硒是人类和动物所必需的微量元素,具有多种有益的功能。利用富硒作物来生产富硒食品,是一种潜在补硒方法。谷子在我国种植面积广,具有粮饲兼用价值,与此同时也是公认的富硒农作物。本研究采用水培的方法,首先筛选适宜谷子苗期生长的亚硒酸钠浓度,在此基础上,鉴定205份谷子种质资源苗期对亚硒酸钠的响应;筛选不同硒响应能力的谷子材料,探索在土壤基施亚硒酸钠的条件下,谷子的表型、生理反应以及籽粒硒积累的变化情况;进一步对苗期硒响应相关性状进行全基因组关联分析以期筛选重要候选基因,为选育富硒谷子优异种质以及探究其硒响应机制提供理论依据。结果如下:1、本试验选用5份不同基因型谷子材料,通过0～0.5μmol/L（5个梯度）硒营养液浓度的筛选,发现所有材料均在苗期0.3μmol/L的硒浓度下,株高、叶长、叶宽、茎粗较对照有不同程度的提高。采用该培养条件对205份谷子核心种质进行苗期硒响应能力的评价,并通过隶属函数法将这些材料分成7类（I-Ⅶ）,其中I类为硒响应能力最强的品种,有8份,Ⅶ类为硒响应能力最弱的品种,有25份。2、选用硒响应能力较强品种B166和B67,硒响应能力较弱品种B122,通过土壤基施亚硒酸钠的方法,对其农艺性状、产量、品质、籽粒硒含量以及生理指标分析发现:外源硒浓度为0.3μmol/L能改善农艺性状、提升谷子的品质,显著提升籽粒中的硒含量,且对保护酶活性也有一定促进作用。3、对株高、叶长、叶宽、叶面积、茎粗、主根长、地上鲜重、地下鲜重、根冠比、地上部硒含量、地下部硒含量、总根长、总投影面积、总表面积、根系总体积、根尖数、分枝数、交叉数等19个指标进行频率分布描述统计发现其存在广泛遗传变异,为微效多基因控制的数量性状,适合利用全基因组关联分析（GWAS）挖掘候选基因,基于以上19个硒响应相关性状的测定值和全基因组SNP分子标记进行关联分析,共检测到53个显著关联的SNP位点。4、将定位到的SNP比对到“xiaomi”基因组上,在位点上下游50 kb区段内共筛选得到78个候选基因,其中包括:赖氨酸组氨酸转运蛋白、硝酸盐和氯化物转运蛋白、丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶以及WRKY转录因子等。后续我们将对这些候选基因在硒响应能力存在差异的谷子材料中进行动态监测,以期探索其参与谷子硒响应的分子应答机制。5、对候选基因进行单倍型分析,发现两个可能与硒响应相关联的候选基因Si5g36510与Si3g33400,且部分种质在两个基因中均存在有多种基因分型,并且,涉及到非同义变异、同义变异以及碱基替换的现象,进一步比较分析了与硒响应相关的有利单倍型,并挖掘优异材料;同时对两个基因在亚硒酸钠处理不同时期籽粒中的表达情况进行分析,发现其参与谷子硒响应,以上研究为谷子硒响应机制研究提供了资源技术和理论依据。