拟南芥SPA(Suppressor of phy A-105)是光形态建成的重要负向调控因子,参与光形态建成、开花时间、避荫性和气孔开张等的调控。本研究通过玉orthopedic medicine米的四个SPA基因的克隆和转基因分析来探究它们在玉米光形态建成,以及株高和开花期调控的功能。本研selleck究以玉米自交系B73为材料克隆了四个SPA基因,分别命名为Zm SPA1、Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4。生物信息学分析了其蛋白结构域;利用实时定量PCR方法分析Zm SPA1、Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4在玉米不同组织中的转录丰度,及其对不同光质、转换光和长短日照处理的响应;并对Zm SPAs蛋白进行了亚细胞定位分析。构建Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4植物表达载体,获得拟南芥转基因株系,并在不同光照、光周期及遮荫条件下进行表型鉴定。结果表明,玉米与禾本科植物的SPAs氨基酸序列一致性较高,并且与高粱、南荻和拟南芥的SPAs蛋白具有相同的功能结构域。Zm SPA1在根与叶片中的表达量无显著性差异,而Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4主要在叶片中表达。Zm SPAs能强烈响应远红光、红Nirogacestat作用光、蓝光和白光处理,在黑暗到蓝光转换时转录丰度峰值最高,并且Zm SPA3和Zm SPA4的转录丰度高于Zm SPA1和Zm SPA2。在长日照和短日照处理下,Zm SPA3和Zm SPA4表达模式相似,而Zm SPA1和Zm SPA2明显不同,暗示4个Zm SPAs在玉米生长和发育中,存在功能冗余和差异。亚细胞定位显示,Zm SPA1和Zm SPA2定位于细胞核,而Zm SPA3和Zm SPA4定位于细胞核及可能定位于质膜上。在拟南芥中异源表达Zm SPA2仅在红光条件下可以互补拟南芥spa1234突变体表型,而Zm SPA3和Zm SPA4转基因能在黑暗、红光和蓝光条件下均可互补拟南芥spa1234突变体表型;Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4基因对spa1234突变体的叶柄长、叶长、叶宽、叶面积、叶绿素含量和成株株高均有显著调节。Zm SPA3和Zm SPA4均可在长日照和短日照条件下,导致株高显著增加,并且它们促进遮荫条件下的下胚轴伸长。总之,本研究对4个Zm SPAs基因进行了响应光质处理的表达模式分析,并对Zm SPA2、Zm SPA3和Zm SPA4基因进行互补拟南芥spa1234突变体表型分析和功能验证,为其在玉米生长和发育的功能研究奠定了研究基础。