肌动蛋白解聚因子（Actin-depolymerizing factor）作为肌动蛋白结合蛋白（Actin-binding protein）的成员,在植物多种细胞过程中发挥着重要的作用。本研究基于实验室前期构建的两个籽粒大小差异显著玉米自交系籽粒发育不同时期、不同组织i TRAQ差异蛋白库,预测其中编号为GRMZM2G060702＿P02蛋白的功能为肌动蛋白解聚因子,在两个自交系籽粒发育过程中表达差异显著,推测其可能在籽粒发育过程中起作用。本研究从两个自交系中分别克隆了该基因ZmADF3,并通过荧光定量PCR和Western blot分别从转录水平和蛋白表达水平对ZmADF3基因在两个自交系籽粒发育不同时期、不同组织进行了表达分析;通过构建GFP融合载体,对ZmADF3进行了亚细胞定位分析;从自交系N04基因组中扩增了ZmADF3基因的启动子区域,并对其作用元件进行了预测分析;构建酵母表达载体,对ZmADF3进行了互作蛋白酵母双杂交文库筛选分析;通过异源过表达ZmADF3于模式植物拟南芥,对其进行功能分析。本研究结果初步证实了ZmADF3在拟南芥籽粒发育中的作用,为后续研究ZmADF3在玉米发育过程中的作用提供了参考。主要研究结果如下:1.从小粒爆裂玉米自交系N04和大粒普通玉米自交系丹232中分别克隆了ZmADF3的全长c DNA序列。序列分析发现这两条序列的开放阅读框都是417 bp,编码139个氨基酸,但存在10个碱基差异,引起3个编码氨基酸改变,均为非保守氨基酸。进化分析显示不同植物中肌动蛋白解聚因子基因的高度保守性,ZmADF3与Si ADF3、Os ADF4和Ta ADF3在进化关系上更接近。2.对两个自交系籽粒发育不同时期不同组织中ZmADF3进行了表达分析,荧光定量PCR和Western blot分析结果都表明ZmADF3在籽粒发育早、中期表达量较高,并且其在两个自交系中的RNA表达水平及在自交系N04中的蛋白表达水平均为果皮高于胚乳,而在自交系丹232中的蛋白表达水平则表现为胚乳高于果皮。3.构建ZmADF3基因的植物表达载体p EGAD-EGFP-ZmADF3转拟南芥,T0代除草剂筛选的拟南芥幼苗在激光共聚焦显微镜下进行亚细胞定位分析,结果显示ZmADF3定位在细胞质中。对自交系N04中ZmADF3基因的启动子区域进行扩增,预测显示其启动子含有O2-site、Skn-1＿motif等胚乳发育、表达相关作用元件以及多种光照响应元件以及逆境、植物激素等与植物发育相关响应元件。4.构建ZmADF3的酵母表达载体p GBKT7-ZmADF3转化酵母菌株Y2HGold,毒性与自激活活性检测后进行酵母双杂交文库筛选,获得18个阳性互作蛋白,并通过酵母共转化实验证实了在酵母双杂系统中ZmADF3与GAPDH蛋白存在相互作用。5.构建植物表达载体p CAMBIA1302-ZmADF3转化拟南芥,对转基因纯合株系中ZmADF3进行表达分析表明,该基因在茎和花序中表达量较高;对T3代植株成熟籽粒表型分析表明,转基因株系籽粒千粒重显著增加,籽粒表面积、籽粒长度、籽粒成熟胚子叶面积都显著增加,成熟胚子叶表皮细胞面积增大。此外,转基因株系中正向调控拟南芥籽粒大小的基因SHB1和IKU1均上调表达,而负调控拟南芥籽粒大小的基因AP2和ARF2均下调表达。进一步研究发现,暗培养8 d的ZmADF3转基因幼苗下胚轴比野生型增长55.8%。该方面研究结果表明,ZmADF3可能通过影响相关基因表达调控拟南芥细胞大小而调控籽粒大小,同时可能受光照条件影响。6.对生长5周的转基因株系和野生型植株进行数字基因表达谱（DGE）分析,共鉴定到26397个表达基因,筛选后获得显著差异表达基因220个,其中下调表达160个,上调表达60个;GO功能富集显示这些差异表达基因涉及叶绿体、类囊体及光合系统等细胞成分,分子功能涉及载体活性和结合活性,参与物质与能量运输、果实及籽粒发育、氧化还原过程等生物过程;Pathway富集分析显示这些差异基因共涉及包括光合作用、新陈代谢、苯丙烷生物合成、淀粉与蔗糖代谢、氧化磷酸化等在内的63个Pathways。