表观遗传和遗传协同参与生长发育、基因表达调控、环境信号响应等过程,是生物多样性的基础。植物在遭受胁迫时,可以通过各种表观遗传调控方式来增强植株的抵抗能力。JmGut microbiomej C蛋白是重要的组蛋白去甲基化酶,在植物逆境胁迫中发挥着重要的作用。镉(Cadmium,Cd)存在于土壤中,一种对植物有毒性非必需金属微量元素。由于工业污染,农药化肥的不合理使用,污水灌溉等,使得大量的Cd进入到土壤。Cd的形态主要由水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态等多种形式存在于土壤中,水溶态和离子交换态会被植物吸收,富集在植物体内和籽粒,通过食物链的传递和累积对人体造成严重的伤害。同时Cd胁迫会导致玉米植株的枯萎,甚至减少产量。玉米(Zea mays L.)是重要的粮食作物。因此,提高玉米抗Cd的能力尤为重要。本研究通过对转录组数据的分析,解析了基因在响应镉胁迫后的7类表达模式,并从中挖掘出参与Cd胁迫响应的表观修饰因子,命名为Zm JMJ20。本试验以玉米B73和以B73为背景的EMS突变体jmj20为材料,通过生物信息学分析、生理生化方法和RNA-Seq技术,探究Zm JMJ20对Cd胁迫抗性的机理。本研究的主要结果如下:(1)进化树分析和结构域分析表明,确定了Zm JMJ20属于Jmj C家族中Jmj C-only亚家族,Zm JMJ20具有保守性。RT-q PCR结果表明,Zm JMJ20的野生型在玉米组织内表达,且Cd处理下各个时期表达量升高,其中在12h的表达量达到峰值。(2)Cd胁迫会导致植物矮获悉更多小、叶片黄化卷曲、叶尖干枯褐变、根长变短、侧根减少等表型,而jmj20表型失绿情况较轻,叶片黄化萎蔫程度较小。同时,Cd胁迫会对jmj20和野生型的株高、根长、鲜重和干重产生影响。以上结果都暗示着Zm JMJ20参与到了玉米幼苗对Cd胁迫的耐受DS-3201。(3)通过野生型与jmj20的Cd处理12h幼苗转录组数据的比较分析,发现光合途径相关基因在jmj20中上调,这与表型和生理指标一致。同时发现信号转导途径,膜转运途径,苯丙烷的生物合成和木质素生物合成途径相关基因在jmj20中下调。苯丙烷的生物合成被确定为响应Cd胁迫的关键途径。综上,在Cd胁迫下,jmj20幼苗叶片黄化程度较轻。同时,转录组分析发现光合途径相关基因在jmj20中上调,这与失绿程度较轻表型和生理指标结果一致。同时发现信号转导途径,膜转运途径,苯丙烷的生物合成和木质素生物合成途径相关基因在jmj20中下调,可能为Zm JMJ20响应Cd胁迫的关键途径。