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玉米是世界上最重要的粮食作物之一。提高玉米单位面积的产量已成为玉米育种的首要目标,然而玉米产量和杂种优势相关基因的定位和克隆发展缓慢。因此开展玉米产量相关性状的遗传研究,对玉米的遗传改良意义重大。随着人工成本的不断上升,细胞质雄性不育系的利用在玉米杂交种生产上的作用越来越重要。S型CMS是玉米三个主要细胞质雄性不育群中最大的一个组,属于配子体不育,其育性恢复基因的鉴定和克隆对于CMS-S在杂种优势中的利用具有重要作用。本研究利用一个S型CMS不育系与关联分析群体组配的测交关联分析群体以及8个部分育性恢复的测交种与CMS-S保持系构建的BC1连锁分离群体,对产量相关基因Zm APO1的功能和CMS-S部分育性恢复位点进行了验证和定位分析。主要的结果如下:1.采用同源序列克隆法,在玉米中成功克隆了两条水稻Os APO1的同源序列Zm APO1-6、Zm APO1-9。Zm APO1-6位于第6号染色体上,物理位置在93,947,173~93,948,969之间;Zm APO1-9位于第9号染色体上,物理位置在109,759,365~109,761,167之间。氨基酸多序列比对发现,两条玉米序列和Os APO1相似性均超过了83%,而且都含有F-box结构域。组织特异性表达分析表明,Zm APO1主要在茎尖和孕穗期的雌穗中表达。利用200份关联群体自交系与S型CMS不育系组配的测交关联分析群体,在两个环境下对这两个基因进行了候选基因策略的关联分析,在Zm APO1-6和Zm APO1-9上分别检测到14和8个与产量相关性状显著关联的位点,其中前者检测到的显著位点主要与株高和茎粗有关,而后者检测到的位点主要与百粒重有关。推测,Os APO1在玉米中的两个同源基因可能与产量和产量相关性状有关,该同源基因的克隆和功能分析可为进一步功能研究提供参考。2.基于前期对玉米CMS-S育性恢复全基因组关联分析(GWAS)的结果,挑选部分育性恢复且带有显著关联SNP位点优异等位基因的测交种与CMS-S保持系(N-Mo17rf3rf3)杂交,成功构建了8个BC1分离群体。在分离群体上,花粉育性均呈现双哑铃型或多哑铃型分布,说明在这些群体中,育性恢复受少数基因位点控制。利用显著关联SNP的位置信息,开发了109对SSR标记对分离群体进行了基因型鉴定,最终采用混合区间作图(CIM)定位到了9个主效QTLs,单个QTL解释的表型变异在10.7%~53.3%之间。总之,本研究通过候选基因关联分析证实两个具有F-box基序的Zm APO1基因与产量和产量性状有关;此外利用多个BC1分离群体首次验证了CMS-S部分效应较小的育性恢复位点。研究结果为产量性状遗传改良及CMS-S的利用提供了有用信息,并可为进一步研究F-box基因在产量性状上的功能以及克隆新CMS-S育性恢复基因提供参考。