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玉米转录因子ABP9(ABRE binding protein 9)是通过酵母单杂交的方法,以活性氧清除基因Cat1(Catalase1)启动子的顺式元件ABRE2为目标序列,从玉米自交系齐319授粉后17天的幼胚cDNA文库中筛选得到的能够与ABRE2结合的转录因子。ABP9全长cDNA序列共1 510 bp,其中开放阅读框(ORF)为1 158 bp,编码358个氨基酸。据此cDNA序列,本实验室前期通过PCR法克隆了ABP9编码区的基因组序列,还通过PCR步移法克隆了ABP9起始ATG上游2 006 bp的启动子序列。研究表明,ABP9基因的表达受ABA、干旱、H2O2和高盐胁迫等非生物逆境的诱导;ABP9过表达转基因拟南芥能大幅度提高植株对干旱、低温、高盐等多种非生物逆境的耐受性,在逆境下,转ABP9拟南芥能提高植株的光合能力,具有更强的ROS清除能力,且表现出ABA和气孔关闭响应的高敏感性。这些结果说明ABP9基因在植物抗逆性过程中发挥了重要的作用。尽管如此,对于ABP9的认知和应用还有待于进一步研究。存在的科学问题有:ABP9基因完整且准确的基因组序列和染色体定位信息;ABP9在玉米整个生育期的时空表达特异性以及转基因功能等。本文第一部分是对已构建好的玉米自交系齐319的细菌人工染色体(Bacterial artificial chromosome,BAC)文库中含有ABP9基因的单克隆进行筛选,通过测序和比对来获得ABP9准确的基因组序列和染色体定位信息;第二部分是通过构建Pabp9-GUS载体并转化玉米以研究该基因在玉米的整个生长发育过程中的时空表达特异性;第三部分是将ABP9基因与不同强度启动子进行融合以研究其在转基因玉米中表型及抗逆能力,以期筛选到驱动ABP9适量表达的启动子,用以培育生长发育和抗逆性俱佳的玉米新品种。主要研究成果如下:1、应用PCR分级筛选法从玉米自交系齐319的BAC文库中筛选到19个含有ABP9基因的一级阳性混池;从BAC-103,BAC-159两个一级阳性混池中筛选到4个含有ABP9基因的阳性单克隆,分别是:BAC-103-C3、BAC-103-L5、BAC-159-D1、BAC-159-E1。2、阳性单克隆BAC-103-C3经全序列测定获得了ABP9基因准确的基因组序列及其旁侧基因组序列;序列比对后将ABP9基因定位于玉米自交系Mo17基因组的3号染色体上。3、对ABP9基因启动子Pabp9驱动GUS表达的转基因玉米生育期各组织器官的GUS染色和GUS相对酶活进行分析,ABP9基因在种子萌发24小时(G0)的胚芽和胚根、播种6天(G1)的整个植株,V18期、R1期的雌穗及授粉第6、第8天的籽粒种皮中表达最强,其他时期的组织器官中表达较弱或不表达,推测该基因是一个组织特异性表达的基因,并且参与玉米籽粒发育早期的调控。4、对水稻α-微管蛋白基因Os-TubA4启动子Postuba4驱动ABP9表达的转基因玉米干旱逆境下的光合参数进行测定,转基因株系比非转基因株系的光合能力和水分利用效率更强,说明Postuba4-ABP9转基因株系可以提高玉米的抗旱能力。5、根据玉米基因芯片的分析结果从玉米自交系B73中克隆了六个中等强度表达的启动子,根据原生质体瞬时表达结果从中筛选到两个相对表达量较高的启动子,构建稳定表达载体并进行玉米遗传转化以供下一步分析。本文的研究结果对于ABP9基因的结构、功能、表达调控的研究以及该基因分子标记的开发、分子标记辅助和转基因抗逆育种奠定了基础。