授粉是种子形成过程中的关键步骤。在授粉过程中，雌雄生殖组织通过不断进行信号交流和物质传递以保证各个环节的顺利进行。玉米（Zea mays）作为世界上最重要的粮食作物和生物质能源植物之一，由于其雌雄生殖组织结构上的特殊性及基因组信息的完整性，已被作为研究花粉-柱头互作的模式植物。然而目前玉米基因的功能注释尚不完善，遗传转化周期较长，突变体尤其是影响花粉-柱头互作的突变体资源十分缺乏，这极大地制约了人们对玉米花粉-柱头互作过程分子机理的研究。从全基因组水平上了解玉米柱头的表达谱及其在授粉前后表达谱的变化，不仅可以为研究玉米柱头在授粉过程中的功能提供重要的参考信息，而且对于利用基因工程技术提高玉米的授粉效率具有重要的现实指导意义。本研究充分利用高通量的转录组测序技术（RNA-seq），分别获得了在玉米柱头中特异/优势表达基因和授粉前后玉米柱头中表达变化差异显著的基因，并对这两部分基因进行了生物信息学分析，分析结果如下：（1）通过与成熟花粉、成熟子房及萌发后六天的幼苗表达谱的比较，我们获得了1427个在玉米成熟柱头中特异/优势表达的基因。这些基因主要参与了转运、脂代谢及细胞壁代谢等相关过程。这部分基因与拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryzasativa）的柱头特异/优势表达基因的比较结果显示三个物种的柱头特异/优势表达基因既有共性，也具有各自的特性。三个物种柱头中保守的基因很可能参与了早期的花粉-柱头互作过程，而玉米柱头中的特异基因，则可能参与了玉米柱头对花粉管生长的调控。（2）通过对幼嫩柱头、成熟柱头、授粉后20min和授粉后3h的柱头表达谱的比较分析，我们获得了6337个差异表达基因。这些基因按其表达模式可分为12类，主要参与了细胞骨架重建、DNA复制、转运、蛋白质降解等过程。对其中授粉诱导表达的172个基因进行的生物信息学分析显示，LRR类受体激酶及GDSL家族酯酶可能在玉米花粉-柱头互作过程中发挥重要作用。（3）微管在自交亲和反应的花粉-柱头互作过程中会发生快速的动态变化，与此现象相一致，微管相关基因在授粉前后玉米柱头中的表达变化差异很大，这进一步证实了微管相关基因参与了玉米的花粉-柱头互作。（4）转运相关基因，特别是氨基酸转运和寡肽/小肽转运相关基因不仅在玉米柱头特异/优势表达基因中高度富集，而且在授粉前后的玉米柱头中表达差异显著，结合玉米柱头形态和功能上的特殊性，这类基因可能参与了花粉管极性生长所需物质由柱头向花粉管的运输。（5）泛素介导的蛋白降解途径相关基因在玉米柱头特异/优势表达基因集和授粉前后差异表达基因集中都高度富集。在自交亲和反应中，定位于雌性生殖组织中的泛素-蛋白酶体系统很可能通过对不亲和的花粉管进行泛素标记，进而通过26S蛋白酶体将其降解，而在雌性生殖组织识别和接受亲和的花粉管的过程中起重要作用。（6）富含半胱氨酸的蛋白在花粉-雌蕊互作过程中起重要作用。在本研究中，我们总共预测了40个编码该类蛋白的基因。这些基因的发现，为研究富含半胱氨酸的蛋白在玉米花粉-柱头互作过程中的作用奠定了基础。本研究通过7组不同实验材料的转录组测序分析，得到了大量可能参与玉米花粉-柱头互作过程的基因。这些基因中不仅包含已知功能的基因，也包括大量未知功能的新基因。这些基因的发现，为进一步从遗传学和分子生物学角度揭示玉米柱头参与的植物授粉识别过程的分子机理提供了依据。