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油菜素内酯(BRs)是一种重要的甾族类激素,在植物生长发育过程中起着重要的调控作用,同时也参与植物对逆境响应调控。论文针对玉米生产中增密或肥料管理不当等导致群体质量下降以及非生物逆境如干旱等影响植株生长等生产问题,利用BRs调节株型与响应逆境调控效应,开展BR抑制剂丙环唑(Pcz)调节玉米生长效应及其调控机制,为Pcz在玉米株型塑造上应用提供依据;同时,克隆玉米的BR受体基因ZmBRI1,分析其功能,研究了 BR信号表达响应ABA的蛋白质调控机制,为揭示BR与ABA互作响应逆境提供理论依据。主要研究结果如下:1)Pcz处理显著抑制玉米中胚轴与胚芽鞘的生长,降低了株高,缩短了叶片和叶鞘长度,减小了叶夹角,同时显著抑制了叶片和叶鞘细胞的纵向伸长,促使叶枕细胞排列由疏松变为紧密;降低了玉米中赤霉素(GA)的含量,下调了GA3ox 表达,上调了 GA失活的酶GA2ox5和GA2ox8表达,而GA合成酶GA20ox1的表达呈现先上调后下调模式;降低了油菜素内酯(BR)含量,但BR合成基因CPD和DWF4的表达上调,可能是由于反馈调节;下调了扩张蛋白EXZR4、EXPA5和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因XTH1、XET1的表达。2)利用同源克隆的方法,从玉米B73自交系中获得了油菜素内酯受体蛋白编码基因ZmBRI1,全长为3369bp,编码1122个氨基酸;亚细胞定位分析表明ZmBRI1蛋白定位于细胞膜上,且在玉米各个组织器官中都有表达;利用转基因技术将ZmBRI1导入拟南芥BR不敏感突变体bri1-5中,修复了突变体bri1-5的表型,如植株高度、叶片形态和果荚大小;修复了突变体bri1-5的BR信号,如根长、下胚轴和BR合成酶基因CPD、DWF4的表达;在ABA处理条件下,ZmBRI1超表达株系line2和line5显著提高了种子的萌发率和根长,且ABA响应基因RS29A、RD29B、ABI5和RAB18表达量降低,对ABA敏感性减弱。3)利用iTRAQ技术对野生型Ws、突变体bri1-5和ZmBRI1超表达株系line5在幼苗生长过程中响应ABA的蛋白质组进行了分析,共有5479个蛋白被鉴定,其中差异蛋白263个;鉴定出的差异蛋白涉及了初生代谢和次生代谢、能量和运输、细胞生长和分裂、蛋白合成和降解、转录和信号传导、胁迫响应和细胞结构等多种生物学途径;突变体bri1-5对ABA最为敏感,物质代谢、能量转化和蛋白合成平衡被打破,胁迫响应基因的表达上调;ZmBRI1超表达株系line5对ABA的敏感性最低,物质代谢相对稳定,胁迫蛋白上调的倍数较小,缓解了 ABA对种子萌发和幼苗生长的抑制作用。互作网络分析表明,BR信号主要是通过BIN2与ABI5进行互作,影响ABA信号途径的抗氧化酶系统、钙离子信号、MAPK激酶途径、以及ZIP转录因子等,从而抑制ABA信号下游基因的表达,促进种子萌发和幼苗生长。