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玉米是我国三大主要粮食作物之一,不仅应用于饲料的加工生产,还是能源和工业的重要原料。S型CMS是玉米细胞质雄性不育类群中最大的一个组,属于配子体不育,其育性恢复基因的发掘与克隆对于CMS-S在玉米杂种优势利用上的应用十分重要。本实验室前期对玉米CMS-S育性恢复进行了全基因组关联分析（GWAS）,鉴定到多个与育性恢复有关的显著位点,说明CMS-S育性恢复受多个主效和微效基因位点控制。本研究利用基于GWAS结果构建的6个BC1群体对部分位点进行验证,并在此基础上精细定位主要恢复基因;此外,利用EMS诱变技术在大田筛选了CMS-S育性恢复相关基因的突变体。主要结果如下:1、通过对6个BC1群体的花粉育性分布进行分析发现,L2、L3、L9三个群体花粉育性平均值小于8%,因此以微效育性恢复位点为主,L4、L5、L6群体花粉育性平均值大于19%,可能存在主效恢复位点。QTL分析发现,L2、L4、L5、L6群体检测到单个与花粉育性有关的QTL位点,单个QTL位点解释变异度在22.32%94.78%之间。在L3群体中检测到2个分别位于2号和6号染色体与花粉育性相关的单标记位点umc1256和umc2059,分别解释了5.54%和8.48%的表型变异;L9群体在2号染色体检测到一个与花粉育性相关的标记bnlg1893,解释了33.15%的表型变异。2、对L4、L5、L6群体中的主效基因进一步开展了精细定位分析,L4群体在umc1256-450166之间存在一个主效育性恢复位点,遗传距离为2.41cM。除了在umc1256-450166之间的主要育性恢复基因外,该群体还存在其他恢复基因位点。L6群体的主效恢复基因位于bnlg1520-umc2184之间,遗传距离为11.57cM,除了该主效位点外,L6群体还存在微效恢复基因。L5群体只存在单个的育性恢复基因,因此重点进行了精细定位,最终将恢复基因锁定在标记234011-227652之间,遗传距离为641 kb。在参考基因组中该区间共有23个候选基因,通过可育和不育系测序分析比较、结构域和亚细胞定位预测,推测ZM00001d007531、ZM00001d007534、ZM00001d007548、ZM00001d007549、ZM00001d007553和GRMZM2G303474这六个基因可做为L5群体中育性恢复的候选基因。3、利用EMS诱变恢复系花粉分别与CMS-S不育胞质的恢复系及不育系授粉构建了两个突变群体,通过田间育性调查和花粉育性观察,与恢复系杂交的共筛选到1类共7个突变单株;与不育系杂交的共筛选到4类共203个突变单株。从中选择了4个有代表性的突变单株与保持系杂交构建了BC1分离群体。在这4个分离群体中的3个表型分离比例符合1:1,属于单基因突变。本研究在前期全基因组关联分析的基础上对玉米CMS-S育性恢复位点进行了定位分析,这些育性恢复位点对于CMS-S在玉米杂种优势利用及揭示其育性恢复的遗传基础都具有重要意义。此外,EMS筛选到的育性恢复突变体也可为进一步发掘CMS-S育性恢复相关基因奠定基础。