玉米作为我国第一大作物,占粮食总产量的40%。玉米用途十分广泛,涉及粮食、饲料、化工等多个领域,对我国国民经济的发展和社会的稳定起到重要作用。目前提高玉米产量主要通过增加种植密度,然而研究表明种植密度过大促使植株相互遮阴,导致光照强度减弱,光合效率降低,光合产物积累减少,进而影响产量；同时遮阴会降低环境中红光和远红光的比例,长时间遮阴导致叶绿素含量降低、叶片变长、植株瘦弱细长易倒伏,严重时导致空秆引发减产。为解析玉米中遮阴响应的调控网络,我们对玉米幼苗通过增加远红光,降低红光和远红光的比例进行短时间遮阴处理,并结合RNA-seq转录组高通量测序的方法,挖掘玉米遮阴早期响应关键基因并对其功能分析。主要研究结果如下：(1)遮阴条件下玉米幼苗表型观察：与生长在充足光照下的玉米幼苗相比,遮阴处理后玉米幼苗株高增加,茎秆细长,节间距增大,叶片长度增加,叶片和胚芽鞘中色素积累减少。(2)远红光处理玉米幼苗转录组数据分析表明：遮阴处理前后玉米幼苗出现基因表达差异,发现遮阴处理前后显著差异表达基因约1087个,其中遮阴处理1h后显著差异表达基因约400个,遮阴处理3h后显著差异表达基因约820个,包括细胞壁相关基因、生长素合成响应基因、赤霉素合成响应基因等。(3)转录组数据分析发现遮阴处理后光合作用相关基因表达水平下降,使光合作用减弱；细胞壁相关基因表达水平升高,生长素、赤霉素途径合成及代谢相关基因表达升高,可以促进茎叶等伸长；茉莉酸合成相关基因表达下降,减弱玉米抗病虫害能力。这与观测到的植株表型变化相一致。(4)根据上述数据分析结果并结合前人在拟南芥、水稻等中的报道,我们筛选出35个玉米遮阴响应关键基因。进一步在elm1突变体、Su115和Supl三个玉米品系中对部分关键基因进行RT-qPCR检测。结果表明,遮阴处理后相关基因的表达趋势与转录组数据一致。(5)最后,为进一步深入研究这35个显著差异表达基因在玉米遮阴调控网络中的作用,我们计划对这些关键基因进行基因克隆并在拟南芥中进行初步转基因研究。目前我们已经成功克隆获得四个遮阴响应基因(GRMZM2G127308、GRMZM2G131982、GRMZM2G081816和GRMZM2G044752),并已经连入双元表达载体,进行拟南芥植株转化进行基因功能分析。综上所述,本研究主要利用RNA-seq方法研究玉米中遮阴响应的早期调控网络,并成功鉴定出部分遮阴早期响应基因,从分子水平初步解释了玉米遮阴响应的机理,为今后玉米遮阴响应的研究及玉米耐密植高产品种的培育提供基础。