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LBD(Lateral Organ Boundaries Domain)基因家族在N-端具有一个保守的LOB结构域,是高等植物特有的一类转录因子。该基因家族参与植物器官的边界发育,影响愈伤组织的形成,并受到植物激素和环境的影响。本研究前期利用同源克隆法从玉米中获得一条长880bp序列,编码261个氨基酸,具有典型的class I LBD基因家族特征,被命名为ZmLBD16,构建了该基因的超表达载体并转入拟南芥。在此基础上本研究分析了ZmLBD16在玉米中的表达特征;对转基因拟南芥植株进行表型测定,在RNA水平对ZmLBD16转基因拟南芥的不同组织、不同发育时期的表达进行分析,并通过胁迫和激素处理转基因拟南芥,对ZmLBD16基因的表达模式进行分析,本研究为进一步揭示ZmLBD16基因在玉米中的功能奠定基础。本实验主要研究结果如下:1、对不同玉米自交系幼苗的根、茎、叶组织进行荧光定量RT-PCR分析,结果表明在自交系丹232中ZmLBD16基因的表达量依次为:根>茎>叶;在自交系N04中ZmLBD16基因的表达量依次为:茎>根>叶。2、ZmLBD16基因转化拟南芥,转基因植株叶片向下卷曲,叶片变小,植株高度减小,植株高度与野生型拟南芥之间差异极显著;转基因拟南芥果荚长度变小,转基因拟南芥和野生型果荚长度间差异极显著;转基因拟南芥粒重和千粒重都减小,粒重和千粒重间差异都达到极显著水平;转基因拟南芥和野生型幼苗进行垂直培养,根长之间差异不显著,而转基因拟南芥侧根数增加,侧根数间的差异极显著。ZmLBD16基因影响拟南芥的根、茎、叶和胚胎的生长、发育过程,并对侧根的生长有较大影响。3、对不同发育时期转基因拟南芥叶片进行RT-PCR分析,ZmLBD16基因表达量先升高后降低再升高,在第7周表达量最高,其次是第5周,表达量最低是第4周。对ZmLBD16转基因拟南芥的不同组织进行RT-PCR分析,结果表明ZmLBD16基因在不同组织中的表达量顺序依次为:茎>叶>果>花。4、将ZmLBD16转基因拟南芥叶片在含有2,4-D的B5培养基上培养,当2,4-D的浓度为0.15mg/L时转基因拟南芥叶片能形成愈伤组织,而野生型拟南芥叶片不能形成愈伤组织,2,4-D浓度增加时转基因拟南芥叶片形成的愈伤组织生长状态更好。因此,这表明玉米LBD同源基因ZmLBD16影响愈伤组织的形成,可能与拟南芥LBD16基因的功能相似。5、对ZmLBD16转基因拟南芥进行NaCl胁迫处理,结果表明ZmLBD16基因表达量增加,NaCl浓度大于0.15M时,转基因拟南芥的生长状况好于野生型。对ZmLBD16转基因拟南芥进行甘露醇胁迫处理,当甘露醇浓度为0.15M时,野生型拟南芥的萌发率为80~90%,而ZmLBD16转基因拟南芥的萌发率仅为40~50%。转基因幼苗放到40℃高温处理3h,ZmLBD16基因的表达量升高,幼苗部分干枯死亡。6、用不同浓度6-BA处理转基因拟南芥,结果表明当6-BA浓度为0.05M时,ZmLBD16基因表达量高于未处理对照,在其它浓度时的表达量都低于0M时的表达量,表明该基因受6-BA的调控;用四种2,4-D浓度处理转基因拟南芥,在0.15M浓度时ZmLBD16基因表达量较高但低于对照,表明2,4-D与ZmLBD16基因之间是负调控;用不同浓度IAA处理,在浓度小于0.1M时ZmLBD16基因表达量都高于对照,浓度大于0.15M时表达量低于未处理时对照,表明低浓度IAA促进ZmLBD16基因表达,IAA浓度高时抑制ZmLBD16基因表达;不同浓度NAA处理转基因拟南芥,0.01M浓度时ZmLBD16基因表达量与对照差异不显著,0.1、0.15M浓度时ZmLBD16基因表达量高于对照,其它浓度处理时表达量均低于对照,表明该基因受NAA调控。