1、玉米（Zea mays）作為重要的經(jīng)濟作物之一，其生長和發(fā)育受到環(huán)境中生物和非生物逆境因子的脅迫，嚴重地制約玉米的產(chǎn)量和品質。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhizal，AM)真菌可與玉米形成的共生體，不僅能提高宿主從土壤中吸收大量的營養(yǎng)元素和水分，還能增強植株的抗逆性。前期發(fā)現(xiàn)，AM真菌可顯著促進玉米側根的生長，這可能由于AM真菌侵染改變植物根部生長素的重新分布從而誘導側根的增多，然而，其調節(jié)機制仍需進一步分析。至此，本研

2、究以AM真菌（Glomus versiforme）和玉米共生體為研究對象，通過AM真菌侵染后的玉米轉錄組分析結果，解析調控的關鍵調控網(wǎng)絡，利用玉米PIN基因家族的生物信息和誘導表達模式分析，發(fā)掘調節(jié)玉米根系生長素重新分布的關鍵PIN基因，并通過體外百脈根毛根體系和水稻穩(wěn)定轉化驗證該基因在調節(jié)生長素分布及側根生長中的作用。主要結果如下:
　　1.選取AM真菌侵染30天后的玉米側根，以未處理的根作為對照進行轉錄組分析，結果分析表明，7

3、1％以上序列可以mapping到玉米參考基因組上，23997個基因的表達量顯著上調，3721個基因的表達量被下調。GO富集分析可知，差異表達基因主要參與調控ATP、DNA和金屬離子結合相關。KEGG Pathway分析發(fā)現(xiàn)差異表達的基因主要分布在代謝通路，其次為植物激素信號通路和植物真菌互作通路。
　　2.依據(jù)PIN基因家族的Mem trans結構域特征，篩選玉米全基因組，發(fā)現(xiàn)14個玉米PIN同源基因，可以將其分為三個亞家族。熱圖

4、表達分析發(fā)現(xiàn)，ZmPIN5b和ZmPIN10b基因在任何組織中都不表達，而ZmPINY基因在所有組織中均表達。在玉米主根中均有表達的基因有ZmPIN1a-1d、ZmPIN8、ZmPIN10a、ZmPINY，尤其ZmPIN1a、ZmPIN1b基因在根中具有較高的表達水平。
　　3.利用RT-qPCR分析ZmPIN家族基因在AM真菌侵染后的表達模式，發(fā)現(xiàn)ZmPIN5c、ZmPIN10b、ZmPINX在二者共生30d后表達開始上調，而Z

5、mPIN5c和ZmPINX基因在共生整個過程均表現(xiàn)上調趨勢，ZmPIN10b基因僅在誘導初期具有較高的表達水平;與此相反地，ZmPIN1a、ZmPIN1c、ZmPIN9基因的表達量在AM真菌侵染前后基本不改變;ZmPIN1b、ZmPIN1d、ZmPIN2、ZmPINY基因在共生早期階段表達量均下降，但在后期表達量上升。
　　4.根據(jù)誘導表達分析結果，選取ZmPIN1a，ZmPIN5c，ZmPINY三個PIN家族基因，構建過表達（3