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玉米（Zea mays L.）收获期籽粒含水率（kernel moisture content,KMC）是制约机械化籽粒收获技术发展的关键性状。较高的玉米籽粒含水率不仅会提高籽粒破碎率,增加干燥成本,而且严重影响玉米籽粒的安全贮藏和品质。玉米籽粒脱水速率（kernel dehydration rate,KDR）是决定玉米籽粒收获期KMC的关键性状。KMC和KDR均是由多基因控制的复杂数量性状,易受多种环境因子的影响。截至目前,KMC和KDR的遗传研究大多集中在初定位,很少有数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）被精细定位或克隆证实。为了挖掘KMC和KDR的关键基因,解析玉米籽粒KMC和KDR的遗传基础。本论文通过结合玉米自交系籽粒水分的动态变化、单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）的基因组定位、基因表达转变和蛋白质丰度变化等多类数据,开展了KMC和KDR的基因挖掘与分析。主要研究结果如下:1.基于陕A群和陕B群筛选的212份玉米自交系构建关联群体,鉴定出三种玉米KMC变化类型:快速脱水型、渐进脱水型和慢速脱水型。比较分析发现,陕B群玉米自交系的KMC在籽粒发育后期显著低于陕A群玉米自交系的KMC,并且玉米籽粒发育后期的KMC和KDR变化受加性效应影响。动态分析发现授粉后42天（days after pollination,DAP）到49天是KMC转变的关键阶段。利用时序的KMC和KDR数据进行全基因组关联分析,分别检测到了98个和279个与KMC和KDR显著关联的SNP位点,其中51个SNP位点与42 DAP之后KMC变化有关,113个SNP位点与42 DAP之后KDR变化有关,进一步筛选获得643个KMC潜在候选基因和1,809个KDR潜在候选基因。2.基于快速脱水型和慢速脱水型筛选的8份玉米自交系籽粒的时序转录组数据,构建了玉米籽粒发育中后期的时空转录组图谱,建立了玉米籽粒发育中后期的基因共表达网络,在转录水平上鉴定出5,307个KMC相关基因和4,191个KDR相关基因。进一步利用转录组测序材料中筛选的2份玉米自交系籽粒的时序蛋白组数据,构建了玉米籽粒发育中后期的时空蛋白组图谱,建立了玉米籽粒发育中后期的蛋白共表达网络,鉴定出1,078个KMC相关蛋白和653个KDR相关蛋白。多组学联合分析识别出143个与KMC和KDR显著相关的基因,并且在快速脱水型和慢速脱水型材料的籽粒发育后期表现出显著的表达差异,功能富集分析表明,这些基因与淀粉和脂肪酸生物合成、冷胁迫和盐胁迫等生物学过程密切相关,其中HSP5的无义突变显著降低了KMC,提高了KDR。3.发现淀粉生物合成相关基因的表达变化与KMC和KDR的变化显著相关。SBEI和SBEIIb在快速脱水型玉米自交系籽粒发育后期的低表达可能是导致快速脱水型玉米自交系的直链淀粉分子小,DP6-12支链淀粉链含量较低的主要原因,同时,也进一步提高了快速脱水型玉米自交系的淀粉回生率。综上所述,本论文利用多维组学手段解析了玉米KMC和KDR的遗传基础及调控网络,挖掘到143个可能具有潜在生产利用价值的功能基因,初步证实了HSP5显著影响KMC和KDR的变化,探究了淀粉对KMC和KDR变化影响的潜在机制。研究结果为改良玉米种质的脱水特性,选育宜机收玉米品种提供了重要的理论依据。