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玉米是世界第一大粮食作物,在全球的饲料作物和工业原料作物中也占有非常重要的地位。玉米在我国种植区域广泛,种植地区之间的气候差异较大。作为固着生物,环境胁迫很大程度上会抑制作物的产量。由于气候变暖导致极端气候的增加以及病虫害对于作物的胁迫,迫切需要开发出能够抵御多种胁迫的品种。然而,我们对于玉米如何广泛地应对不同胁迫的响应机制的了解还很有限。本研究中通过对公共数据库中可以获得的玉米6种非生物胁迫以及4种生物胁迫的转录组数据进行Meta分析,以鉴定玉米在非生物和生物胁迫下的核心响应基因。主要结果如下:1.对玉米在经受干旱3天、干旱6天、冷胁迫、热胁迫、低氮胁迫、盐胁迫这6种非生物胁迫的转录表达情况进行分析,分别鉴定到1208、1246、3218、1668、2662、1411个差异表达基因。接着利用Meta分析,综合每个基因在6种胁迫下的P值以及胁迫处理后表达的差异倍数,共鉴定到425个非生物胁迫核心响应基因(metaDEG);同样,对玉米在经受蚜虫、粘虫、尾孢菌、炭疽刺盤孢菌屬这4中生物胁迫的转录组进行分析,分别鉴定到682、383、1986、433个差异表达基因。接着对这4中生物胁迫下基因的表达的P值进一步进行Meta分析,共鉴定到304个生物胁迫metaDEG。综合生物胁迫和非生物胁迫的metaDEG,仅有32个metaDEG在生物和非生物胁迫中均被鉴定到。2.对上调表达的非生物胁迫metaDEG、下调表达的非生物胁迫metaDEG、上调表达的生物胁迫metaDEG、下调表达的生物胁迫metaDEG这四组基因分别进行GO功能富集分析。结果显示,在生物胁迫metaDEG和非生物胁迫metaDEG中均富集到了一系列与响应逆境胁迫相关的GO条目。下调表达的非生物胁迫metaDEG和下调表达的生物胁迫metaDEG富集到的GO条目均与光合作用相关,暗示着降低光合作用是玉米响应非生物与生物胁迫的普遍机制。3.在鉴定到的425个非生物胁迫metaDEG中共存在58个转录因子。其中CO-like、MYB、bZIP、LSD、Nin-like、ARF-B、FAR1、NF-YB、NF-YC仅存在于下调表达的非生物胁迫metaDEG。HD-ZIP、HSF、ARF、C3H、CAMTA、Dof仅存在于上调表达的非生物胁迫metaDEG中;在鉴定到的304个生物胁迫metaDEG中共存在20个转录因子。其中WRKY、LBD、MYB仅存在于上调表达的生物胁迫metaDEG中。MYB related、ARF、B3、bZIP、G2-like、GATA、LSD、TALE仅存在于下调表达的metaDEG中。4.在鉴定到的425个非生物胁迫metaDEG中共存在42个激素相关基因,包括脱落酸、生长素、细胞分裂素、乙烯、赤霉素、茉莉酸、油菜素类固醇、水杨酸共8种激素相关途径。其中油菜素类固醇、水杨酸途径相关基因仅存在于下调表达的非生物胁迫metaDEG中;在鉴定到的304个生物胁迫metaDEG中共存在21个激素相关基因,包括脱落酸、生长素、细胞分裂素、乙烯、赤霉素、茉莉酸、油菜素类固醇共7种激素途径。其中脱落酸,生长素途径的基因只存在于下调表达的metaDEG中。5.以干旱胁迫为例,用实时荧光定量PCR的方法验证了3个上调表达的非生物metaDEG(ARF,bHLH,HD-ZIP)与2个下调表达的生物胁迫metaDEG(G2-like,NAC)在干旱胁迫和正常浇水情况下的表达量。结果表明,玉米在干旱胁迫时,ARF,bHLH,HD-ZIP的表达均呈上调趋势。而G2-like,NAC的表达呈下调趋势。该结果验证了本研究利用Meta分析鉴定的非生物胁迫metaDEG的可靠性。本研究鉴定到的核心响应基因的进一步功能验证,有助于理解玉米如何在不同环境胁迫下进行响应的机制。在育种上对这些核心响应基因进行研究,并应用于分子育种,能够实现提高玉米在多种环境胁迫中的耐受性的育种目标。