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作为重要的粮食与饲料作物,玉米(Zea may L.)在保证世界粮食安全、促进经济发展等方面起着不可代替的作用。籽粒是玉米产量最重要的构成因子,而籽粒灌浆速率的高低和灌浆持续的长短直接决定了籽粒产量。课题组前期的研究表明,zma-mi R159c在玉米不同灌浆时期表现出持续降低的表达趋势。本研究对玉米不同灌浆时期的籽粒进行了降解组测序和生物信息学预测,确定了zma-mi R159c的3个靶基因,均为GAMyb转录因子。为了探索zma-mi R159c参与籽粒灌浆的调控机制,采用玉米的遗传转化对zma-mi R159c过表达载体及其靶基因GAMyb敲除载体进行转化并获得转基因阳性株系,对阳性株系进行表型鉴定。随后,通过q RT-PCR分析了过表达mi R159c阳性植株中mi R159c、靶基因GAMybs及其下游调控基因在籽粒发育过程中的表达谱;同时利用DAP-seq分析了GAMYB转录因子的全基因组结合谱。以上工作为zma-mi R159c通过其靶基因参与玉米籽粒灌浆的级联分子调控网络的构建奠定基础。主要研究结论如下:1、利用生物信息学预测获得了2个与拟南芥Myb基因同源性很高的玉米基因GAMyb1、GAMyb2,推测其为zma-mi R159c可能的靶基因。利用降解组测序对玉米自交系郑58不同发育时期的籽粒zma-mi R159c的靶基因进行了分析,确定GAMyb1,GAMyb3为zma-mi R159c的2个靶基因。综上,GAMyb1、GAMyb2、GAMyb3为zma-mi R159c的候选靶基因,且编码GAMYB转录因子。2、构建了zma-mi R159c过表达载体和同时含3个候选靶基因的敲除载体,并进行了玉米的遗传转化。与野生型相比,过表达mi R159c的阳性植株的粒长、粒宽、百粒重显著增加;通过对过表达mi R159c玉米阳性植株mi RNA159及3个候选靶基因的表达量分析,表明过表达mi R159c植株里mi RNA159c表达量升高,同时GAMyb1、GAMyb2、GAMyb3表达量下降。暗示mi R159c与候选靶基因存在明显的负相关性。3、构建了3个候选靶基因的原核表达载体,并利用无细胞表达系统表达GAMYB1-Halo Tag、GAMYB2-Halo Tag、GAMYB3-Halo Tag的融合蛋白,并通过Halo Tag标签抗体的Western blot实验证实蛋白被成功表达;构建了玉米自交系B73叶片组织的DAP文库,将融合蛋白GAMYB1-Halo Tag与DAP文库结合,对富集到的DNA进行测序。共得到6094个与GAMYB1结合的Peaks,涉及到865个基因。GAMYB1结合的DNA序列Peaks主要分布在基因间区。与GAMYB1结合的motif为TAACTTCCTA。该motif在包括mi R169,SDN3、CDK、MPK等在内的357个基因的启动子区域被检测到。对其中244功能基因的GO注释表明GAMYB1调控参与激素响应、细胞分裂、环境胁迫应答等多种生物学过程。基于GAMYB1的DAP-seq数据获得的直接互作关系,构建了zma-mi R159c-GAMyb调控籽粒灌浆的初级基因互作网络。