磷是植物正常生长发育所必需的大量元素之一,参与植物光合作用、呼吸作用、碳代谢、信号传导和能量代谢等生理过程。据调查,世界范围内大量耕地有效磷缺乏,严重影响植物生长和作物产量。玉米(Zea mays L.)是一种重要的粮食作物兼饲料作物,玉米苗期是其生长的关键期和敏感期,磷缺乏严重抑制幼苗生长和后期发育。因此,对玉米苗期耐磷机制的研究不仅具有重要的科学意义,也将为农业上耐低磷品种的筛选和培育提供重要的理论指导。本研究在前期研究的基础上,以2个玉米自交系QXN233(耐低磷型),QXH0121C(低磷敏感性)为材料,通过沙培方法进行耐低磷特性的测定,并对这2个不同低磷耐性自交系进行干物质含量、根系形态和磷元素含量的检测分析。进一步通过Real-time PCR技术,检测了低磷胁迫应答的相关基因ZmPht1;1(GRMZM2G070087),ZmPht1;3(GRMZM2G112377),ZMPho2;5(GRMZM2G466265),ZmPht3;5(GRMZM2G009045)。所获得的结果如下:(1)在低磷条件下,低磷敏感型品种QXH0121C的叶片以及茎部都呈现严重的缺磷症状(颜色呈现严重的紫红色)。就干物重,根冠比,根表面积,根体积,根尖数量这些指标而言,耐低磷品种QXN233都高于敏感型品种QXH0121C。而对于磷素分配,由于玉米自交系要保证在低磷条件下的正常生长发育,因此需要将更多的磷素向地上部运输,故而QXN233整体磷素积累较QXH0121C高,且在根系中磷素的分配比显著低于自交系QXH0121C。(2)ZmPht1;1与ZmPht1;3都属于Pht1磷转运蛋白家族,含有MFS家族保守结构域,ZmPho2;5属于Pho磷转运蛋白家族,含PKc和UBCc家族保守结构域,ZmPht3;5属于Pht3磷转运蛋白家族,含有Mito-carr家族保守结构域,这4个基因的编码蛋白都与高粱的同源性较高。(3)通过荧光实时定量PCR检测4个基因在低磷胁迫下的2个玉米自交系中的表达差异,结果显示:1)正常供磷水平下,ZmPht1;1,ZmPht1;3在2个玉米自交系叶片中的表达量均无较明显的变化,但低磷胁迫下,ZmPht1;1和ZmPht1;3在QXH233叶片中的基因表达量分别为QXH0121C叶中的10倍和40倍左右。2)无论低磷还是正常条件下,ZmPht3;5在QXH233根部的表达量均显著高于其在QXH0121C中的表达;同时,该基因在QXH233根部的表达受到低磷胁迫的抑制。3)低磷胁迫下,ZmPho2;5在QXH233根部显著上调表达,而在QXH0121C的根部则下调表达。并且低磷胁迫时,该基因在QXH233根部的表达量约是在QXH0121C根部的8倍。可以看出上述4个磷转运相关基因均参与了QXH233对低磷胁迫的响应。结合磷素分配的研究结果,推测这是该自交系在低磷条件下能够有较高的磷素积累的原因之一。本研究选取耐低磷型玉米自交系QXN233和低磷敏感的QXH0121C为材料,研究低磷、正常、高磷三个生长条件下,两个自交系幼苗的生长及磷素的分配情况。并进一步确定了4个磷转运相关基因在自交系中的表达模式进行分析,揭示了低磷胁迫对玉米自交系的生长发育的及相关基因表达的影响,进而为寻找关键基因,提供了有价值的信息。这对后期挖掘和利用磷高效有关键的基因,从而提出玉米磷高效育种的策略具有一定的意义。