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干旱是限制我国玉米生产的主要环境因子之一。掌握玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对玉米耐旱育种具有重要的指导意义。本研究以10份我国生产上常用的骨干玉米自交系为材料,设干旱胁迫处理和正常灌溉处理,使用控制浇水法在雄穗小花分化发育时期进行干旱胁迫,对雄穗样品进行转录组测序。通过分析干旱胁迫处理下差异表达基因,研究雄穗发育过程中响应干旱胁迫的主要代谢途径,进而发掘和鉴选出转录因子NAC家族中的响应干旱胁迫的SNAC基因。主要研究结果如下：1.利用转录组测序技术对10份自交系干旱胁迫处理与正常灌溉处理发育雄穗进行RNA测序。结果显示每份样品平均获得4,692万个完整的测序片段,有3,410万个测序片段可以与玉米参考基因序列进行唯一性匹配。20份玉米样品平均检测到2.90万个表达基因,其中平均每份自交系有1,902个是雄穗在干旱胁迫处理下差异表达基因(P≦0.001,错误率≦0.001,差异表达倍数在2倍以上)。2.干旱胁迫下差异表达基因的GO功能分类结果显示共有286个显著富集的功能分类标签(P<0.05),其中参与细胞组分的功能分类标签有129个,参与生物过程的功能分类标签有101个,参与分子功能的功能分类标签有56个。本研究中通过GO分类在分子功能层次注释了3,121个雄穗中响应干旱的差异表达基因。3.通过分析雄穗响应干旱胁迫的差异表达基因在KEGG数据库中富集的代谢途径,结果显示雄穗在转录水平上主要通过转录调节、能量代谢、碳水化合物代谢、脂类代谢、次级代谢物合成和萜类与聚酮类化合物代谢等途径来响应干旱胁迫。其中,转录调节中RNA转录和EmRNA监控途径显著富集；能量代谢中光合作用、光合作用-触角蛋白和氮代谢途径显著富集；碳水化合物代谢中戊糖磷酸化和半乳糖代谢途径显著富集；萜类和聚酮类化合物代谢中类胡萝卜素合成、柠檬烯与蒎烯分解和双萜类合成代谢途径显著富集；其它次级代谢产物合成代谢中黄酮类合成和花青素合成代谢等途径显著富集；脂类代谢的基因主要在脂肪酸伸长显著富集并调控蜡质合成过程(P<0.05)。4.在干旱胁迫下,玉米雄穗在转录水平主要通过外显子连接复合体基因调控RNPS1和SRm160对干旱胁迫进行响应。在碳水化合物代谢中响应干旱胁迫的主要基因是转化酶基因和6-磷酸果糖激酶基因,包括mn1、ivr2、GRMZM2G095725、 GRMZM2G017991、GRMZM2G398807;在脂类代谢中响应干旱胁迫的主要基因是3-酮脂酰辅酶A合成酶和脂肪酰基辅酶A还原酶基因,包括GRMZM2G409312、 GRMZM2G062718和msh1。5.通过筛选耐旱自交系铁7922雄穗响应干旱胁迫转录组数据库,发现干旱胁迫下ZmNAC010312(P=2.99×10-28)、ZmNAC030295(P=1.61×10-21)、ZmNAC080308(P=1.11×10-10)在干旱胁迫下显著上调。进一步通过与模式植物已知功能的NAC基因的序列结构进行比对,发现三个NAC家族成员与水稻中已知具有抗旱或抗脱水功能基因具有相同的motif结构,预测上述三个基因为响应干旱胁迫的耐旱候选SNAC基因。