植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases,RLKs)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物的生长发育及胁迫响应等过程中发挥着重要的作用。由于具有类似动物受体蛋白激酶(receptor protein kinases,RPKs)的特性,而绝大部分都没分离出与其特异结合的胞外配体,故称为类受体蛋白激酶。根据RLKs胞外域的不同,可分为多个亚家族,植物RLKs的多样性,反映在其结构和功能特性上,为植物细胞信号的研究开辟了广阔的新领域,对植物细胞感知和响应细胞外信号的机制有着深远的影响。玉米(Zea Mays L.)是世界上种植最广泛的作物,是食物、饲料、生物燃料和工业产品的重要来源,在全球粮食安全、经济贸易中扮演着重要的角色。课题前期查阅相关文献,获取玉米类受体蛋白激酶相关基因登陆号,基于已有的RNA-Seq数据,绘制了727个玉米类受体蛋白激酶基因在籽粒中的表达热聚图,从中筛选到了2个在玉米籽粒中表达量较高或特异性表达的基因作为候选基因。利用SMART分析蛋白保守结构域,发现都含有多个LRR重复结构单元,属于LRR-RLK亚家族成员,将其基因分别命名为ZmLRLK1和ZmLRLK2,利用Real time PCR分析它们的表达模式,发现ZmLRLK1仅在籽粒中有较高的相对表达水平,具有明显的组织表达特异性,而ZmLRLK2在籽粒和叶片等部位中均有不同程度的表达。以具有籽粒特异性表达特性的ZmLRLK1基因为研究对象,利用RNA组织原位杂交、亚细胞定位、酵母双杂交文库筛选、重组蛋白原核表达、抗体的制备及Western blotting检测等分子生物学方法初步分析了其功能,为进一步进行体外自磷酸化活性分析、筛选ZmLRLK1的胞外配体及胞内互作蛋白激酶等研究奠定基础。得到的主要结果如下:1.RNA组织原位杂交实验表明ZmLRLK1基因主要在胚乳中表达;从玉米胚乳cDNA中克隆的ZmLRLK1基因含有一个编码958个氨基酸的开放阅读框,SMART分析表明,ZmLRLK1蛋白具有一个包含7个保守LRR重复单元的胞外域,跨膜区和一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域,属于典型的LRR-RLK,其胞内域包含327个氨基酸残基,具有多个可能发生磷酸化的丝/苏氨酸位点。2.构建GFP融合表达载体,利用玉米叶片原生质体对ZmLRLK1蛋白进行亚细胞定位,结果显示ZmLRLK1主要定位于细胞膜上,可能定位于叶绿体膜上,是在膜上行使功能的蛋白;酵母自激活活性分析表明ZmLRLK1胞内域不具有自激活活性,可进行酵母双杂交实验。3.利用酵母双杂交分析ZmLRLK1形成同源二聚体的情况,结果表明二者不能直接发生相互作用,推测其可能与其它激酶形成异源二聚体参与信号转导途径或可能经某些修饰后,才具有功能活性;利用酵母双杂交筛选玉米胚乳cDNA文库中与ZmLRLK1相互作用的蛋白,结果表明淀粉合酶SSⅢa与翻译起始因子蛋白Eif4a能在酵母体内与ZmLRLK1相互作用。4.克隆ZmLRLK1蛋白胞内域对应的DNA序列,构建到pGEX-6t-1载体上,在大肠杆菌Transetta(DE3)菌株中进行诱导表达,表达出的重组蛋白具有可溶性,经纯化后进行了多克隆抗体的制备,从蛋白水平上检测了玉米籽粒中的ZmLRLK1蛋白。