DUF642是一类高度保守的植物未知功能细胞壁相关蛋白,属于种子植物特异蛋白,迄今并未在藻类,苔藓以及大多蕨类植物中发现,其功能可能与种子中的一种新的共源性状机制有关。DUF642蛋白家族能与细胞壁果胶结构相作用并参与植物细胞壁理化性质的修饰、对植物发育或环境信号作出应答。这类蛋白不但在植物生长发育中发挥着作用,同时又能响应植物的逆境胁迫,例如对干旱、盐害、铝毒胁迫起着重要作用。为了进一步挖掘和鉴定玉米抗胁迫基因用于生产,本研究利用生物信息学的方法对玉米全基因组DUF642家族成员进行了鉴定,并对其进化关系、基因结构、蛋白结构、染色体定位、启动子顺式元件进行了系统分析。另外,本研究还利用玉米自交系B73和178,对两种自交系的DUF642家族基因在干旱、盐害、铝胁迫下的表达模式进行了分析。主要研究结果如下:1.玉米DUF642家族基因生物信息学分析在玉米基因组中共鉴定出11个DUF642基因家族成员,多物种系统发育进化树分析、基因结构、蛋白质结构以及保守基序数据都表明了玉米DUF642家族成员在进化上具有较高的保守与一致性;ZmDUF64208与水稻抗铝胁迫基因Os04g0494900有较近的亲缘关系,推测其也是抗铝胁迫相关基因。蛋白质三级结构显示玉米DUF642蛋白与α-半乳糖胺酶、乙酰氨基半乳糖苷酶、木聚糖酶C有着较高的结构重复性,说明玉米DUF642家族蛋白属于保守的细胞壁蛋白。启动子顺式元件分析表明,干旱诱导元件为11个玉米DUF642基因所共有,由此推测,玉米DUF642基因很可能与干旱胁迫相关。通过转录组表达数据分析显示,玉米DUF642家族基因在不同发育时期以及不同组织部位有不同的表达模式,家族基因在根中的表达量高于叶中,ZmDUF64201,ZmDUF64207,ZmDUF64210,ZmDUF64211相较于家族其他基因在种子发育时期的胚中表达量更高,表明其在种子发育中也起到了重要作用。2.玉米DUF642基因胁迫诱导表达模式分析对玉米幼苗进行充氧水培,在两叶一心时期分别用浓度为40μmol/L AlCl₃,200mmol/L NaCl以及20%PEG6000对其进行胁迫处理,处理时间为6 h,12 h,24 h,48 h。在B73自交系中,经过AlCl₃,NaCl,PEG处理后,叶中ZmDUF64201,ZmDUF64202,ZmDUF64203,ZmDUF64204,ZmDUF64205,ZmDUF64206,ZmDUF64208和ZmDUF64209基因下调表达,ZmDUF64207,ZmDUF64210,ZmDUF642011基因上调表达,24 h后表达量有所下降;而在根中家族各基因均上调表达。在178自交系中,经过AlCl₃,NaCl,PEG处理后,叶中家族各基因均被下调表达且持续保持较低水平,根中家族各基因均被上调表达。两种自交系中ZmDUF64207,ZmDUF64210,ZmDUF642011基因在根中均有较高的表达水平,ZmDUF64208基因在AlCl₃处理下的表达量高于其他处理,178自交系中DUF642基因相较于B73自交系中在各处理下在根中有更高的表达量。