光合作用合成的同化物是植株生长发育器官组成物质的直接来源,而产量的形成是同化物生产积累的最终结果。非结构碳水化合物(NSC)是光合产物的重要组成部分,而其中的葡萄糖,果糖,蔗糖,淀粉等都是参与植株生理代谢的重要组成物质。抽穗前茎鞘中积累较多的NSC且在后期能被高效率地转运到籽粒中去是水稻增产的关键。为了进一步了解非结构碳水化合物在水稻体内的含量差异以及与产量形成的关系,本研究对529份核心种质中相关糖分含量及产量性状进行了考察,并通过GWAS分析挖掘相关候选基因。结果如下:1.对529份核心种质糖分相关性状进行了相关性分析。其中,一半以上的表型之间存在一定的相关性,并均达到显著性水平(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)。抽穗期叶片中淀粉含量和茎中淀粉含量的相关系数达到0.713,叶片中果糖含量和鞘中果糖含量的相关系数达到0.635,叶片中果糖含量和鞘中果糖含量的相关系数达到0.703,茎中葡萄糖,蔗糖和果糖含量的相关系数均达到0.5以上。除此以外,还有部分表型数据间还呈现出一些负相关关系,主要表现在淀粉含量与其他糖分之间。成熟期剑叶葡萄糖和可溶性糖含量的相关系数达到0.814,鞘中葡萄糖和可溶性糖含量的相关系数达到0.567,茎中蔗糖和可溶性糖含量的相关系数也达到了0.593。而且成熟期茎中葡萄糖,蔗糖和果糖含量的相关系数也均达到0.5以上,这种表现与抽穗期茎中一致。2.对核心种质糖分含量和产量数据在亚群间差异显著性进行分析。其中,抽穗期同一亚群内同一糖分含量差别较大,但都呈现为:剑叶中含量<剑叶鞘中含量<剑叶茎中含量。而同一亚群内同一组织不同糖分呈现出不同差异。而淀粉作为一种储藏型碳水化合物,在作为短期库的茎鞘中含量明显高于功能叶片。而在几种亚型间进行比较,剑叶茎中可溶性糖含量籼稻亚型明显高于粳稻亚型,而其中葡萄糖和果糖含量差别不大,其差异主要集中于蔗糖含量。3.对GWAS检测的核心种质糖分数据和产量的显著性位点进行分析。将抽穗期和成熟期各糖分数据以及产量数据结合核心种质测序数据和亚群特征进行全基因组关联分析,获取了大量的显著性位点。其中,抽穗期淀粉含量相关的显著性位点在3号染色体,物理位置为27745185bp,解释表型变异率为25.48%,最小等位基因频率为0.395,这与水稻SUS1基因的物理位置(27926794bp)非常接近。而SUS1基因所表达的蔗糖合成酶对于水稻光合同化物的转运储存的生理过程具有重要意义。4.蔗糖合成酶SUS1多样性分析。该基因含有6种单倍型,Hap1、Hap3和Hap6中SNP位点大致相同,Hap2、Hap5含有相似的SNP位点。在单倍型效应分析中,在籼粳亚群之间,剑叶和鞘抽穗期蔗糖含量的差异水平均达到显著水平,剑叶成熟期和剑叶节间抽穗期蔗糖含量的差异水平均达到极显著水平。TeJ亚群中,剑叶鞘成熟期Hap3和Hap4之间的差异达到显著水平,剑叶节间抽穗期Hap2和Hap4之间的差异达到显著水平。Hap1与其他单倍型间存在的2365bp(外显子)处的T/C点突变显得尤其有意义,具体有待于后期的功能验证。依据本室表达谱数据库进行分析,在用3种植物激素处理的水稻材料幼苗的SUS1基因表达量处于较高水平,这说明SUS1基因与植物激素的调控有关,而且发现在发育的胚乳中表达量比较高,说明在水稻产量形成过程中SUS1基因起到了重要作用。