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杂种优势是常见的遗传学现象,研究杂种优势作用机制可以促进遗传育种进程。前期关于玉米杂种优势的研究受群体类型、群体大小以及分子标记密度的影响,构建的遗传图谱分辨率低,定位到的杂种优势QTL区间范围大,鉴定到的杂种优势位点的位置不够精确,因此不能在全基因组范围内识别关键的杂种优势位点以及关键候选基因。本研究使用三个具有代表性的玉米杂交组合Zheng58×Chang7-2、B73×Mo17和C428×C434作为研究材料,构建了群体总量为5360株的F2代杂种优势群体。利用全基因组测序的方法对每个单株进行全基因组低丰度测序,获得具有高度多态性的SNP位点,构建高密度遗传连锁图谱。同时,对三套杂种优势群体的亲本、F1和F2单株进行表型鉴定,获得19个与杂种优势相关的农艺性状的表型数据,利用复合区间作图的方法鉴定控制表型性状的QTL位点。在三套杂种优势群体中总共发现了628个关键的QTLs位点（三套群体分别鉴定到256、214、158个QTLs）。结合基因组数据以及表型数据进行QTL位点的遗传效应分析,发现绝大部分位点表现为完全-不完全显性,其次是超显性。通过进一步的QTL等位基因贡献率分析我们发现来自于父母亲本的有利的杂种优势等位基因比例相似,分别占50%左右。通过628个杂种优势关键QTLs位点,我们筛选到了17个与杂种优势形成密切相关的主效QTLs位点,为了验证随机误差对主效位点的遗传效应估计值是否存在影响,我们在环境条件不同的东北农业大学试验基地进行了二次重复实验。选取Zheng58×Chang7-2群体的2225个F2单株进行农艺性状表型统计与分析。通过对比发现两个不同环境条件下得到的杂种优势主效QTLs位点的遗传效应总体上一致,具有稳定性。我们选取其中一个关键的主效QTL位点KY4q19进行深度解析,发现该位点内存在一个功能已知的玉米基因ub3,该基因调控玉米雄穗分支数和玉米产量,与水稻杂种优势基因IPA1同源。通过对比亲本和杂交种基因序列发现,ub3基因的编码区不存在差异,而启动子区域存在差异,这些差异很可能导致了该基因在双亲和子代中表达量的不同。以上这些结果表明,在玉米亲本和杂交种之间可能存在部分共有的功能基因和不同的调控节点共同决定了作物中的杂种优势,为玉米杂交育种工作提供了新的思路。