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爆裂玉米作为特异的种质资源,具有籽粒硬度高、灌浆脱水快、早熟等现代育种十分关注的特异性状。本研究采用二代测序技术对粒重差异明显的小粒爆裂玉米自交系N04和大粒普通玉米自交系丹232进行基因组重测序,通过重测序数据质量评估、参考基因组比对、变异信息SNP和InDels获取、变异信息注释、差异基因提取和差异基因归类注释对重测序数据进行处理,对于软件无法处理的数据采用perl语言编写程序进行个性化处理。研究结果得到一批重要的差异位点,可以为分子标记开发、关键基因挖掘提供可靠的基因组数据基础。主要研究结果如下:1.爆裂玉米自交系N04测序数据46 Gb,测序深度19.2X,普通玉米自交系丹232测序数据69 Gb,测序深度28.8 Gb。两个自交系共得到115 Gb数据,平均测序深度为25X。2.将爆裂玉米自交系N04基因组重测序数据与自交系B73参考基因组数据比对,共得到0.99亿条reads,大小约为41.32 Gb,覆盖度为89.82%。数据分析得到450.73万SNP,其中有361.16万个位于基因间,92.84万个位于内含子上,18.11万个引起编码区氨基酸变化;同时得到42.33万个InDel,其中29.91万个位于基因间,14.82万个位于内含子上,1.98万个位于编码区。3.将普通玉米自交系丹232重测序数据比对到参考基因组自交系B73上,共得到1.48亿条reads,大小约为62.41 Gb,覆盖度为90.45%。数据分析得到SNP 496.65万个,其中有401.77万个位于基因间,98.08万个位于内含子上,19.31万个引起编码区氨基酸变化;同时得到50.83万个InDels,其中有36.25万个位于基因间,17.21万个位于内含子上,2.4万个位于编码区。4.将爆裂玉米自交系N04和普通玉米自交系丹232基因组重测序数据与B73比对得到的差异位点进行联合分析,得到N04和丹232两个自交系间的差异位点。其中有946.11万个SNP、43.95万个Insertions、49.09万个Deletions,利用这些变异位点作为分子标记,具有准确度高、密度大、分布均匀等突出优点。利用生物信息学方法对课题组用这两个自交系构建的重组近交系和近等基因系的群体定位得到的12个百粒重QTL和10个膨爆特性QTL区间进行变异信息分析,得到百粒重QTL区间内造成非同义突变的3.08万个SNPs和0.41万个InDels,并得到5980个相关基因;得到膨爆特性QTL区间内造成非同义突变1.77万个SNPs和0.24万个InDels,并得到3162个相关基因。这些相关位点和基因信息可以对为目标QTL的精细定位提供了大量的可靠信息。5.结合网上提交的基因组信息,下载墨西哥爆裂玉米Pomreso和普通玉米自交系郑58、昌7-2、Mo17的基因组序列,利用生物信息学分析方法,共得到爆裂玉米和普通玉米自交系之间的差异基因10837个,其中爆裂玉米特有的差异基因308个,这些基因54个与细胞蛋白质代谢、36个蛋白质磷酸化、126个新陈代谢等过程相关,190个基因可能解释爆裂与普通玉米自交系间表型差异相关。爆裂玉米和普通玉米自交系间差异基因和特异的基因的发掘,对于进一步研究这些基因的功能、有针对性地实施分子标记辅助选择和育种,都具有重要的参考价值。6.利用实验室前期基于两个自交系丹232和N04籽粒发育关键时期不同部位得到的EST数据和蛋白数据进行整合,分析得到EST差异基因有136个和1397个。其中蛋白组和EST拥有25个共同基因,分析蛋白组数据得到的差异基因与爆裂玉米和普通玉米共同拥有318个基因,三者拥有4个共同基因。