铝胁迫是酸性土壤中一种严重影响玉米生长和发育的胁迫因子,对我国玉米的产量、品质以及粮食安全造成了严重的威胁。铝胁迫主要的作用部位是根系,可造成根系的生长受阻甚至坏死等,从而影响根系对养分和水分的吸收,造成农作物减产甚至死亡。因此,发掘铝胁迫响应关键基因并揭示其参与铝胁迫响应的功能和调控机理,对耐铝玉米种质的创制和新品种选育具有重要的意义。课题组通过前期研究,鉴定到一个玉米EMS诱变的矮化突变体zmmate30,该突变体根系较野生型显著缩短,但对铝胁迫的耐受性显著增加。本研究在此基础上,进一步围绕突变体根系对铝胁迫的抗性、生长素的响应、表达模式以及启动子表达活性等进行系统分析,以揭示ZmMATE30基因参与铝胁迫响应的生物学功能,获得的主要研究结果如下:1.通过对野生型WT和突变体zmmate30进行水培条件下的根系表型分析,发现玉米zmmate30突变体幼苗株高、叶长以及主根长度显著低于WT。2.对玉米WT和zmmate30进行外源NAA的处理,结果发现外源NAA处理后突变体的根系相对伸长率显著高于野生型,与野生型相比,突变体zmmate30植株根系对NAA处理不敏感。3.通过对玉米WT和zmmate30进行铝胁迫处理,发现突变体zmmate30的根系相对伸长率显著高于野生型,进一步的铝含量测定结果与铝胁迫表型一致,说明突变体对铝胁迫的抗性显著增加。4.对WT和zmmate30进行NAA与铝胁迫共处理,结果发现WT和zmmate30的根系相对伸长率显著高于铝单独处理,两种种质的根长受铝胁迫的抑制作用都显著减弱,说明NAA处理对玉米铝胁迫下的根生长抑制具有缓解作用。5.qRT-PCR结果显示,ZmMATE30基因在玉米主根PR、侧根LR和种子根SR中的表达量较高,在NAA单独处理以及铝单独处理后,该基因都能被显著诱导,在WT和突变体不同类型根中,ZmMATE30基因的表达模式有一定差异。6.克Liraglutide生产商隆了ZmMATE30启动子并获得了驱动GUS表达的转基因拟南芥植株,GUS活性分析表明Fetal Biometry,在铝胁迫条件下转基因植株中茎、叶以及根的表达活性Mirdametinib供应商显著增强,说明铝胁迫可以诱导玉米ZmMATE30基因启动子的表达。