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锌是植物生长发育所必需的微量营养素,作为数百种转录因子和酶的辅助因子,参与众多生物过程。缺锌是一种常见的非生物胁迫,导致作物产量损失和品质下降,但过量的锌会对生物系统造成毒性。因此,植物中的锌稳态受到锌转运蛋白和锌结合蛋白及其上游调节因子在吸收与排出、运输、定位和储存等环节上的严格调控。锌/铁透过酶（Zinc-iron permease,ZIP）、锌调节转运蛋白（Zinc-regulated transporter,ZRT）、自然抗性相关巨噬细胞蛋白（Natural resistance-associated macrophage protein,NRAMP）、重金属ATP酶（Heavy metal ATPase,HMA）、锌诱导促进因子-1（Zinc-induced facilitator-1,ZIF1）、金属耐受蛋白（Metal tolerance protein,MTP）和阳离子扩散促进因子（Cation diffusion facilitator,CDF）家族的许多成员均被证明可跨细胞质膜、叶绿体或液泡膜转运锌离子。Lazarus 1（LAZ1）是一种具有6个DUF300结构域的跨膜蛋白,其氨基酸序列和空间结构与动物DUF300蛋白质家族的成员相似。后者在动物细胞中的功能是跨膜转运类固醇等有机溶质。然而在拟南芥中,两种LAZ1蛋白定位于液泡膜上,通过油菜素内脂（Brassinosteroid,BR）信号转导,在维持液泡完整性方面发挥重要作用。因此,植物LAZ蛋白的命名是因其与拟南芥这种LAZ1蛋白的功能相关,但拟南芥At LAZ1基因家族的鉴定又是因为DUF300保守结构域的存在。为了对玉米ZmLAZ1基因家族进行全基因组鉴定,并解析ZmLAZ1-4基因编码蛋白跨膜转运锌离子调控玉米锌稳态的功能,本研究综合运用多种现代生物技术,研究获得如下结果:（1）经HMMER软件鉴定,与拟南芥和水稻相似的玉米编码序列（Coding sequence,CDS）和氨基酸序列中,有9条非冗余序列具有DUF300保守结构域,命名为ZmLAZ1-1至-9,进化树分析中划为同一亚家族的成员在基因复制和基因结构方面相似,除ZmLAZ1-6而外的其余8个成员经CDS克隆测序验证。（2）顺式作用元件和转录组数据的表达模式分析表明,ZmLAZ1基因家族各成员的表达响应多种条件的诱导,在不同器官和不同发育时期差异较大,并用实时荧光定量PCR（Real-time quantitative PCR,RT-q PCR）检测其在根系和茎叶中响应脱落酸（Abscisic acid,ABA）诱导、模拟干旱和高盐胁迫的相对表达水平。（3）综合运用多种生物信息学软件预测结果,ZmLAZ1蛋白质家族各成员的理化性质、二级结构、跨膜结构、信号肽和转运底物各不相同,但同一亚家族的成员之间更为接近。通过蛋白热移实验验证了ZmLAZ1-4蛋白与锌离子的结合。（4）在Wo LF PSORT软件预测的基础上,分别用细胞质膜和液泡膜标记基因与ZmLAZ1-4基因共转化洋葱鳞茎表皮细胞和玉米原生质体进行亚细胞共定位,以及ZmLAZ1-4基因转化烟草叶肉细胞与叶绿体自发荧光进行亚细胞共定位。结果表明,ZmLAZ1-4蛋白在细胞质膜、液泡膜和叶绿体膜上均有定位。（5）在转录组学数据共表达分析的基础上,用RT-q PCR检测证明,ZmLAZ1-4基因与BR信号转导途径的转录因子基因ZmBES1/BZR1-11的表达均响应锌离子诱导,且存在负相关关系。酵母单杂交和双荧光素酶实验证明,ZmBES1/BZR1-11转录因子可特异性地结合于ZmLAZ1-4基因的启动子序列,对其表达起负调控作用。（6）用ZmLAZ1-4基因转化酵母锌敏感突变体、野生型拟南芥和玉米自交系,在不同锌营养条件下观察生长表型并测定锌的吸收量,证明ZmLAZ1-4基因的过量表达可增加其对锌离子的吸收,促进生长发育。综上所述,ZmBES1/BZR1-11转录因子响应BR和Zn的诱导调控ZmLAZ1-4基因下调表达。ZmLAZ1-4蛋白不仅定位于细胞质膜,从土壤中吸收Zn2+,而且还定位于叶绿体膜和液泡膜,很可能是向叶绿体中转运Zn2+满足光合作用的需要,并跨液泡膜转运Zn2+,与ZIP、ZRT、IRT、NRAMP等锌转运蛋白相互冗余又相互补充,一起调节玉米的锌稳态。