1、玉米的根系發(fā)達，包括不同發(fā)育階段形成的主根，側根和莖生根等。在玉米胚胎后時期形成的莖生根構成了成熟玉米的主要根系。玉米的莖生根包括形成于地下部位的冠根以及地上部位的氣生根。迄今為止，對玉米氣生根的發(fā)育所進行的研究主要集中于形態(tài)學和生理學水平，然而對其早期發(fā)育的分子調控機制知之甚少。為此，本研究使用高通量測序技術即Solexa測序技術分別對未產生氣生根的玉米莖節(jié)組織（N）和剛突出氣生根的玉米莖節(jié)組織（NR）的整個轉錄組進行了測序，以分析玉

2、米氣生根起始過程中轉錄組水平的變化。兩種組織轉錄組測序共產生了多于500萬個標簽，N與NR中各包括149524與178131個清晰標簽。清晰標簽中各有82864和91678個標簽能夠匹配到參考基因上，所占的比例分別達到55.4％和51.5％。將差異表達倍數log2值>2或<-2，同時P值<0.001的標簽定義為差異表達顯著的標簽，并對差異表達顯著的標簽進行分析。除去匹配至未知功能基因的標簽，將剩下的143個上調和152個下調的標簽所對應

3、基因按照功能劃分至代謝，信號轉導，細胞運輸以及抗蟲反應等11個類別中。含有差異表達基因數目最多的功能類別是代謝，信號轉導以及細胞運輸。大部分參與到蛋白質結合與細胞壁代謝過程中的基因的表達豐度在氣生根早期發(fā)育過程中被明顯上調，而參與到細胞循環(huán)，DNA復制途徑中的基因被下調，表明這些被明顯上調或者下調的基因可能直接參與到玉米氣生根早期發(fā)育的調節(jié)過程中。之后使用熒光定量PCR技術檢測了芯片中23個基因的表達模式，結果與Solexa測序得到的結

4、果基本一致。
　　 將測序獲得的氣生根數據與之前發(fā)表的側根和不定根數據進行比較，發(fā)現有許多基因甚至生物學途徑在玉米氣生根、側根和不定根發(fā)育過程中是共同存在的，例如參與到細胞壁降解與合成，生長素運輸與信號轉導，和抗逆信號途徑的基因等。另外，將獲得的玉米氣生根轉錄組與玉米主根的轉錄組比較，發(fā)現兩種玉米根系轉錄組涉及的基因的功能與表達豐度均存在著極大的差異,表明氣生根和主根的功能以及早期發(fā)育的調控機制可能完全不同。
　　 我們

5、還篩選了15個數據庫中差異表達明顯的基因，在擬南芥中異源超表達后觀察超表達植株根系變化，對基因功能進行了初步分析。目前為止，在已經獲得的4個玉米基因的純合體超表達擬南芥中，玉米皮層細胞輪廓蛋白ZmCCD在擬南芥中超表達后導致擬南芥主根的伸長受到抑制，且這一表型在高濃度生長素的作用下能夠得到恢復，表明ZmCCD可能直接參與到生長素調控的玉米根系甚至氣生根的早期發(fā)育過程中。
　　 綜上所述，通過高通量測序的方法我們首次揭示了玉米氣生