玉米穗柄是茎叶产生的光合产物向穗部运输的唯一通道。穗柄长不但与玉米籽粒干物质含量及玉米产量相关,还与包裹果穗的苞叶松紧度相关联,在生长发育过程中,籽粒的脱水速率也会受到穗柄的影响。此外,在机械收获时,玉米穗柄长度会影响收获效率。因此,在遗传及分子水平上解析玉米穗柄长的调控机制,将有利于籽粒脱水和产量积累,也有利于提升机械收获的质量和数量。本试验以由508份来源广泛自交系构成的关联群体为试验材料,对玉米穗柄长进行测定,定位穗柄长显著调控SNP位点,解析柄长的遗传基础,对全基因组关联分析筛选出的候选基因ZmGRF10进行重测序,序列进行多态性分析,挖掘与穗柄长相关的自然变异位点,并分析单倍型的差异。本试验研究结果如下:1.关联群体的玉米穗柄长表型呈现正态分布。方差分析表明,关联群体内自交系的基因型和环境的变异都达到了极显著水平,变异主要来源于环境变异。穗柄长的广义遗传力为中等遗传力,表明遗传因素是穗柄长在关联群体中的主要影响因素。2.本研究对508份自交系多个环境下玉米穗柄长的BLUP值进行全基因组关联分析,超过阈值的SNP位点共21个,分别位于1、2、3、5、6、7号染色体上,其中8个为独立显著SNP位点,这些SNP位点中对玉米穗柄长表型贡献率最高达到6.1%,并锁定7号染色体上的生长调节因子ZmGRF10基因为候选基因。3.对ZmGRF10的Mutator、EMS突变体及过表达植株进行分子鉴定并观察表型进行,发现突变体的穗柄长、株高、穗位高、叶宽、叶长等性状与野生植株相比,都有不同程度的增加。过表达植株的穗柄长、株高、穗位高、叶宽和叶长等性状均显著减小。确定了ZmGRF10对玉米穗柄长具有负调控的功能。4.对ZmGRF10进行候选基因重测序,序列进行多态性分析,检测到84个SNPs变异位点和42个Indels变异位点。在基因序列的内含子区域分布的自然变异位点多于外显子区域,对多态性位点进行连锁不平衡分析,在ZmGRF10基因的序列上存在着一些连锁程度较强的LD区间。利用MLM混合线性模型,将ZmGRF10基因的自然变异位点和关联群体穗柄长表型进行关联分析,共检测到2个显著的多态性位点,分别为SNP1668、Indel2173,其中Indel2173变异位点位于较强的LD区间。5.基于穗柄长检测到的2个自然变异位点将关联群体共划分为3种单倍型。对每个单倍型的穗柄长进行方差检验分析,发现单倍型Hap1与单倍型Hap2之间具有显著差异,单倍型Hap2和单倍型Hap3之间存在显著差异;并且单倍型Hap1包含的自交系接近关联群体的一半,单倍型Hap3中自交系最少。综上所述,ZmGRF10是负调控玉米穗柄发育的重要基因,具体机理需进一步研究,本研究结果为明确ZmGRF10调控玉米穗柄的分子机理奠定了基础,发掘的自然变异位点为穗柄长的遗传育种改良提供了可供参考的分子标记。