玉米（（Zea mays L.））学名玉蜀黍、禾本科,原产于南美洲以及中美洲,是重要的粮食作物,在世界范围内大面积的种植。生殖发育时期花粉发育是否正常直接影响玉米的受精和结实。因此,对玉米花粉发育调控基因进行研究具有重要的理论和实践意义。实验室前期鉴定到一个玉米花粉败育突变体zmstk2。ZmSTK2基因编码类受体蛋白激酶,为花粉特异性基因,但是其表达特性、决定花粉特异性的顺式作用元件以及ZmSTK2对花粉发育的影响机制尚不明确。本研究通过RT-PCR分析不同因素处理后的玉米雄穗中ZmSTK2基因的表达量,明确该基因的表达特性;将不同长度启动子片段驱动GUS基因的表达载体转化烟草,并对转基因烟草花粉进行GUS染色,明确决定花粉特异性的顺式作用元件;通过对zmstk2突变体与野生型花粉的超微结构和代谢组学进行比较分析,明确ZmSTK2对花粉发育的影响机制。主要结果如下:（1）利用PlantCARE网站对于ZmSTK2基因ATG上游2143 bp启动子进行响应表达模式的功能元件进行预测。结果表明,启动子中包含响应脱落酸、茉莉酸甲酯和干旱等应答的元件;对ZmSTK2基因ATG上游1503 bp启动子进行花粉特异性功能元件进行预测。结果表明,启动子中包含GTGANTG10、POLLEN1LET52的花粉特异性元件。（2）利用RT-PCR的方法对生长素、茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、盐溶液、PEG6000以及高温处理后ZmSTK2基因的表达量进行分析。结果表明,ZmSTK2基因的表达受高温、干旱、茉莉酸甲酯的诱导而上调;脱落酸和水杨酸抑制ZmSTK2基因的表达;生长素处理下,ZmSTK2基因的表达呈周期性震荡;高盐处理对ZmSTK2基因的表达没有影响。（3）通过构建不同长度启动子驱动GUS的表达载体并转化烟草,转基因烟草花粉的GUS染色结果表明,ZmSTK2启动子-1503至-1153中的GTGANTG10元件对于花粉特异性是至关重要的,且起主导作用,而-503至-1中的POLLEN1LET52元件也决定了花粉特异性起次要作用。（4）zmstk2突变体花粉的超微结构显示,突变体S11时期花粉中淀粉粒减少,脂质体增多,说明ZmSTK2基因的突变影响了花粉中淀粉合成和脂类代谢的平衡;脂质代谢组学分析发现,zmstk2突变体花粉中甘油酯代谢异常,饱和及低不饱和脂肪酸含量的增加。