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玉米是我国五大粮食作物之一,在我国的农业生产和经济发展中发挥着重要的作用。玉米在其生长发育过程中,会受到病虫害的影响,这不仅会导致其产量降低,还会影响籽粒的食用、饲用品质。茉莉酸(Jasmonate,JA)是重要的植物激素,广泛参与植物的生长发育与胁迫响应等过程。MYC2属于bHLH转录因子大家族,是JA信号路径中的核心调控因子,参与调控大量JA响应基因,能够与JAZ蛋白结合,处于JA信号路径的上游,在植物中能够参与多种生物以及非生物胁迫响应过程。目前,在模式植物拟南芥中MYC2被广泛的研究,在水稻、番茄、马铃薯、紫杉醇、烟草、香蕉、苹果等植物中也有少量研究,但在玉米中还未有文献报道。本研究首先通过进化分析,选出玉米中与AtMYC2序列相似度最高的一个bHLH转录因子,即ZmMYC2,对其进行下一步的研究。利用qRT-PCR技术检测了ZmMYC2在多种生物胁迫、非生物胁迫以及激素处理下的表达模式;同时通过酵母双杂交,分析了ZmMYC2与JA信号抑制因子JAZ蛋白的互作情况;再通过在拟南芥中将ZmMYC2进行异源表达,进一步探索了ZmMYC2在JA介导的生长、发育与胁迫响应中的生物学功能。主要结果如下:1.将玉米基因组中的bHLH家族基因与AtMYC2进行进化分析,筛选出ZmMYC2。将ZmMYC2与在其它植物中被研究报道的MYC2进行系统进化分析,发现ZmMYC2与OsMYC2的亲缘关系最近。将ZmMYC2与拟南芥中研究最为清楚的AtMYC2、AtMYC3、AtMYC4进行氨基酸序列比对,发现ZmMYC2同样含有多个保守的功能结构域,表明该基因可能与其具有相似的功能。2.利用qRT-PCR技术,分析了ZmMYC2在不同处理下的表达情况。结果表明,MeJA处理能够快速且大量地在玉米叶片中诱导ZmMYC2表达,说明ZmMYC2可能参与对JA信号的调控中;同时,在地上部分,MeJA+EP的联合处理、病原菌的侵染和机械损伤也能够诱导ZmMYC2表达;但在SA、GA的处理下ZmMYC2的表达受到明显抑制。而在地下部分,ABA、PEG6000、NaCl处理能够在玉米地下部分诱导ZmMYC2表达;以上结果表明,ZmMYC2可能通过调控JA信号以及与其它激素的互作网络,参与到玉米对多种生物以及非生物胁迫的响应过程中。3.通过酵母双杂交发现,ZmMYC2能够与玉米中的ZmJAZ14、ZmJAZ17以及拟南芥中的AtJAZ1和AtJAZ9互作,这表明ZmMYC2可能通过与JAZ蛋白互作参与JA信号途径。4.将ZmMYC2在拟南芥野生型和MYC三重突变体myc234中进行过表达,对获得的转基因拟南芥株系进行MeJA处理,观察MeJA对根生长的抑制情况。结果发现,过表达ZmMYC2的拟南芥根系明显短于野生型拟南芥;而myc234对JA不敏感,在MeJA的处理下根系生长不受影响,但互补表达ZmMYC2恢复了其对JA的敏感性,根系生长受到明显抑制。以上结果表明,ZmMYC2参与到JA抑制根系生长的过程中。5.进一步对转基因拟南芥株系进行花青素积累观察发现,在myc234中MeJA不能诱导花青素的积累,而互补表达ZmMYC2后,花青素的积累得以恢复,表明ZmMYC2补偿了拟南芥中的由MYC2基因缺失引起的花青素积累受阻,参与了拟南芥中JA诱导花青素的累积过程。6.对不同遗传背景的拟南芥株系的离体叶片进行灰霉菌菌丝的接种,通过观察其发病情况发现,过表达ZmMYC2的叶片病斑显著小于野生型,说明ZmMYC2增强了拟南芥对灰霉菌的抗性。但是,ZmMYC2-OE/myc234与myc234相比,并没有观察到病斑面积的显著差异,这可能是由于单独转入ZmMYC2不足以弥补由MYC2/3/4突变引起的灰霉菌抗性的缺失。结论:本研究通过克隆玉米中的ZmMYC2基因并对其功能进行初步分析发现,ZmMYC2能够被JA诱导,同时响应多种生物与非生物胁迫以及激素的处理;并且,ZmMYC2与JA信号抑制因子JAZ蛋白ZmJAZ14及ZmJAZ17存在互作;通过在拟南芥中异源表达ZmMYC2,发现ZmMYC2参与到JA介导的根生长抑制、花青素诱导积累以及病原菌侵染的响应过程中。本研究为后续进一步分析ZmMYC2在玉米中参与调控JA介导的生长发育与防御响应的分子机制奠定了基础。