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玉米是全世界广泛种植的谷类作物之一,提供了人类必不可少的主食,牲畜和家禽的主要饲料,以及工业和生物燃料的重要原料。在生产上,为了提高玉米单产,种植者们通常使用提高种植密度的办法。然而,当种植密度提高时,单株得到的光照、水分和养分供应减少,引起光合作用降低和植株发育受到抑制,容易发生倒伏或发生严重病虫害,进而导致群体产量下降。因此,探究玉米的耐密机制具有重要意义。本研究选用玉米耐密基因型先玉335和不耐密基因型KD1173为材料,在低密度(52500株/hm~2)和高密度(75000株/hm~2)下种植。在灌浆期第40天取穗位叶片提取RNA,采用第二代RNA-seq技术对叶片进行转录组测序,首先比较两个基因型各自在高、低密度下基因表达的差异;然后在高、低密度下比较两个基因型的基因表达差异,筛选玉米对密度响应的关键差异基因,为玉米耐密性育种提供分子依据。主要结果如下:(1)对XY335和KD1173的4个穗位叶样本进行测序共获得617,795,068条clean reads,将这些序列与玉米B73参考基因组序列进行比对,平均比对率为79%,其中约有67%为表达基因。(2)从两个密度下的XY335和KD1173的穗位叶片共鉴定出14,829个差异表达基因。其中,XY335以低密度为对照从高密度叶片中鉴定到差异表达基因825个,包括221个上调表达基因和604个下调表达基因;KD1173以低密度为对照从从高密度叶片中鉴定到差异表达基因174个,包括99个上调表达基因,75个下调表达基因;在低密度下,XY335和KD1173之间的差异表达基因有7478个,其中上调4119个,下调3359个;在高密度下,XY335和KD1173之间的差异表达基因有6352个,其中上调3255个,下调3097个。通过GO和Pathway显著性富集分析发现这些差异表达基因主要集中在碳水化合物代谢、光合作用、物质转运、热激蛋白结合蛋白、蔗糖跨膜转运蛋白、rRNA结合蛋白等方面。(3)从穗位叶中共鉴定出908个差异表达的转录因子基因,这些基因涉及47个家族,大多基因分布在ERF、MYB和NAC家族。其中从XY335中鉴定出61个转录因子基因,从KD1173中鉴定出7个转录因子基因。(4)全面分析玉米穗位叶中与激素代谢相关基因的表达情况,发现在玉米XY335中两个编码ACO基因(GRMZM2G126732、GRMZM2G052422)的表达量随着密度增加而下调。编码乙烯受体的基因(GRMZM2G066449)在不同基因型的比对中随着种植密度的提高,表达量下调且相差显著。参与脱落酸合成的关键酶基因(GRMZM2G407181、GRMZM2G127139、GRMZM2G014392)呈上调趋势。对比不同耐密性基因型的差异表达基因,在先玉335中鉴定到2个与赤霉素合成相关的基因(GRMZM2G049418、GRMZM2G036340),表达上调。