同其它主要禾谷类作物一样,玉米是人类驯化的作物,但又有别于其它禾谷类作物,其它禾谷类作物在自然界还保留有与之形态、结构相似的野生材料。然而早在哥伦布时代,玉米就与它亲缘关系最近的近缘种—玉蜀黍属(Zea)的基本形态表现出极大差异,至今在自然界还未发现玉米从野生到栽培的中间类型。玉米失去了其它作物具有的最基本特性,即自然繁殖后代的能力,玉米繁衍必须靠人为传播,所以玉米被认为是植物界中人类驯化“最高级”的作物。高度的驯化使得玉米的起源与进化“神秘”起来,“玉米的祖先是谁?玉米是如何进化的?”一直是生物学家特别感兴趣且具有挑战性的问题。对这种高度驯化作物起源与进化的深入了解,不仅可以揭开玉米起源与进化之“谜”,而且对诠释整个植物界驯化物种的起源与进化都具有十分重要的意义。其中,对玉米及其近缘种的基因组构成、系统发生规律及其它们之间亲缘关系等进行研究是追溯玉米起源与进化的一个重要内容。 不断发掘、创造新基因资源是遗传育种永恒的主题。玉米近缘种保存有一般栽培玉米不具有的抗逆、抗病、优质等优良特征特性,其丰富的遗传变异是玉米改良获得特异优良基因资源的天然基因库。 本研究对玉米与其近缘种的基因组构成、它们的过氧化物酶同工酶酶谱、它们间的可杂交性进行了分析;对远缘杂交创制出的一批特异种质材料如突变体、非整倍体和代换种质的遗传背景进行了深入研究。主要结果如下: 1.利用单色、多色比较基因组原位杂交技术,分析了玉蜀黍属的基因组构成。结果表明,玉蜀黍属种间存在着三种非同源基因组,即A、B和C基因组。其中,二倍体种包括玉米,墨西哥玉米亚种,小颖玉米亚种,繁茂玉米亚种和二倍体多年生玉米种,它们的染色体组构成相似,染色体组公式为AABB,而四倍体多年生玉米种染色体组组成为AAAACCCC。玉蜀黍属各种间有同源的A基因组,二倍体各种间有同源的B基因组,而C基因组仅存于四倍体多年生玉米种。A、B和C三种非同源基因组之间,A基因组与B、C基因组分化较大,B与C基因组同源性相对较高。玉米的第2、3、4、5、6号染色体属于玉蜀黍属的B基因组,第1、7、8、9、10玉米染色体属于A基因组。这些结果证实了玉蜀黍