2012年全国玉米产量20812万吨,超过稻谷产量383万吨,成为我国第一大粮食作物。磷是植物生长发育中必不可少的大量元素之一,在产量和质量形成中起着重要作用。磷是自然界不可再生的矿质资源,土壤缺磷已是当今农业生产中限制作物产量的主要因素之一。根系是玉米的重要组成部分,各根系性状是玉米重要的数量性状,随着分子生物学的发展,QTL定位技术为复杂数量性状遗传关系的研究提供了有力的工具,近些年在玉米数量性状的遗传研究方面有了很大的进展。因此研究玉米耐低磷遗传机制,发掘磷相关QTL位点,对培育耐低磷玉米品种具有重要的理论参考和实践意义。本研究利用耐低磷玉米自交系X178和低磷敏感型自交系9782构建的含有219个F8家系RIL群体为材料,采用沙培体系,在2012年对群体的根系性状进行了表型鉴定,同时构建了含有165个SSR标记的遗传连锁图谱,采用了复合区间作图法(CIM)对重要的根系性状进行了 QTL的初步定位。本研究的主要结果如下:1.构建了包含165个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长度1500.33cM,标记间的平均距离为9.09cM,1～10号染色体的标记数分别为:25、21、11、21、19、18、13、15、8、14个标记,每条染色体上标记的平均距离分别为:10.08cM、9.09cM、5.93cM、7.64cM、9.31cM、9.23cM、9.14cM、9.96cM、10.76cM 和 9.6cM。本研究所构建连锁图谱与已发表的玉米分子遗传图谱基本一致。2.RIL群体中低磷水平与正常水平相比下总根长、总根面积、平均直径、根尖数、直径小于0.5mm的根长度、直径小于0.5mm的根面积、直径小于0.5mm的根体积、直径小于0.5mm的根尖数、茎干重、根干重、叶长、叶宽分别下降32.4%、35.1%、37.7%、46.6%、37.8%、36%、34.8%、47%、66.2%、40.4%、22.8%、37.1%,根冠比增加75.3%。正常磷水平下:叶宽、直径在0.5mm内的根系面积、直径在0.5mm内的根体积、直径在0.5mm内的根长度、根直径、叶长、总根长、最长根长具有较高遗传力;低磷水平下根直径、直径在0.5mm内根体积、直径在0.5mm内根长度、直径在0.5 mm内根面积、总根长、直径在0.5mm内根尖数、根尖数具有较高遗传力。群体的根系性状和苗期地上部分性状间具有极高的相关性,正常磷条件下叶干重与各根系性状均表型为正相关,其中与总根长、根面积、根体积、根干重表现为极显著正相关关系。低磷胁迫条件下叶干重与各根系性状均表型为正相关,其中与总根长、根面积、根体积、根干重表现为极显著正相关。3.利用复合区间作图法进行QTL初步定位,正常磷水平定位到16个QTL,其中总根长检测到1个QTL,位于1染色体上根表面积检测到1个QTL位于1号染色体上;平均根直径检测到1个QTL位于7号染色体上;根体积检测到1个QTL位于1号染色体上;直径小于0.5mm的根长检测到1个QTL位于1号染色体上;直径小于0.5mm的根系体积检测到1个QTL位于1号染色体上;叶干重检测到1个QTL位于1号染色体上;根干重检测到1个QTL位于1号染色体上;最长根长检测到2个QTL分别位于1、6号染色体上;苗期叶长检测到2个QTL分别位于2、5号染色体上;苗期叶宽检测到3个QTL分别位于1、1、5号染色体上;叶片数检测到1个QTL位于6号染色体上。低磷胁迫下共定位到19个QTL,其中总根长检测到2个QTL,分别位于1、2染色体上;根表面积检测到1个QTL位于1号染色体上;平均根直径检测到1个QTL位于10号染色体上;根尖数检测到1个QTL位于5号染色体上;直径小于0.5mm的根长检测到1个QTL位于1号染色体上;直径小于0.5mm的根系面积检测到1个QTL位于1号染色体上;直径小于0.5mm的根系体积检测到1个QTL位于1号染色体上;直径小于0.5mm的根尖数检测到1个QTL位于5号染色体上;叶干重检测到1个QTL位于1号染色体上;根冠比检测到1个QTL位于7号染色体上;最长根长检测到1个QTL位于1号染色体上;苗期叶长检测到1个QTL位于1号染色体上;苗期叶宽检测到3个QTL分别位于1、1、5号染色体上;叶片数检测到3个QTL分别位于3、6、10号染色体上。本研究中总根长、根面积、直径在0.5mm内的根体积在两种环境下分别定为在了 bin1.06和bin1.03区域,说明控制这三个性状的遗传基础或许相同。根尖数、直径在0.5 mm内根尖数、根冠比只在低磷情况下检测到QTL,证明控制这三个性状的基因极可能与低磷胁迫密切相关。4.本研究所定位到的根系及相关性状QTL与其他群体所定位到的根系相关QTL检测到相似的染色体区间,其中在定位根系的热点QTL区域bin1.06也发现控制多个根系性状的QTL。同时,本研究在低磷胁迫下bin1.03发现控制多个性状的QTL。