玉米种子活力及其抗逆性严重影响玉米的产量与品质.棉子糖是一类由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成的三糖,其在玉米种子中的含量仅次于蔗糖.模式植物的研究结果表明,提高棉子糖含量能够显著提高植株的抗逆能力.通过调控棉子糖代谢途径提高玉米种子活力和耐逆性是玉米育种的一个全新的思路. 文中研究克隆了玉米GolS基因家族的两个成员(ZmGOLS1、2)、玉米棉子糖合成酶唯一的一个基因ZmRAFS和AGA基因家族的4个成员(ZmAGA1-4)，并对其表达调控和相关功能进行了初步研究。在玉米种子萌发过程中，ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA1分别受热激及干早胁迫诱导表达。在三叶幼苗期，ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA1在叶片中受干旱、高温诱导表达，而在根中ZmAGA1,ZmGolS2受干早诱导表达。通过对Mutator插入的相关基因玉米突变体研究以及在拟南芥中过量表达相关基因发现ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA4在玉米耐逆，玉米种子活力和耐储性方面起到重要作用。 同时对上述基因表达调控进行了研究。克隆和鉴定ZmGolS2和ZmRAFS启动子上响应热激和脱水胁迫的顺式作用元件及其相关的转录因子，克隆和鉴定了ZmAGA1基因5UTR上调控基因表达的一个顺式元件。研究结果进一步完善了玉米棉子糖代谢调控网络。