在谷物农作物中,玉米是重要的粮饲作物,物美价廉,意义重大。然而玉米在一生中会受到多种非生物以及生物胁迫的影响,造成产量的损失。玉米茎腐病是玉米的严重病害之一,禾谷镰刀菌导致的茎腐病是制约我国玉米产量的一大重要因素,ZmCCT基因是新克隆的抗病基因,含有CCT结构域。CCT家族在植物中高度保守,ZmCCT基因是水稻Ghd7的同源基因,其基因启动子区存在一个TE转座子的插入,使玉米对茎腐病的抗性减弱。此外我们研究还发现ZmCCT存在一因多效性,能够响应多种逆境胁迫。本研究论文以多种遗传背景高达99.9%的抗、感病近等基因玉米自交系为材料,详细鉴定了 ZmCCT基因在低氮、干旱、高盐逆境胁迫和病原菌侵染胁迫过程中的抗性作用。主要研究结果如下:1.在非生物因子胁迫研究中,本研究详细鉴定了 ZmCCT在响应低氮、干旱和高盐逆境胁迫的作用。首先,分别用0.4mM和0.04mM氮浓度营养液对玉米植株进行水培处理,观察两近等基因系的各生理指标,发现二者对低氮胁迫无显著性差异,说明ZmCCT不能参与植株对低氮胁迫的作用。其次,进行不同自交系组合在遭受干旱胁迫时的表型及生理指标测定。发现ZmCCT在玉米植株干旱响应中起了重要作用。此外,在高盐胁迫处理中,分别使用50mM、150mM、300mM NaCl胁迫处理,发现抗病近等基因系材料在株高、叶绿素含量、干重等方面,均暗示其比感病近等基因系有更好的抵抗盐胁迫的能力。以上实验结果证明Zm CCT在响应干旱和盐胁迫过程中起了重要作用。2.在生物胁迫处理中,我们使用禾谷镰刀菌孢子液接种玉米材料幼苗根部,鉴定出典型的抗、感病表型。带有转座子插入ZmCCT的玉米自交系材料表现出典型的感病症状。为进一步解析ZmCCT的作用机理,我们随后进行了蛋白质组学生物信息学分析。发现在4个时间点中,抗、感病自交系材料存在120-400多个差异蛋白,其中各个时间点的上调蛋白均多于下调蛋白。经过GO富集分析,发现两材料的差异功能蛋白集中在细胞组分、催化活性、结合蛋白、代谢途径等方面,初步验证了 ZmCCT参与抗病过程中多个生物进程。3.进一步,构建2XFlag-ZmCCT超表达转基因载体,进行玉米植株和拟南芥植株的转化实验。成功获得2XFlag-ZmCCT转基因玉米植株。并使用Flag抗体与ZmCCT特异性结合,进行了 Western blot鉴定,同时在表型鉴定中发现ZmCCT基因参与光周期反应,能够显著推迟玉米开花期。在拟南芥转基因实验中,成功获得了T1代转基因拟南芥植株,这些研究材料为从多角度阐述该基因抗逆机制奠定基础。