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玉米(Zea mays L.)是重要的粮食、饲料和工业原料兼用作物,是我国和世界主要的农作物之一。近年来,玉米播种面积和总产量均超过水稻,成为第一大粮食作物。玉米淀粉占世界淀粉年产量的80%左右,深入开展对玉米淀粉生物合成代谢途径的研究,挖掘玉米淀粉合成相关基因功能,对作物品质的遗传改良和培育高产优质的玉米等方面具有重要的指导意义。本研究基于前期基因组关联分析结果并结合Dof转录因子生物信息学数据分析,获得了淀粉调控基因:Dof家族基因ZmDof3。利用分子生物学方法,从玉米B73自交系中克隆出转录因子ZmDof3。并通过过量表达转基因技术初步探索了该基因在玉米淀粉合成过程中调控机制。获得的主要结果如下:(1)从玉米B73自交系中克隆出目的基因ZmDof3,通过生物信息学预测,该基因序列为1057bp、等电点(PI)为4.93、蛋白相对分子质量(Mw)为36.73KD,具有核定位信号,不具有信号肽和跨膜结构域。(2)亚细胞定位分析显示ZmDof3定位在细胞核上;酵母转录活性分析表明该蛋白具有转录活性且最小的转录活性区域位于227-285aa。(3)利用Real-time PCR技术分析ZmDof3的组织表达模式,结果显示目的基因在授粉后12d、14d、16d、18d和20d胚乳中含有较高的表达量,而其他组织几乎无任何表达量。从而进一步说明ZmDof3是一个胚乳特异性转录因子。(4)对ZmDof3转基因植株进行了农艺性状分析发现,千粒重、总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉的蓝值均比野生型增加,而可溶性糖和还原糖含量降低。转基因籽粒横切面电镜扫描发现种子内淀粉颗粒呈现出多边形,淀粉颗粒之间排列紧密。结果揭示ZmDof3改变了转基因玉米籽粒大小和淀粉的含量及结构。(5)酵母单杂实验结果显示,玉米ZmDof3基因能与已知玉米淀粉合成相关基因ZmAGPL1、ZmAGPS1a、ZmGBSSI、ZmSSIIa、ZmISA1和ZmPUL相互作用。对转基因玉米籽粒中与淀粉合成相关的内源基因的表达量的研究发现,内源基因的表达量受到了不同程度的影响,其中与直链淀粉合成相关的ZmGBSSI基因的表达量是明显高于野生型的,而与水解支链淀粉脱分枝作用相关的ZmISA3表达水平是下降的,这些实验结果初步揭示了ZmDof3基因在玉米淀粉合成过程中的作用机制。