玉米是非常重要的粮食和饲料作物,其产量的高低对国民经济的发展有着重要的影响。雄穗作为玉米主要生殖器官之一,在玉米整个生命周期中发挥着重要的生理功能,其分化发育状况及其性状特征与产量紧密相关。雄穗的发育是极为复杂且关键的生殖生长过程,源自于雄花序分生组织的细胞活动。前人通过对各种类型玉米雄花序发育突变体的研究,已经对玉米雄花序发育有了较为深刻的认识。在课题组前期研究中,鉴定到一个雄穗发育异常（形态粗大、分枝紧凑密集且伴有雌性花丝）的突变体ts2016,其缺陷表型与迄今报道的大多数雄花序突变体存在显著差异。本研究拟以此雄穗突变体为材料,分析其雄穗发育形态变异,并通过图为克隆的方法进行候选基因定位及预测分析,为深入解析雄穗发育机制提供一定的基础。主要结果如下:1、初步的表型鉴定结果显示,突变体ts2016雄穗主轴及分枝相较于野生型18-599明显缩短变粗,且分枝紧凑、增多;同时,在主轴及分枝顶端产生雌性花丝。随后,在雄穗发育的不同时期对突变体ts2016和野生型18-599进行了动态观察,发现在雄花序发育早期,雄穗主轴及分枝已缩短变粗,分枝数目增加;另外,在雄花序发育后期,小穗分化发育异常,形成杂乱排列的密集小穗。以上表明,突变体ts2016雄穗主轴、分枝、性别决定、小穗分化均出现了异常发育,预示着其与雄花序分生组织分化发育相关。另外,突变体ts2016雌穗相较于野生型18-599也呈现出缩短变粗的表型变异,突变体ts2016籽粒排列不规则、穗行错乱,且出现部分双粒现象。玉米雌、雄花序早期均已双性花的形式发育,随着性别决定之后,雄穗中的雌性心皮退化而雌穗中的雄蕊退化,然后分别完成雄穗和雌穗峰发育。因而,ts2016突变从早期开始影响花序（包括雄、雌花序）发育分化。2、将突变体ts2016与野生型18-599杂交,构建F₁、F₂和BC₁群体,进行遗传分析。结果显示,F₁植株的雄穗都表现为正常的野生型类型,而F₂和BC₁群体中出现了雄穗变异的分离。经过卡方检验,F₂和BC₁群体的正常/突变表型的分离比分别符合3:1和1:1,表明该雄穗变异表型性状符合孟德尔遗传规律,由一个隐性的单基因控制。3、基于图位克隆策略,利用不同遗传背景的自交系HL9047,与突变体ts2016构建F₂群体,进行目标基因的定位。利用BSA分池的方法,将目的基因初步定位在玉米第3染色体上,位于SSR标记umc2263与bnlg1505（48943589-153033963）之间;基于初定位结果,在定位区域内设计新的InDel标记,扩大定位群体,最终利用F₂群体中的1293个突变单株将目的基因定位于玉米第3染色体标记xyb10-8与xyb7-7（145177620-145802504）之间,该区域的物理范围为625 kb。在该区间进行候选基因预测分析,发现存在9个候选基因。其中,包括zma-MIR172e和ENSRNA049474486（mir172家族的前体序列）这两个基因,而已知TS4编码MIR172e,突变导致雄穗发育异常,雌穗、雄穗分枝增多,且雄穗出现雌性花丝。值得注意的是,ts2016突变表型与ts4却存在许多不同,预示着ts2016并非是ts4的等位突变。