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玉米是世界上最重要的粮食和饲料作物之一,具有重要的经济价值。但是玉米籽粒中的赖氨酸含量较低,导致其营养价值的降低,因此研究玉米籽粒中的赖氨酸合成具有重要的意义。MicroRNA(miRNA)作为一类重要的非编码小RNA,不仅能够调控基因的表达,也能够介导phased small interfering RNA(phasiRNA)的产生。另外,在植物中也存在能够调控miRNA表达量的非编码 RNA,称为内源 miRNA 诱捕靶标(endogenous target mimics,eTM)。miRNA 与 phasiRNA及eTM组成的调控网络对于植物的生长发育有重要的作用。本论文对玉米籽粒中赖氨酸合成相关酶基因(lysine biosynthesis pathway genes,LBPGs)的共表达网络及与 miRNA 有关的 phasiRNA和eTM进行了鉴定和分析。基于玉米籽粒21个不同发育时期的RNA-seq数据,对玉米籽粒中LBPGs的共表达网络进行了分析。根据KEGG数据库对赖氨酸合成通路的注释及Phytozome上对基因的功能注释,确定了玉米中编码赖氨酸合成相关酶的基因:AK1/2/3、ASD、DHDPS1/2、DapB1/2、LL-DAP1/2/3-AT、DapF1/2 和lLysA1/2。在玉米中存在两个编码DHDPS的基因,这两个基因在玉米籽粒发育过程中的表达量及表达模式有较大的差异,DHDPS2在玉米籽粒发育过程中发挥主要的作用。在共表达网络中,与LBPGs共表达基因的功能与蛋白质的合成有密切的关系。此外,我们还找到一些潜在的能够调控赖氨酸合成的中心节点转录因子,如bZIP、HD-ZIP、MADS和MYB,它们作为中心节点基因能够对其所在模块内的基因有一定的调控作用。进一步,利用368个玉米籽粒自交系的RNA-seq及单核苷酸多态性数据,我们发现了 5个LBPGs有16个表达数量性状位点(expression quantitative trait loci,eQTL),包括5个顺式作用eQTL和11个反式作用eQTL,表明LBPGs受遗传变异的调控。利用玉米授粉后10天的种子及授粉后25天的胚和胚乳的小分子RNA及降解组测序数据,对玉米籽粒中的phasiRNA和eTM进行分析。共鉴定了 102个在玉米籽粒中表达的产生phasiRNA的位点(phased siRNA producing loci,PHAS),在这些PHAS位点中有80个(78.43%)倾向在胚乳组织、11个(10.78%)倾向于在胚组织和1个只在授粉后10天的种子中表达,而且有些PHAS位点和包含该位点的基因具有同样的组织表达特异性。在胚乳中,phasiRNA可以靶标调控醇溶蛋白和淀粉合成的基因O2和PBF及调控糊粉层发育的基因ZmDof3,并且在授粉后25天胚乳的降解组数据中能够检测到相应的切割信号,表明phasiRNA对玉米籽粒发育的重要性。此外,通过分析玉米基因组的基因间区序列与玉米籽粒中miRNA序列的碱基互补关系,共鉴定了 62个miRNA的151个eTM。利用53个玉米不同发育时期的籽粒、胚和胚乳的RNA-seq数据,发现有15个eTM在玉米籽粒中表达,并通过semi-qRT-PCR验证了其中4个eTM在玉米籽粒中表达。我们还发现这15个在玉米籽粒中表达的eTM所对应的miRNA有些能够调控籽粒的发育,表明了 eTM和miRNA组成的调控网络可能在玉米籽粒发育过程中发挥一定的作用。