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玉米秸秆具有丰富的粗纤维，能值高，是我国北方反刍动物的主要粗饲料。我国每年生产玉米秸秆副产品1500亿公斤，改良秸秆产量和品质对提高玉米生产的综合经济和社会效益，具有重要的现实和长远意义。高油玉米双重的优良籽粒和秸秆品质，使其具有更高的利用价值和更广阔的市场发展前景。以往利用普通玉米种质对部分秸秆产量和品质性状开展了QTL定位研究，利用高油玉米种质进行的相关研究局限于籽粒品质和穗粒性状。本研究选用具有ASK种质背景的高油玉米自交系GY220为父本，同时与两个普通玉米自交系8984和8622杂交构建了分别包含284个（P1F2：3）和265个（P2F2：3）F2：3家系的两个相关群体，同时在两种环境条件下进行田间试验，利用SSR分子标记构建高密度遗传图谱，采用复合区间作图法（CIM）对13个秸秆产量和品质性状进行单个性状的QTL定位和效应分析；利用多区间作图法（MIM）分析定位QTL间的上位效应；对秸秆及其相关籽粒和植株性状进行多性状联合QTL分析；利用BioMercator 2．1软件整合遗传图谱，并采用元分析方法进行“一致性”QTL分析，以探讨秸秆产量和品质性状的分子遗传基础及其与籽粒产量、籽粒品质和植株性状间的遗传关系，同时筛选控制主要秸秆性状的稳定主效QTL及其有效的分子标记，为改良秸秆产量和品质性状的杂交种选育、MAS和关键QTL的精细定位及克隆提供理论依据和材料平台。
主要实验和研究结论如下：
1．两个F2：3家系群体13个秸秆性状均存在超双亲分离；P1F2：3群体3个性状和P2F2：3群体6个性状呈偏态分布，其余性状均呈连续正态分布；联合方差分析结果表明，大多数秸秆性状的家系间、环境间及家系与环境互作显著或极显著；鲜秸秆产量（FSY）、秸秆粗蛋白含量（CPC）、体外干物质消化率（IVDMD）和中性洗涤纤维含量（NDF）的遗传力较高，为0．781～0．917，而半纤维素含量（HCC）和体外细胞壁消化率（IVNDFD）的遗传力较低，为0．046～0．427。
2．两个F2：3家系群体在两种环境条件下及两种环境合并分析共检测到144个与13个秸秆性状相关的QTL，P1F2：3和P2F2：3群体分别检测到70个和74个QTL，位于全部10条染色体上，单个QTL贡献率分别为4．8％～20．1％和5．1％～20．4％；定位QTL间互作较少，而且效应较小；表现为加性、部分显性、显性和超显性的QTL为10个、41个、20个和73个，超显性和部分显性效应在玉米秸秆性状的遗传中起着重要作用；高油玉米亲本自交系GY220提供了54．2％ IVDMD和IVNDFD QTL的增效基因和64．0％ ADF和NDF QTL的减效基因，两个普通玉米亲本自交系提供了77．8％ FSY和57．1％ DMY QTL的增效基因。
3．秸秆产量和品质性状QTL的遗传背景和环境稳定性较低。两个群体没有在相同标记区间检测到控制同一性状的共同QTL，仅在相邻标记区间检测到与FSY、CPC（3个）和IVNDFD相关的QTL，分别位于3．06-3．07，2．04、7．04、7．04-7．05和4．08-4．09 bin位点，在相同bin位点9．03和5．03检测到控制粗脂肪含量（EEC）和粗蛋白产量（CPY）的QTL；86个QTL仅在一种环境条件下被检测到，占75．4％； 26个QTL在两种环境条件下或一种环境条件下及合并分析同时被检测到，占22．8％；仅2个QTL在两种环境条件下及合并分析同时被检测到，占1．8％。在49个贡献率大于10％的QTL中，q1FSY1-5-1/qFSY1-5-1、q1DMC2-3-1/qDMC2-3-1、q1CPC1-7-1/qCPC1-7-2、q1CPC1-7-2/qCPC1-7-3、q1CPC2-5-1/qxCPC2-5-1/qCPC2-5-1、 qxCPC2-5-2/qCPC2-5-2 和q1IVNDFD2-1-2/qxIVNDFD2-1-1/qIVNDFD2-1-1具有环境稳定性，可以作为进一步研究和应用于MAS的主要目标QTL。
4．两个群体在不同环境条件下3组秸秆产量性状间、13组秸秆品质性状间、6组秸秆产量与品质性状间，以及秸秆CPC与籽粒蛋白质含量、株高（PH）和穗位高（EH），FSY和秸秆干物质产量（DMY）与PH和EH呈比较一致的显著相关关系。其中ADF与NDF和IVDMD与IVNDFD呈极显著正相关，IVDMD和IVNDFD与ADF和NDF呈极显著负相关；FSY和秸秆干物质含量（DMC）与ADF和NDF呈极显著负相关。
5．多性状联合QTL分析可以明显提高相关性状的QTL检测功效，对18组显著正相关性状和12组显著负相关性状进行联合QTL分析，涉及3个秸秆产量、7个秸秆品质、1个籽粒品质和3个植株性状共15个性状，共检测到1004个多性状QTL，其中新检测到674个QTL。位于多条染色体上控制相关性状的QTL存在紧密连锁或/一因多效。
6．两个群体的整合遗传图谱总长度2388．67 cM，包括274个SSR标记，平均间距8．72cM。13个秸秆性状的144个QTL和32个秸秆、植株、籽粒品质和穗粒性状的465个QTL分别检测到13个和42个“一致性”QTL，控制相关性状的QTL在染色体上多成簇分布，植株与秸秆产量性状、秸秆品质与籽粒品质和穗粒性状QTL多位于同一“一致性”QTL区段。第7、3和5染色体是秸秆性状QTL分布热点染色体，第5染色体98．85 cM、第3染色体197．03 cM和第7染色体114．33 cM可能存在控制秸秆性状的关键真实QTL。
7．秸秆CPC是最主要的秸秆品质性状，与多个主要秸秆产量和品质及籽粒品质和植株性状显著相关，其中与FSY、IVDMD、IVNDFDD和籽粒蛋白质含量星显著正相关，与DMC、ADF、NDF、PH和EH呈显著负相关。多性状联合QTL分析结果表明，位于多条染色体上控制这些相关性状的QTL存在紧密连锁或/一因多效。综合考虑秸秆性状育种目标和各性状间的遗传关系，在显著提高秸秆产量的同时难以改良秸秆品质，可以对籽粒蛋白质含量或秸秆CPC实施正向MAS改善秸秆品质，通过种植大群体提高秸秆产量。