNP分型和多环境精准表型鉴定对角果数进行全基因组关联分析(GWAS)，共鉴定到27个显著关联位点，其中20个为新位点，12个可被重复检测到。另外，基于已公布的油菜基因组物理图谱，通过与此前发表的油菜角果数QTL进行比较和整合，获得了迄今最完整的油菜角果数遗传结构图，这为后续油菜角果数基因克隆和基因组选择育种奠定了坚实的基础。
　　3、利用极端材料(10份多角果，9份少角果)，对顶端分生组织进行混样转录组测序，获得2746个差异表达基因(DEGs)。分析结果表明，DEGs主要富集在生长素合成和代谢、光周期、昼夜节律和逆境胁迫等生物学过程，和养分积累、营养生长及生物量的形成密切相关。转录组分析结果在分子水平证明，极端材料间的角果数差异主要来源于生长素相关调控及生物量、养分的积累。
　　4、GWAS结合转录组测序，并参考拟南芥功能注释，筛选到6个角果数候选基因，此外本课题前期通过其他群体的QTL定位或转录组测序筛选到2个候选基因，一共8个角果数候选基因，分别为BnaA02g08800D，BnaA02g08900D，BnaA03g09920D，BnaA05g01050D，BnaA09g05170D，BnaA10g00780D，BnaA10g14470D和BnaC02g02900D。它们参与调控分生组织活性、花器官发育、叶面积和生物量积累。构建超表达载体，在拟南芥中进行初步功能验证。其中BnaA03g09920D初步证实为角果数功能基因。
　　上述遗传、生理、显微和分子层面的研究结果高度吻合，共同揭示油菜开花前总叶面积和养分积累能力是决定其花器官和最终角果数目的关键因素。以上工作为油菜角果数性状的遗传改良提供了理论指导与技术支撑。