玉米是我国重要粮食作物,在国家粮食安全中起着举足轻重的作用。随着国内工业和饲料需求的逐年增加,我国玉米产量已不能满足自身的需求,进口量迅速增加。提高玉米产量迫在眉睫,但玉米在生长季节,易遭受非生物灾害,如阴雨寡照、高温、干旱、大风等自然灾害,给玉米的产量造成很大的损失。伴随着全球气候变劣,自然灾害发生的频率也呈现逐年加重的趋势。自然灾害中阴雨寡照发生的概率较大,在中国的三大玉米主产区中,黄淮海夏播玉米区和西南山地丘陵玉米区尤为严重。这两大区的玉米产量占中国玉米产量的1/2左右,因而保证两大区玉米的产量对国家粮食安全有战略意义。在阴雨寡照多发地区,筛选耐阴性强的玉米种质资源,明确玉米自交系耐阴性鉴定的最佳时期以及评价指标,建立一套科学的玉米自交系耐阴性鉴定体系;明确玉米自交系的耐阴性遗传规律;从分子水平上阐明玉米的耐阴机理,可以为选育耐阴雨寡照的玉米新品种提供依据。本研究建立了玉米自交系耐阴性评价体系,通过对国内40份骨干玉米自交系和美国158份玉米自交系进行耐阴性鉴定,筛选出一批耐阴种质资源,明确了玉米自交系耐阴性遗传规律;分析了耐阴性强的自交系中72和耐阴性弱的自交系502在遮阴条件和自然光照下玉米自交系雌穗中miRNAs的差异表达,明确了关键miRNAs和靶基因在遮阴条件的功能及作用,为玉米的耐阴育种提供了理论指导。本文的研究结果如下:1、建立了玉米自交系的耐阴性评价体系,在开花期进行人工模拟遮阴,遮阴时期为大喇叭口期至散粉后10d结束,以雌雄间隔期和吐丝天数为鉴定指标,以其平均隶属函数值为依据进行耐阴性评价,该评价体系具有准确、稳定、可靠、操作简单、实用等特点,可以进行大规模耐阴性鉴定。2、对国内骨干玉米自交系类群进行了耐阴性划分,塘四平头(SPT)、PB类群耐阴性较好,PA、BSSS类群为中等耐阴,兰卡斯特(Lanc)、旅大红骨(LRC)类群耐阴性较差;将158份美国自交系分为耐阴性强、中等耐阴和耐阴性弱3类,耐阴性强的自交系24份,中等耐阴的自交系37份,耐阴性弱的自交系97份,为玉米耐阴育种提供了耐阴种质资源。3、选择9个耐阴性不同的玉米自交系进行完全双列杂交,在花期采用人工模拟弱光胁迫,遮阴时间为大喇叭口期至吐丝后10d,利用GriffingⅠ方法对抽雄天数、吐丝天数、雌雄间隔期、雄穗长、雄穗分支及产量等性状进行一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)遗传分析。结果表明,昌7-2、齐319、中72的一般配合力效应值较高,能提高后代的耐阴能力。除了雄穗分支,其余性状的一般配合力均达到极显著水平;特殊配合力除了产量外,其余均达到显著水平,雄穗分支由非加性效应控制,产量由加性效应控制,其余性状均有加性效应和非加性效应共同控制。在选育自交系时,雌雄间隔和雄穗分支数性状应在高世代进行选择;抽雄天数、吐丝天数、雄穗长、产量这4个性状应在低代进行选择。根据特殊配合力效应值可以得出,在组配玉米单交种时应遵循以下规律:(1)双亲的耐阴性都强,其组合的耐阴性特殊配合力高,组合耐阴性强;(2)双亲中一个耐阴性强,另一个耐阴性中等,其组合耐阴性特殊配合力相对较高,组合的耐阴性中等,应选择耐阴性强的自交系作为父本;(3)一个耐阴性强的亲本和耐阴性弱的亲本配组合时,耐阴性强的亲本应做父本,可以提高组合耐阴性的特殊配合力,即提高组合的耐阴性。4、以耐阴性敏感自交系502和耐阴性迟钝自交系中72为试验材料,利用高通量测序技术对遮阴10天的雌穗为样品进行测序,在自交系502文库中共发现隶属于21个家族的130个保守的miRNA,在自交系中72文库中共发现隶属于21个家族的128个保守的miRNA,在对于中72和502雌穗中的大部分miRNA遮阴条件的表达量高于自然光照,其中仅在中72雌穗中表达的有12个miRNA,仅在502雌穗中表达的有13个miRNA,成熟miRNA在耐阴性敏感材料502和耐阴迟钝材料中72雌穗中的表达量大部分呈相反趋势;自交系502在遮阴下94个miRNA上调,48个miRNA下调;自交系中72在遮阴下33个miRNA上调,95个miRNA下调,在中72和502自然光照和遮阴条件下4个数据库中共发现了17个新的miRNA;并对差异的miRNA和新的miRNA及其靶基因进行了qRT-PCR验证;这些差异表达的miRNA可能参与调控激素平衡、代谢过程、生长发育和开花时间,进而调控玉米遮阴条件下的反应。