Copines基因,最初发现于草履虫,后续的研究发现了许多Copines同源基因,广泛存在于哺乳动物、线虫及拟南芥。然而我们对植物中Copines家族的作用却知之甚少,拟南芥中AtCPN1在调节植物抗病方面有重要作用。通过生物信息学分析,玉米中含有与AtCPN同源性较高的基因ZmCPN3。为了分析玉米中ZmCPN3基因的功能,克隆玉米ZmCPN3全长,研究该基因亚细胞定位情况,过表达该基因植株中的基因表达量及其与水杨酸含量关系,转基因植株对水稻纹枯病和条斑病病菌的抗性情况、获得主要结果如下:1.从玉米中克隆出基因ZmCPN3,序列分析显示该基因CDS全长为1161bp,含有11个内含子和12个外显子,编码386个氨基酸。转化35S-CPN3-GFP融合表达载体到水稻根部,荧光显微镜下检测ZmCPN3定位于细胞膜上。2.对ZmCPN3基因进行了组织表达模式分析,ZmCPN3基因在茎中的表达量最高,约为根中的28倍;叶中的表达量为根中的2倍,果穗是根中表达量的3倍。3.构建过量表达载体ZmCPN3,利用农杆菌转化水稻,获得了8个独立转化事件,对获得的转基因植株体内游离态水杨酸(SA)含量进行测定,ZmCPN3过表达植株体内水杨酸的含量稍高于对照。过表达植株中ZmCPN3的含量在SA处理1h后迅速上升2倍多,3h时后降到较低水平。4.在剑叶期分别把对照组,ZmCPN3过表达水稻植株进行细菌性条斑病、纹枯病两种原菌接种鉴定,接种了条斑病的转基因植株病害比对照较为严重,整个叶片出现了枯萎。另外纹枯病接种后,转基因植株的病斑发病率集中于25%~50%,发病级数5级;对照组发病率为5%~25%,发病级数3级。此结果证明了ZmCPN3基因在植物抗病性方面起负调控作用。5.ZmCPN3转基因植株和对照组进行抗旱性分析,转基因植株的叶子出现了大量的卷曲和枯萎,而对照组植株表现出轻微的枯萎,对照组的存活率为87%,而转基因植株为31%,36%,说明该基因负调控植物抗旱性。