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玉米(Zea mays L.)不仅是当今世界上产量最高的农作物,而且广泛应用在其它产业。随着科学技术的发展,玉米育种目标也从单纯追求高产到现在追求高产、耐密、抗倒伏、品质好、易机收等。而引进热带、亚热带种质资源是拓宽我国玉米种质资源,培育出符合现代育种目标的有效途径。由于热带、亚热带地区的玉米种质普遍存在较强的光周期敏感性反应,并掩盖有利基因的表达,是温带地区利用外来种质资源的障碍。因此,通过了解玉米光周期的生理生化机制和遗传机理,钝化光周期敏感性,为选育出符合现代育种目标的玉米新品种奠定理论基础。本实验室利用光周期敏感材料CML288和光周期钝感材料黄早四在长日照条件下(日:15h,黑:9h)处理后,通过转录组结果分析发现GRMZM2G171660(Zm ELF9)表达量在两个材料中表现出极显著的差异且发现在距离起始密码子上游3446bp处CML288比黄早四少241bp,并且在所扩增的启动子区域中还发现多个SNPs的差异,通过瞬时双荧光素酶实验对Zm ELF9启动子活性进行分析,明确了Zm ELF9在CML288和黄早四表达水平差异极显著是由于在启动子区域的241-Indel引起的。在此基础上,克隆该基因,构建Zm ELF9的过表达载体,并进行玉米的遗传转化,在郑州长日照条件下和海南短日照条件下对Zm ELF9-OX株系与野生型B104植株进行表型分析从而进一步明确目的基因的功能;利用亚细胞定位、转录活性分析技术确定该基因是否具有转录因子特性;通过DAP-seq、凝胶电泳迁移实验(EMSA)、双荧光素酶报告系统进一步验证Zm ELF9与下游靶基因是否存在结合及调控关系。为进一步揭示Zm ELF9基因在调控玉米开花过程中的功能和作用机制奠定基础。本研究的主要结果如下:1.通过表型分析发现,在长日照条件下,Zm ELF9基因可能负向调控玉米开花和株高;在短日照条件下,Zm ELF9基因对开花时间影响不大,但仍负向调控玉米株高。2.通过亚细胞定位发现,Zm ELF9蛋白在细胞核中表达。利用酵母反式激活系统对Zm ELF9进行转录活性分析发现该基因表现出转录激活活性;使用Gal4-Lex A/UAS系统对该基因的转录活性进一步验证发现,与酵母反式激活系统结果一致。试验结果表明Zm ELF9可能是一个核转录因子。3.通过DAP-seq试验及数据分析结果,初步明确Zm ELF9与下游靶基因的结合基序为:CGAAGSH、AGGGGGGAG和AACAWRT。通过EMSA试验进一步证明Zm ELF9与CGAAGGT和AACAAAT之间确实存在结合;通过对两次生物学重复结合peaks值进一步分析发现两次重复总共有18077个peaks值,对应9373个基因,其中两次重复交集位于启动子区域基因362个。利用GO富集分析,结果发现这些基因主要参与m RNA的剪接、调节分生组织发育、调控信号的转导、NADP和NADPH的结合等过程。结合基因功能注释发现16个靶基因参与光周期、生物钟节律、花发育等调控路径。为初步明确Zm ELF9与这些靶基因的调控关系,采用双荧光素酶报告试验(Dual-luciferase)进行分析,结果表明Zm ELF9抑制Zm ZCN8、Zm ZCN16、Zm U2AF38、GRMZM2G151309、Zm DMT5、Zm ADO1基因的表达,进而初步解析Zm ELF9的调控网络。综上所述,在CML288和黄早四中可能由于Zm ELF9启动子间的差异导致该基因在两个材料中表达差异极显著,并初步推测Zm ELF9通过抑制Zm ZCN8、Zm ZCN16、Zm U2AF38、GRMZM2G151309、Zm DMT5、Zm ADO1基因的表达延缓玉米开花,影响玉米光周期敏感性。