玉米是世界上最大的大田栽培作物,在粮食安全保障中起着关键作用。玉米单产的持续提高主要归功于品种的遗传改良,玉米主要农艺性状改良是玉米育种的主要内容,认识玉米主要农艺性状的遗传机理对于促进玉米高产育种和进一步解析农艺性状分子生物机理具有重要的理论和应用价值。骨干亲本在玉米品种更新换代和育种趋势转变上起到关键作用。掖478是我国玉米骨干亲本之一,其所代表的改良Reid中质是黄淮海玉米生产区和东北玉米生产区利用最多的种质之一。研究掖478的形成与改良规律对于进一步利用骨干亲本和选育候选骨干亲本具有重要意义。本研究以骨干亲本掖478和候选骨干亲本08-641为亲本构建一套包含266个家系的F2：3定位群体,在南宁、雅安和景洪三个地点于2012年和2013年进行6个环境的表型鉴定,利用MAPMAKER/EXP 3.0b构建包括471个SNP标记的遗传图谱,通过QTLNetwork 2.1软件中基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)对主要农艺性状进行QTL定位,解析性状的遗传机理和分析优良等位基因在两类自交系中的聚合规律。同时,以6个掖478相关系和36个新选掖478衍生系为被测系与昌7-2、丹340、齐319、Mo17和S37等5个测验种按NC Ⅱ方法构建TPl和TP2两套试验群体,在雅安和景洪两个地点于2013年和2014年进行多环境表型鉴定,结合表型数据、基因型数据和QTL定位数据探讨掖478的形成与改良规律。主要研究结果如下：1、利用(08-641×掖478)F2：3定位群体、TPl试验群体和TP2试验群体估算主要农艺性状遗传参数表明,株高相关性状和冠层相关性状较产量相关性状更加稳定,受环境互作影响更小；主要农艺性状的遗传组分主要由加性效应构成,而显性效应和上位性效应仅占较小部分。相关分析表明大部分性状之间具有显著的表型相关和遗传相关,相关系数一般处于-0.5-0.5之间,其中产量相关性状间的相关系数要大于株高相关性状间或冠层相关性状间的相关系数。2、利用F2：3定位群体构建了一张包含471个SNP标记的高密度遗传图谱,覆盖10条染色体,遗传图谱总长2007.9cM,相邻标记间平均距离为4.4cM。于2012年和2013年在南宁、雅安和景洪三点进行6个环境的表型鉴定,结合家系基因型通过MCIM方法分别对农艺性状进行单环境分析总共检测到251个QTL,6个环境联合分析检测到119个QTL,60%以上的多环境联合分析下检测到的QTL可以在单环境中被检测到。总共检测到24个控制农艺性状发育的关键QTL,分布在第1、2、3、4、5、7和8染色体的17个基因组区段上。分析QTL与环境互作表明,大部分QTL受环境影响较小,仅不到20%的QTL和环境有显著的互作效应。上位性分析检测到28对QTL间具有显著(Bonferroni连续修正法检验)的上位性互作,四种上位性互作效应(AA、AD、DA和DD)具有同等作用。3、利用TP1试验群体分析掖478相关系的表型演变和GCA演变表明,掖478的株高、穗位高、穗上节间长、穗上叶长、穗上叶夹角和穗长等性状表型特征中亲表现,而其多数性状GCA超过或低于双亲。分析QTL定位结果表明,掖478较08-641聚合更多株高相关性状和冠层结构相关性状有利等位基因,两者在产量相关性状均聚合大量有利等位基因。掖478的株高相关有利等位基因主要来自沈5003,而叶夹角和穗行相关有利等位基因来自双亲。掖478的改良主要是雄穗长度、穗上叶夹角、穗行数、百粒重和单株产量等性状。分析控制株高、穗上叶夹角和穗行数发育的基因组区段表明,株高发育相关基因组区段在3个掖478衍生系中较好保留,而穗上叶夹角和穗行数发育相关基因组区段在3个掖478衍生系中均出现一定的替换。4、改良掖478加性效应时,株高、穗上节间长、穗上叶长、穗上叶宽和穗上叶夹角等性状具有偏向某一亲本分离的现象。分析多环境一致性QTL的紧密连锁标记在RIL群体中的分布情况表明,大部分多环境一致性QTL在分离后代中符合1：1分布,有25%的多环境一致性QTL存在偏分离,且偏分离成簇分布于第1染色体的bin1.06-1.11和第5染色体的bin 5.05-5.07基因组区段。分析同一染色体上多环境一致性QTL的连锁表明,除少部分QTL对间存在紧密连锁,大部分QTL对间重组率较高。利用TP2试验群体评估多环境一致性QTL的加性效应值表明,通过定位性状自身获得的QTL难于用于预测自交系的一般配合力表现,性状自身和GCA具有不同的遗传机理。