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二氨基庚二酸氨基转移酶(LL-diaminopimelate aminotransferase)参与赖氨酸的生物合成,且与病原体抗性有关。基于课题组前期成功克隆了小粒爆裂自交系N04和大粒普通自交系丹232的转氨酶基因ZmLL-DAP-AT,并参考两个自交系的序列信息进行了序列比较、同源性分析和功能预测等初步预测。本研究同时以玉米自交系N04和丹232以及其它几个玉米自交系为材料,分别克隆了ZmLL-DAP-AT基因的启动子序列,并对其作用元件进行了预测分析与比较;异源过表达ZmLL-DAP-AT于模式植物拟南芥,对其进行了功能分析;以野生型和转基因株系授粉后20天的果荚为材料进行了转录组测序分析。主要研究结果如下:1.以小粒爆裂玉米自交系N04、大粒普通玉米自交系丹232和其它几个玉米自交系为材料克隆ZmLL-DAP-AT基因的启动子序列,预测启动子作用元件。结果表明,ZmLL-DAP-AT基因启动子含有多种光照响应元件,Skn-1＿motif胚乳表达相关作用元件以及逆境、植物激素等与植物发育相关响应元件。同时,构建ZmLL-DAP-AT基因的植物表达载体EGFP-ZmLL-DAP-AT,瞬时表达本氏烟草,在激光共聚焦显微镜下进行亚细胞定位分析,结果表明ZmLL-DAP-AT蛋白定位于细胞膜。2.构建ZmLL-DAP-AT基因的植物表达载体p CAMBIA3301-ZmLL-DAP-AT转化拟南芥,对转基因纯合株系各组织中ZmLL-DAP-AT表达量分析结果表明,纯合转基因株系中ZmLL-DAP-AT基因在叶和授粉后20天的果荚中表达量较高。对植株表型分析结果表明,转基因株系叶片显著增大,花期显著延迟;籽粒千粒重显著增加,籽粒表面积、籽粒长度、籽粒成熟胚子叶面积和成熟胚子叶表皮细胞面积均显著增加。ZmLL-DAP-AT可能通过影响相关基因表达调控拟南芥细胞大小,进而影响籽粒大小。3.对拟南芥野生型和转基因株系授粉后20天的果荚进行转录组测序分析结果表明,野生型和ZmLL-DAP-AT基因过表达拟南芥显著差异表达基因202个,上调表达9个,下调表达193个;GO功能富集显示这些差异表达基因涉及细胞、细胞组分、单生物进程、细胞进程、代谢过程、细胞器、催化活性、刺激反应、细胞膜、结合等过程;Pathway富集分析显示这些差异基因共涉及包括新陈代谢、次生代谢物的合成、淀粉和蔗糖代谢、氨基酸生物合成、植物激素信号转导、色氨酸代谢等72个Pathway。本研究结果初步证实了ZmLL-DAP-AT基因在拟南芥叶片发育、花期调控和籽粒发育中的作用,转录组测序鉴定出与之相关的基因,推测过表达ZmLL-DAP-AT基因可能通过调控其它基因表达影响拟南芥表型,需进一步研究ZmLL-DAP-AT在玉米发育和赖氨酸生物合成中的功能及分子机制。