烟草是世界上最具经济价值的非粮食作物之一，同时也是分子生物学和基因工程研究的模式植物之一。烤烟是烟草的主要类型，占世界烟草产量的80％左右。栽培烟草为异源四倍体，基因组巨大，遗传基础狭窄。基于传统PCR技术的分子标记(例如AFLP和SSR)在烟草中的检测效率低，导致了烟草遗传连锁图谱构建和基于分子标记的遗传多样性分析等研究滞后。多样性微阵列技术(Diversity Arrays Technology，DArT)是一种基于芯片杂交技术的高通量分子标记系统，该技术不需要基因组序列信息，已在植物种质资源遗传多样性分析和分子连锁图谱构建等方面得到广泛应用。本研究首次开发了烟草DArT标记芯片，并利用该芯片进行了烤烟遗传连锁图谱构建、群体结构分析及主要农艺性状和化学成分QTL定位等应用研究。主要结果如下:　　(1) PstⅠ与7种常用的限制性内切酶组合，筛选出适于降低烟草基因组复杂性的酶切组合PstⅠ/TaqⅠ和PstⅠ/HpaⅡ，构建了含有7680个基因组代表性片段（3072个来自于Pst TaqⅠ克隆，4608个来自于PstⅠ/HpaⅡ克隆）的烟草DArT芯片。为了测试该DArT标记芯片，利用该芯片对7个典型烤烟品种（红花大金元、Hicks Broad leaf、K326、Coker85、Coker176、C151和TI245）进行遗传多态性检测，获得1076个多态性标记，标记PIC值大多数(82.1％)为0.4～0.5;根据这些标记数据绘制了7个烟草品种的系统发育树，符合它们的系谱进化关系;对330个DArT标记克隆进行测序，近95％的克隆为非重复序列等。这些结果表明本研究开发的烟草DArT标记芯片是可靠和高效的，可以在烟草遗传资源评价、QTL定位、分子标记辅助育种等方面应用。　　(2)利用上述开发的烟草DArT芯片检测了一个烟草DH遗传群体(红花大金元×Hicks Broad leaf)，共获得317个DArT多态性标记。利用其中PIC值大于0.325的246个DArT分子标记并结合该群体己有的600多个SSR标记，构建了目前分子标记密度最高的一张烤烟遗传连锁图谱。该图谱包括24个连锁群，共851个标记（238个DArT和613个SSR标记），图谱总长度为2291cM。　　(3)利用烟草DArT芯片对来自国内外267个烤烟品种的基因型进行了检测，并选用330个具有多态性的DArT分子标记对这267个品种进行了系统进化分析。结果表明，267个烤烟品种可以划分为两个亚群（Ⅰ和Ⅱ），每一亚群可以进一步分为2到4个分支或子群。目前占国内烤烟种植面积83％的8个优良品种均聚在亚群Ⅰ，其中两个优质品种（红花大金元和翠碧1号）聚在一个分支内，而其他6个品种聚在另一分支。该结果表明我国烤烟品种遗传基础非常狭窄。为此，对我国烤烟育种策略进行了讨论并提出应对建议。　　(4)利用烤烟DH群体和两年田间试验数据，对6个农艺性状（株高、叶数、茎围、节距、腰叶长和腰叶宽）和6个化学成份（总糖、还原糖、总氮、烟碱、C1离子含量和K2O含量）进行了QTL分析。共检测到82个QTL，其中两年均检测到的QTL有56个。　　(5)利用229份烤烟品种和851个分子标记(238个DArT和613个SSR)进行了烤烟全基因组关联分析(GWAS)，分别获得了与大田生育期、自然株高、自然叶数、茎围等农艺性状和总糖、烟碱、钾含量等化学组分关联的标记。比较QTL定位与关联分析结果发现，9个性状（株高、叶数、茎围、节距、总糖、还原糖、总氮、烟碱和钾含量）均有共有分子标记被检测到，表明这些标记与性状间的关联/连锁关系稳定可靠。