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光周期是影响玉米适应性的关键环境因素。根据环境中光质的不同,玉米已进化出相应类型的光受体。玉米蓝光受体基因ZmFKF1属于ZTLs蓝光受体家族,该家族通过感知光信号并传递至生物钟,进而参与调节下游开花基因的表达。本研究通过同源克隆的方法获得玉米蓝光受体基因ZmFKF1,对该基因结构特点、表达特性及其在植物体内的功能等进行了分析、鉴定和预测。 主要研究工作与结果如下: (1)利用同源克隆的方法获得玉米蓝光受体基因ZmFKF1,该基因的DNA片段长度为3328 bp、CDS全长为1795 bp;ZmFKF1蛋白编码618个氨基酸,分子式为C3011H4691N859O894S28。生物信息学表明ZmFKF1蛋白的相对分子质量为68.12 kD,理论等电点为5.72,总平均亲水性为-0.26,属亲水性蛋白。且该蛋白的不稳定系数为44.91,属于不稳定蛋白。ZmFKF1蛋白质的二级结构中含有26.7%的a-螺旋(alpha helix)、54.05%的无规则卷曲(random coil)与19.26%的延伸链(Extended strand)。ZmFKF1蛋白不含有信号肽,也不含有跨膜结构域,说明ZmFKF1属于非分泌蛋白,且不能在细胞内运输。亚细胞定位预测结果表明ZmFKF1 蛋白定位于细胞核内。通过氨基酸序列分析及功能域预测表明, ZmFKF1具有与AtFKF1相似的保守结构域,即LOV结构域、F-box motif结构域和Klech重复结构域。系统进化树分析表明,ZmFKF1蛋白与高粱、甘蔗中的FKF1亲缘关系最近。 (2)利用荧光定量PCR技术分析ZmFKF1基因的组织表达特性。结果表明ZmFKF1基因在玉米不同组织中均有不同程度表达且差异显著。其中在叶片中表达量最高,在根、花丝、茎、雌穗中的表达量依次减少,雄穗中表达量最低。 (3)利用荧光定量PCR技术研究ZmFKF1基因的昼夜节律表达。结果表明,不同日照条件下ZmFKF1在玉米自交系CML288和黄早4中的表达基本相似。在长、短日照处理条件下均只出现一个表达高峰,且呈现先增高后降低的趋势。两种材料在光照开始后的3个小时内,ZmFKF1几乎不表达。热带敏感型材料CML288在光照时间超过3个小时之后ZmFKF1的表达量不断增加,在光照9小时ZmFKF1的积累量达到峰值。CML288在两个不同光照条件下ZmFKF1的峰值几乎相同。光照9小时之后,两个不同光照条件下ZmFKF1的积累量都开始下降。长日照条件下温带钝感型材料黄早4的表达高峰出现在光照12小时,且表达峰值显著高于短日照条件下的表达高峰,其中短日照条件下的峰值出现在光照9小时。