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玉米作为全球三大粮食作物之一,在粮食、工业、医学等领域都发挥着不可替代的作用。玉米也是遗传和进化研究的理想模式植物之一。20世纪40年代,麦克林托克首次在玉米中发现转座子,随后转座子的神秘面纱便一步一步被揭开。转座子在玉米基因组中扮演了至关重要的作用,玉米基因组85%以上序列由转座子序列组成,同时转座子发生转座也会对玉米各项生理活动产生影响。根据前期对温、热带玉米自交系基因组转座子扫描与分布特征等的研究结果,本实验选择温、热带玉米中特异转座子位点进行PCR验证。验证群体由458份玉米自交系、105份地方品种以及75份大刍草构成。同时,利用部分玉米自交系的农艺性状及籽粒转录组数据,进行转座子插入位点的关联分析,以揭示转座子插入对农艺性状、基因表达的影响。为进一步研究转座子插入是否会影响环境胁迫下邻近基因的表达,结合关联分析结果,比较胁迫条件下发生转座子插入和未发生转座子插入玉米自交系中转座子邻近基因的FPKM值(Reads Per Kilo base of exon model per Million mapped reads)的变化。主要研究结果如下：1、温、热带玉米自交系中转座子插入频率的PCR验证。选择基因组中预测的2个转座子(DTM-4-225713639和DTM-2-4101264),在458份玉米自交系、105份地方品种以及75份大刍草进行PCR验证。其中80份玉米自交系与前期基因组转座子预测的材料相同,DTM-4-225713639和DTM-2-4101264转座子在80份温、热带玉米自交系中的插入频率分别为0.559、0.152和0.250、0.800。同时,在458份玉米自交系中进一步验证转座子插入频率,DTM-4-225713639和DTM-2-4101264转座子在温、热带玉米自交系中的插入频率分别为0.423、0.180和0.412、0.685。电泳带型统计显示温、热带玉米自交系中存在两种不同的差异条带,说明了两个转座子插入位点不仅真实存在温、热带玉米自交系,且插入频率与基因组中预测的插入频率基本吻合。此外,在105份地方品种和75份大刍草中检测到这2个转座子的插入频率存在差异,在地方品种中的插入频率分别为0.248和0.883,这与玉米自交系中的插入频率较接近,在大刍草中的插入频率仅为0.029和0.081,说明了转座子跟玉米驯化有重要的关联。2、转座子插入与农艺性状、基因表达量的关联分析。利用Tassel 3.0软件中的一般线性模型模型,在关联群体中对DTM-4-225713639转座子的插入与27个农艺性状和28850个基因表达数据进行关联分析。结果表明,DTM-4-225713639转座子插入与玉米的吐丝期、抽雄期、雄穗主轴长、雄穗分支数、穗位叶长、穗行数、粒宽、散粉期、穗直径等9个农艺性状以及21个基因表达量显著关联(P<1/28850)；特别是DTM-4-225713639转座子与其上游25kb处的邻近基因GRMZM2G018707显著关联。该基因在发生转座子插入的玉米自交系中的FPKM平均值为0.8981,在未发生转座子插入的玉米自交系中的FPKM平均值为1.3306。基因表达量分析结果显示DTM-4-225713639转座子插入显著抑制了GRMZM2G018707基因的表达。3、胁迫条件下转座子插入影响邻近基因表达。在四种胁迫条件下,分析邻近基因GRMZM2G018707和GRMZM2G018673的表达。在低温胁迫、高温胁迫、盐胁迫和UV胁迫条件下,发生转座子插入和未发生转座子插入的玉米自交系中2个基因的表达量均发生了不同程度的变化,表明植物应答胁迫时转座子插入对临近基因的表达产生了一定的影响作用。邻近基因的氨基酸序列比对和启动子结合元件分析,以预测邻近基因的功能。结果表明,GRMZM2G018707和GRMZM2G018673基因启动子上存在多个与光周期、低温和干旱等非生物胁迫相关结合元件。同时,GRMZM2G018673基因启动子内部插入的转座子序列上存在光周期结合元件和胁迫相关元件G-Box,推测转座子插入对玉米响应光周期的基因表达以及环境胁迫下邻近基因GRMZM2G018707和GRMZM2G018673的表达均产生影响。