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玉米是世界上重要的粮食、经济、饲料作物,也是工业生产的重要原料,在人类食用、牲畜饲用及工业燃用等方面有着重要作用。因此,如何提高玉米的产量和品质成为玉米育种者关心的核心问题之一。玉米籽粒的生长发育与产量和品质性状紧密相关。因此,开展玉米籽粒发育调控机制的研究,可为玉米产量和品质的提高提供解决思路和方法。本研究所用材料为B73花粉经甲基磺酸乙酯(Ethylmethane sulfonate,EMS)诱变后获得的,在M2代鉴定到籽粒发育明显变小的表型,在M3代有性状分离的果穗上挑选授粉后12天野生型(Wild type,WT)和突变体(Mutant type,MT)的胚和胚乳,经混池转录组测序分析获得候选基因Zm00001d015156,经共分离验证以及等位测验确定了该基因的突变是引起籽粒变小的原因,通过同源比对、基因表达特征分析、亚细胞定位分析、C-to-U编辑分析等方法验证候选基因的功能,主要研究结果如下:1.经EMS诱变获得两个突变体CY16-225和CY16-82,其表型受单基因隐性调控,通过快速混池RNA-seq(RNA sequencing)定位方法(Easy bulked sagregation RNA-seq mapping,eBSR Mapping)方法分析发现,其可能由候选基因Zm00001d015156编码区发生非同义突变SNP(Single nucleotide polymorphism)造成的,通过共分离和等位测验验证,确定基因Zm00001d015156的单碱基突变是引起玉米籽粒表型变异的原因,且这两个突变体为等位突变,将这个突变体的调控基因命名为ZmPPR278。2.ZmPPR278,位于第5号染色体上的77,315,360 bp(Base pair)到77,354,154 bp,基因组序列全长36,347 bp,包含16个外显子和15个内含子,编码区序列(Coding sequence,CDS)全长2,676 bp;其编码P类的三角状五肽重复蛋白(Pentatricopeptide repeat proteins,PPR),含有11个模体(Motif),与其在高粱、水稻、拟南芥中同源蛋白质的序列相似性分别为79.75%、61.77%和31.36%。3.基因表达分析显示,该基因为组成型表达,在授粉后(Days after pollination,DAP)6天籽粒中表达量最高,12 DAP籽粒中次之,茎中最低。通过亚细胞定位分析发现该基因与细胞核标记AHL22-RFP共定位,这与大部分PPR蛋白定位于线粒体或/或质体中是不同的。4.通过比对野生型和突变体线粒体基因测序峰图及单克隆测序,结果表明该PPR蛋白参与线粒体编码蛋白质基因胞嘧啶(Cytosine,C)突变为尿嘧啶(Uracil,U)(C-to-U)的RNA编辑(Ribonucleic acid editing),受影响的编辑位点约占玉米线粒体编码蛋白质总编辑位点的22%。本研究结果有别于前人报道的P类PPR蛋白在线粒体、质体中内含子剪切功能,对于丰富玉米PPR蛋白家族的功能有重要的意义。