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脱落酸(Abscisic acid,ABA)调节植物生长发育和非生物抗性。Pyrabactin resistance 1-like(PYL)蛋白是ABA直接受体。然而,PYL家族各成员在ABA信号转导途径中的功能不一,且存在冗余,甚至与其他信号转导途径互作。本研究构建玉米cDNA酵母文库,用以筛选ZmPYL家族各成员的互作蛋白,并根据测序后的功能注释,用酵母双杂交法(Yeasttwo-hybrid,Y2H)回复验证部分蛋白与ZmPYL成员的互作关系,再结合拟南芥ABA受体缺失突变体在胁迫和诱导条件下的表型和相关基因表达分析,解析ZmPYL家族成员间的功能歧化、信号转导互作网络,及其与非生物胁迫的关系。主要结果如下:(1)初级文库的滴度和库容分别为4.2 × 106和1.6 × 107 CFU/mL,每平板平均克隆数约为2000。次级文库的滴度和库容分别为3.3 ×106和1.2 × 107 CFU/mL,每平板平均克隆数约为1500。酵母文库的滴度和库容均超过3 × 107 CFU/mL,PCR随机检测24个克隆全部为阳性,扩增片段大于1000 bp。由此说明,本实验构建的玉米cDNA酵母文库合格,可用于后续实验。(2)根据其生物信息学预测信息,扩增出ZmPYL基因家族13个成员其中10个(ZmPYL1/2/3/4/5/6/9/1 0/11/12)的编码序列,并构建到酵母双杂交诱饵载体pGBKT7中。蛋白毒性实验和自体磷酸化激活实验表明,这10个基因编码的蛋白对酵母生长不具毒性,也没有自体磷酸化激活现象,可用于酵母文库筛选和Y2H。(3)用ZmPYL基因诱饵载体pGBKT7筛选玉米cDNA酵母文库,配对效率大部分都在3.4%～4.8%之间,只有两载体配对效率达5.9%和6.1%。经四缺培养基培养、PCR鉴定、测序并去除冗余,总共有253个克隆被筛选鉴定为阳性,并比对到已知基因序列。它们的功能注释被富集为11个细胞组分、8个分子功能和18个生物过程,说明ZmPYL成员除ABA受体以外,还具有多样性的功能。(4)扩增筛选频率高,注释功能涉及信号转导、生长发育和非生物逆境抗性的部分蛋白的编码基因,构建到Y2H捕获载体pGADT7,与上述诱饵载体pGBKT7进行Y2H,重复验证文库筛选结果。在油菜素内脂(Brassinosteroid,BR)介导的光信号转导中起关键作用的转录因子ZmBES/BZR1-1与ZmPYL2/3/9、在茉莉酸(Jasmonic acid,JA)介导非生物逆境信号转导中起关键作用的转录因子ZmTIFY1OB与ZmPYL10/11、生长素转运蛋白ZmPIN1与ZmPYL1、光系统II锰辅助含氧增强蛋白ZmOEE3与ZmPYL10、具有活性氧清除作用的铁氧还蛋白ZmFDX1和ZmFDX5与ZmPYL4/6/10/12和ZmPYL1/2/3/5/10/12共转化的3次重复均可在四缺培养基上生长并变蓝,其互作关系得到进一步验证。(5)拟南芥AtPYL基因四缺突变体atpyr1/atpyl1/atpyl2/atpyl4在pH8.5的碱胁迫和100 μmol/L的甲基茉莉酸诱导下,发芽势、主根长和脯氨酸含量较野生型对照显著降低,而丙二醛含量却显著升高,在黑暗中发芽的暗形态建成特征较野生型更为明显,光形态建成相关基因的表达差异也显著大于野生型对照,在atpyl1和atpyl2基因启动子序列中发现3个光响应和2个JA响应顺式作用元件。综上所述,玉米ZmPYL家族成员间存在功能冗余和歧化,在内外环境刺激下不仅作为ABA受体转导逆境信号,还可能在基因表达的不同水平上与JA、BR、生长素等信号转导途径互作,甚至直接调节抗逆相关蛋白的活性,形成复杂而精妙的信号转导调控网络。