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本研究以四倍体玉米×四倍体指状摩擦禾杂种Fl(2n=56)为母本与四倍体多年生类玉米(9475)杂交创制的三元杂种(MTZ-1)(2n=76)和三元杂种与9475的回交后代MTZZ-1 (2n=96)及其亲本为试验材料,对其进行了形态、解剖、分子生物学和分子细胞遗传学方面的解析,旨在鉴定评价合成的异源多倍体与其亲本重要性状关系,探明异源多倍体早期合成过程中遗传变化规律。试验取得主要结果如下：1.三亲本与两个异源多倍体的形态性状和部分器官解剖性状表明,MTZ-1大部分性状如茎粗、根尖数、根体积等介于三亲本之间,部分性状如花丝横切面积具有超亲优势,也有部分性状如花药维管束面积产生了退化；MTZZ-1大部分性如叶面积、茎粗、根横切导管数等与MTZ-1差异不显著,少数性状如主茎雌穗数显著高于MTZ-1,表现出一定的“多倍化”现象。2.三亲本和两个异源多倍体所有观测性状聚类分析表明,MTZ-1与摩擦禾遗传距离最近,玉米其次,9475最远；MTZZ-1与9475遗传关系最近,玉米其次,摩擦禾最远；说明MTZ-1基因受摩擦禾影响较大,而MTZZ-1基因受9475影响较大。3.三亲本与两个异源多倍体TmL-F和ITS直接测序分析表明,MTZ-1和MTZZ-1的TrnL-F序列与玉米完全相同,说明杂种母本为玉米,回交后细胞核的改变对TrnL-F影响不大；两个异源多倍体的ITS序列长度介于三亲本之间；G+C含量降低,发生较多GC突变；对三亲本和两个异源多倍体ITS序列信息位点与峰图结合分析表明,信息位点对应峰图均出现套峰,并且套峰中包涵三亲本信息位点。综合ITS直接测序结果表明,三亲本ITS序列在同一细胞中发生相互作用,并且通过这种分析方法能够鉴定异源多倍体亲本组成。4.ITS单克隆测序分析表明,MTZ-1ITS序列摩擦禾型序列仅占2.4%,MTZZ-1没有摩擦禾型序列出现,说明摩擦禾ITS序列在两个异源多倍体中消失速度较快；在MTZ-1中,玉米ITS序列对9475作用较大,在MTZZ-1中9475ITS序列对玉米作用较大,而摩擦禾ITS序列在两个异源多倍体细胞中作用相对较小,说明两个异源多倍体细胞中ITS的相互作用主要发生在玉米和9475之间,并且相互作用大小与染色体条数有关；对两个杂种信息位点对位分析表明,与MTZ-1相比,同一位点9475信息位点在MTZZ-1中所占比例升高,说明9475DNA的加入增加了9475位点的检出率；对MTZ-1和MTZZ-1所有单克隆序列和玉蜀黍属(玉米和大刍草)及摩擦禾单克隆序列共同构建系统发育树, MTZ-1单克隆序列在发育树中分成三类,分别与玉蜀黍亚属、繁茂亚属和摩擦禾相对应,但与摩擦禾相对应的单克隆序列最少：而MTZZ-1主要分成两类,分别与玉蜀黍亚属和繁茂亚属对应。说明三亲本ITS序列协同进化主要发生在玉米和9475之间。5.MTZ-1和MTZZ-1ITS直接测序序列和玉蜀黍属中各物种及摩擦禾ITS单克隆序列聚类分析表明,两个异源多倍体的聚类结果与形态解剖性状聚类不同,结合ITS序列位点分析,说明新合成的异源多倍体ITS序列变异位点较多,不能采用ITS序列对新合成异源多倍体进行聚类分析。6.MTZ-1有丝分裂各时期和减数分裂FISH-GISH原位杂交结果表明,有丝分裂过程中染色体发生一定的不协调性,部分染色体片段出现丢失现象,包含ITS序列的45sDNA发生一定的聚集和分离,说明在MTZ-1有丝分裂过程中,部分细胞内三亲本染色体不稳定而相互作用；在减数分裂时期,45sDNA信号位点在大部分细胞中同样发生一定的聚集及染色体片段丢失现象,结合ITS序列分析说明,三亲本在同一细胞中存在协同进化现象,这为三元杂种出现丰富的性状变异后代提供了基础。