玉米(Zea mays L.)是全球最重要的粮食作物之一,病原菌引起的玉米病害直接影响玉米生产,导致巨大的经济损失。在长期的进化过程中,植物形成了多种防御机制来抵抗病原菌的侵染。JA(JasmoPevonedistat溶解度nic Acid,茉莉酸)信号通路的核心原件转录因子MYC2在植物抗病领域发挥重要作用。本实验室前期获得了拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtMYC2在玉米中的同源基因ZmMYC7(Zm00001d030028)。本研究通过对突变体的抗病性分析和抗病相关基因ZmPRs表达量的检测,明确了 ZmMYC7在玉米抵抗真菌病害中的功能;通过Co-IP(Co-Immunoprecipitation,免疫共沉淀)、EMSA(Electrophoretic Mobility Shift Assays,凝胶阻滞试验)、dual-LUC(dual-Luciferase Reporter Assay,双荧光素酶报告试验)分析,探究了 ZmMYC7与ZmJAZs的互作关系,以及ZmMYC7-ZmJAZs复合体对ZmERF147的调控作用;通过生信分析、亚细胞定位分PD-0332991析、突变体抗病性分析等,证实了 ZmERF147的抗病功能;通过启动子分析、Y1H(Yeast one hybrid,酵母单杂交试验)分析,初步确定了 ZmERF147的下游靶基因。本研究为阐明ZmMYC7-ZmJAZs复合体调控ZmERF147影响玉米抵抗病菌侵染的分子机制,以及培育玉米抗病新品种奠定了基础。主要研究结果如下:1.生物信息学分析显示玉米ZmMYC7氨基酸序列与高粱(Sorghum bicolor)SbMYC2相似度最高,在进化上具有高度保守性,RNA-seq数据显示禾谷镰孢(Fusarium graminearum)侵染后,ZmMYC7表达量显著上调;获得了 ZmMYC7转座子插入突变体myc7-m1,并鉴定其为纯合子;抗病性分析表明,与自交系B73相比,ZmMYC7转座子插入突变体myc7-m1对玉米弯孢霉叶斑病菌(Curvularialunata)、玉米小斑病菌(Cochliobolus heter)ostrophus、玉米圆斑病菌(Cochliobolus carbonum)、禾谷镰孢更敏感;qRT-PCR(quantitative Real-Time PCR)检测显示,ZmMYC7 突变后,抗病相关基因ZmPRs表达量显著下调。以上结果说Hepatic differentiation明ZmMYC7正调控玉米的抗病功能。2.启动子元件分析发现ZmERF147(Zm00001d043205)启动子包含ZmMYC7结合的关键基序G-box,且ZmMYC7突变后,ZmERF147的表达量显著下调;EMSA、dual-LUC试验证实了 ZmMYC7对ZmERF147具有调控作用;Co-IP试验发现ZmJAZ11(Zm00001d005813)、ZmJAZ12(Zm00001d006860)与 ZmMYC7 存在互作关系;dual-LUC试验发现ZmMYC7与ZmJAZ1 1、ZmJAZ12结合会抑制ZmMYC7对ZmERF147的激活作用。以上结果说明ZmMYC7-ZmJAZs复合体影响ZmMYC7对ZmERF147的调控作用。3.生物信息学分析显示ZmERF1 47氨基酸序列与二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdERF8相似度最高,在进化上具有高度保守性,RNA-seq数据显示禾谷镰孢侵染后,ZmMYC7表达量显著上调;亚细胞定位分析显示ZmERF147定位于细胞核;获得了ZmERF147转座子插入突变体erf147-m1,并鉴定其为纯合子;erf147-m1对玉米弯孢霉叶斑病菌、玉米小斑病菌、玉米圆斑病菌、禾谷镰孢的敏感性显著高于B73;erf147-m1中抗病相关基因ZmPRs表达量显著下调。以上结果说明ZmERF147正调控玉米抗病功能。4.启动子元件分析发现防御相关基因ZmDEF2(Zm00001d024302)启动子包含ZmERF147结合的关键基序GCC-box;ZmMYC7、ZmERF147突变后ZmDEF2的表达量显著下调;Y1H试验发现ZmERF147和ZmDEF2启动子在酵母中存在相互作用。以上结果初步证实了ZmDEF2是ZmERF147的下游靶基因。