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近年来,玉米(Zea may L.)已成为世界和我国第一大粮食作物,在全球粮食安全、经济贸易以及我国国民经济中占有举足轻重的地位。在玉米籽粒中,淀粉是其主要组成成分,其含量高达70%。胚乳传递细胞参与物质的短途运输过程,其发育与作物的产量有密切联系。玉米胚乳传递细胞为淀粉的合成场所胚乳传递营养物质,将间接影响籽粒中的淀粉积累。目前,还未见相关研究报道可同时参与调控玉米胚乳传递细胞发育以及淀粉合成相关基因表达的转录因子。课题组通过对玉米籽粒不同发育时期的表达谱数据分析,筛选到了 15个在授粉后12天左右高表达的转录因子,其中ZmMYBR19与已有功能研究的ZmMRP-1同源。同时,有关测序数据表明基因ZmMYBR19在玉米胚乳中也有表达。本论文主要采用RT-PCR、亚细胞定位、基因枪介导玉米胚乳及PEG介导原生质体转化的瞬时表达、酵母转化、酵母单杂交、酵母双杂交、原核表达等一系列实验技术,研究该转录因子的特性,分析基因表达模式,筛选顺式作用元件以及它对玉米胚乳传递细胞高表达基因、淀粉合成关键酶基因启动子的转录调控作用,初步探究该基因的功能,为进一步揭示玉米胚乳传递细胞发育以及淀粉合成调控的分子机制奠定基础。具体结果如下:1、构建亲缘进化树(NJ树)分析,表明ZmMYBR19与调控玉米胚乳传递细胞分化与功能的ZmMRP-1同源。以玉米自交系B73为实验材料,从玉米胚乳中成功克隆到ZmMYBR19基因,含有一个编码290个氨基酸的开放阅读框。对ZmMYBR19蛋白的高级结构进行预测分析,结果表明ZmMYBR19具有典型的MYB蛋白的二级结构、三级结构及结构域。2、实时定量PCR分析ZmMYBR19在不同时期及不同组织中的表达情况,结果表明:ZmMYBR19在花丝、雄穗、苗期根、苗期叶、成熟期胚轴以及玉米胚中几乎不表达;在玉米种子和胚乳中,ZmMYBR19在授粉后第14天表达量最高,其他时期表达量较低或几乎不表达;该转录因子具有明显的时空表达特异性。基因枪轰击介导洋葱表皮细胞对ZmMYBR19蛋白亚细胞定位,结果表明:ZmMYBR19只定位于细胞核中;酵母激活分析表明:ZmMYBR19全序列蛋白不具有转录激活活性。酵母单杂交实验结果表明:ZmMYBR19能在酵母体内结合GAGATA元件。3、酵母单杂交实验和瞬时过表达实验用于研究ZmMYBR19与相关基因启动子间的相互作用。结果表明:ZmMYBR19能在酵母体内结合淀粉合成相关基因SS1、ISA1、Bt2和Sh2的启动子,同时也能结合一些在胚乳传递细胞高表达基因的启动子。玉米叶片原生质体的瞬时表达分析表明;ZmMYBR19促进了在玉米胚乳传递细胞中高表达的基因Tc8403启动子的活性。玉米胚乳的瞬时表达结果表明:ZmMYBR19能够上调BT1、Bt2,Sh2、SSI、ISA1和SBEllb基因启动子的活性。结合酵母单杂交分析,ZmMYBR19通过与Bt2、Sh2、SSI和ISA1基因启动子的直接结合上调启动子活性。4、通过酵母双杂交对玉米胚乳文库筛选研究ZmMYBR19的相互作用蛋白,结果表明:组氨酸蛋白激酶HP2和参与淀粉合成关键酶基因调控的转录因子ZmMADS11能在酵母体内与ZmMYBR19相互作用。克隆玉米ZmMYBR19蛋白的编码序列连接入pGEX-6P-1载体,在大肠杆菌Rosetta?(DE3)菌株中进行原核表达,通过GenStarGST纯化得到了目的蛋白。