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玉米是全球重要的粮、饲兼用作物，也是重要的能源作物，在粮食安全、能源安全等方面起着非常重要的作用。随着全球性水资源的匮乏和玉米种植面积的不断扩大，干早愈加成为玉米生产的发展的限制因素。我国有一半以上的玉米受到干旱的威胁，尤其是在玉米花期，干旱胁迫往往会造成败育和严重减产。但是，由于对玉米抗旱机制，特别是对其开花期抗早的遗传机制、对干旱胁迫的效应研究较少，极大地限制着在育种手段与育种材料方面取得突破。本研究以抗旱性强的玉米自交系CN165作为实验材料，通过采用抑制差减杂交(SSH)方法构建cDNA文库，分离玉米雌穗和花丝干早胁迫下差异表达的基因，建立玉米花期干旱胁迫下雌穗和花丝诱导基因表达谱，解析玉米花期抗旱的分子机理，旨在为玉米抗旱育种及相关研究奠定新的理论内容。
本研究构建的cDNA文库包含1920个阳性克隆，经过PCR验证后测序发现，1439条EST是有效序列，聚类分析得到361条uniESTs，BLASTX分析表明，有218条uniESTs和数据库中的蛋白序列有较高的相似性。99条uniESTs和数据库中的核酸序列有较高的相似性，但是找不到匹配的蛋白序列，还有44条uniESTs在GenBank数据库中既没有相似的核酸序列也没有相似的蛋白序列。218个已知功能的基因按照拟南芥功能基因组分类的方法可以分为13类，其中，与代谢相关的基因占27％，与蛋白质合成相关的基因占16％，与蛋白质加工相关的基因占10％，与转录相关的基因占10％，与细胞发育周期相关的基因占9％。
采用cDNA Macroarray的方法对获得的uniESTs进行分析，结果表明：160个uniESTs个在雌穗中是上调表达的，129个uniESTs在花丝中是上调表达的，125个uniESTs在雌穗和花丝都是上调表达的。为了验证cDNA MacroarTay结果的可靠性，采用实时定量PCR(Real-time quantitativePCR)方法对cDNA文库中的10个uniESTs进行了分析，结果表明两种方法获得的基因表达量是不完全一致的，但基因的表达模式相同，说明利用cDNAMacroaiTay对cDNA文库中分离到的基因进行表达谱的分析是可行的。
在这个cDNA文库中发现了一个和来源于水稻与拟南芥ERD4基因相似性很高的uniEST，这个uniEST在干旱胁迫下的雌穗和花丝中都上调表达的。采用5’-RACE和3’-RACE的方法得到了这个uniEST的cDNA全长，命名为ZmERD4。ZmERD4包含2073个bp，其中1776bp的开放阅读框，8bp的5-UTR和289 bp的3-LITR。Southern blot结果表明ZmERD4在玉米基因组中含有一个拷贝。RNA gel blot结果表明ZmERD4受干旱胁迫、高盐胁迫和ABA的诱导表达，但是不受低温(4℃)胁迫诱导表达。亚细胞定位结果表明ZmERD4在细胞核中特异表达；ZmERD4编码蛋白二级结构分析显示它是包含1个信号肽和7个跨膜区的整合膜蛋白；ZmERD4推导的氨基酸序列共具有8个蛋白激酶C磷酸化位点(Protein kinase C phosphorylation site)，14个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点(Casein kinaseⅡphosphorylation site)和3个十四烷基化位点(N-myristoylation site)。由于蛋白激酶C和酪蛋白激酶Ⅱ在细胞周期调节和信号转导方面有重要的作用，因此推断．ZmERD4可能在细胞信号转导方面受蛋白激酶C和酪蛋白激酶Ⅱ的调控；在逆境胁迫下，N-terminal myristoylation在膜靶和信号传导方面起着重要的作用。这种修饰在蛋白对膜的以及蛋白之间的相互作用方面是必要的。用ZmERD4转化拟南芥，T3代转基因植株在耐旱、抗盐方面明显高丁对照植株，这表明ZmERD4在非生物胁迫反应中起着重要的作用。