玉米是全世界最重要的农作物之一,也是遗传多样性最高的物种之一,还是遗传学、细胞学研究的模式物种之一。由于玉米基因组较大（～2.5G）,同时玉米中有超过80%是重复序列,复杂程度相对较高,基因组方面的研究还相对滞后。随着测序技术的发展,玉米的参考基因组不断的更新,染色体的碱基序列信息也越来越完整。编码蛋白质的基因序列只占整个基因组的一小部分,大部分是非编码区,有越来越多的研究表明非编码区也行使重要的功能,但目前只有少部分位于基因间区的调控元件被验证。玉米基因组中存在多少有功能的非编码区元件,以及这些元件如何调控基因功能的机制尚知之甚少。新近发展的三维基因组技术为研究非编码区的调控元件及其靶基因,更好地理解表型性状的生物学机制提供了有力的工具。本研究利用不同组学相结合的方法鉴定顺式调控元件,基于ChIA-PET实验绘制了玉米苗期染色质交互图谱,展示了基因参与的复杂交互网络,初步探讨染色质交互和长距离表达调控的基础,同时解析了非编码区的远端元件调控靶基因,从而影响表型变异。主要结果如下:1.通过整合玉米苗期DNA甲基化和开放染色质测序数据,系统鉴定了 17,157个远端元件。利用优化后的ChIP-seq实验流程检测与4种不同组蛋白修饰（H3K4me1、H3K4me3、H3K27me3 和 H3K27ac）和 RNAPII 结合的 DNA 片段,发现不同组蛋白修饰在基因上的分布与基因组织特异性表达显著相关。2.选取H3K4me3和RNAPII进行ChIA-PET实验,结果显示不同的生物学重复之间的相关性高达99%;基于两个重复分别获得了 49,776和25,002条染色质交互,其中97%染色质交互位于同一条染色体内,绘制了玉米的高精度的染色质互作图谱。3.系统分析参与启动子邻近交互（PPI）的基因表达量,发现参与PPI交互的基因活跃表达;进一步分析PPI交互的基因对表达量,揭示了 PPI基因对参与共调控的分子特征;绘制了基因和基因的全基因组交互图谱。4.基于玉米重组自交系苗期转录组数据,将染色质交互与表达量数量性状位点（eQTL）进行结合分析。结果显示染色质交互在eQTL位点和被调控基因位点显著富集,表明空间邻近是远距离调控基因表达的重要基础。5.通过系统探究与远端元件交互的基因表达量,发现基因参与远端元件交互（PDI）显示高转录活性,进一步分析发现参与交互的远端元件在自然群体的农艺和代谢数量性状位点中显著富集,暗示其重要生物学意义。已克隆的基因ZmCCT9和vgt1也被检测到与间区的调控元件存在染色质互作,为染色质交互的生物学意义提供了直接证据。本研究从三维基因组的角度来探究影响表型变异的远端调控元件,丰富了玉米基因组研究的内容,为后续研究基因间区的功能元件,挖掘候选基因的功能位点提供了更多素材,对复杂数量性状的机制解析具有重要参考价值。