湯 彬,耿存娟,曾 強(qiáng),郭歡樂,李 涵,曹鐘洋,鄧力超,彭 明,周 虹,陳志輝

(1.湖南省作物研究所,湖南 長沙 410125;2.湖南智行三湘農(nóng)林科技有限公司,湖南 長沙 410205)

在全球變暖的大背景下,氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性加劇,全球氣候變化引起的高溫?zé)岷σ呀?jīng)逐漸成為限制玉米生產(chǎn)的主要非生物脅迫因子[1]。解析玉米耐高溫的分子機(jī)理,提高玉米品種的耐高溫能力,兼具重大的理論意義和應(yīng)用價值,受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[2-4]。玉米生長發(fā)育適宜的日平均溫度為28～32 ℃,當(dāng)溫度超過32 ℃會顯著影響玉米正常的生長發(fā)育過程,產(chǎn)生光合作用受阻、蒸騰速率增加、花粉失活、籽粒灌漿期縮短等不利因素,最終造成減產(chǎn)甚至絕收[1]。

玉米是湖南省第一大旱糧作物,常年種植面積保持在40萬hm2左右。湖南省屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,每年7—8月為此地區(qū)常年高溫時期,正好也是春玉米籽粒灌漿和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期。在氣候變化影響下,高溫顯著降低了湖南春玉米的光溫生產(chǎn)潛力[5]。因此,提高玉米籽粒形成期的耐高溫能力是選育適應(yīng)本地區(qū)氣候特點(diǎn)的耐高溫玉米新品種的重要育種目標(biāo)。

轉(zhuǎn)錄組測序是研究植物轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分子生物學(xué)技術(shù),可以快速、有效地鑒定植物響應(yīng)高溫脅迫相關(guān)的基因及其代謝通路[6-7]。盡管轉(zhuǎn)錄組學(xué)測序技術(shù)(RNA-Seq)已經(jīng)鑒定了大量玉米響應(yīng)高溫脅迫相關(guān)的差異表達(dá)基因,但是已有研究的取樣部位主要是玉米葉片[8]和花藥[9],對籽粒響應(yīng)高溫脅迫的研究相對較少,且多數(shù)研究都只涉及單一玉米自交系[10]或雜交種[11],缺乏對不同耐高溫自交系基因型差異的比較分析,無法揭示不同耐高溫優(yōu)良等位基因的功能差異。

表型鑒定和多組學(xué)方法(轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組)聯(lián)合分析表明,糯玉米籽粒發(fā)育早期(授粉后1～15 d)的高溫脅迫會影響整個籽粒發(fā)育時期,籽粒中生長素、脫落酸和水楊酸信號通路相關(guān)基因和蛋白質(zhì)的差異表達(dá)可能參與調(diào)控高溫脅迫下籽粒代謝過程[12]。鑒于此,本研究在前期耐高溫自交系篩選的基礎(chǔ)上,通過對耐高溫自交系XN202和敏感自交系CT110授粉后1～15 d的籽粒進(jìn)行高溫脅迫處理,研究不同耐高溫玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫的基因表達(dá)差異,在基因水平解析不同玉米種質(zhì)響應(yīng)高溫脅迫的分子機(jī)制,并將DEGs與已報(bào)道的玉米耐高溫相關(guān)性狀QTL/SNP定位結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析,以期進(jìn)一步挖掘玉米籽粒響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵基因,為后續(xù)耐高溫玉米新品種培育提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料耐高溫自交系XN202和敏感自交系CT110分別來源于湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所和國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。

1.2 高溫脅迫處理

盆栽試驗(yàn)于2021年4—7月在湖南省作物研究所進(jìn)行。收集田間土壤置于盆缽(高38 cm、直徑43 cm),每盆施12 g復(fù)合肥(N-P2O5-K2O為15%-15%-15%)作為基肥,并在每個盆缽中種植3粒種子,出苗后定苗至1株,拔節(jié)期每盆追施6 g尿素(N 46%),定期澆水使土壤含水量保持在70%左右。所有植株在室外自然條件下生長至開花期,吐絲后3 d進(jìn)行人工授粉,授粉后1 d選擇生長一致的植株移入溫室大棚進(jìn)行高溫處理。以室外自然溫度正常生長的植株為對照,每個處理9盆。高溫處理后15 d,選3株玉米果穗中部籽粒混合作為1個生物學(xué)重復(fù),包含3個生物學(xué)重復(fù),于液氮中速凍后將樣品保存在-80 ℃的超低溫冰箱。高溫處理下,耐高溫的自交系分別命名為THT1、THT2、THT3;不耐高溫的自交系分別命名為SHT1、SHT2、SHT3。室外自然溫度正常生長條件下,耐高溫的自交系分別命名為TCK1、TCK2、TCK3;不耐高溫的自交系分別命名為SCK1、SCK2、SCK3。由北京百邁客生物科技有限公司開展籽粒RNA樣品的提取和質(zhì)量檢測,構(gòu)建測序文庫并進(jìn)行質(zhì)量控制,最后完成所有樣品的高通量測序。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用百邁客云平臺BMKCloud(www.biocloud.net) 提供的生物信息學(xué)分析流程進(jìn)行分析。將測序數(shù)據(jù)與參考玉米基因組數(shù)據(jù)庫(B73_RefGen_v3版本)進(jìn)行比對,采用FPKM(Fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped)值進(jìn)行歸一化后作為衡量基因表達(dá)水平的指標(biāo)。差異表達(dá)基因通過DESeq2_edgeR軟件進(jìn)行篩選與檢測,篩選標(biāo)準(zhǔn)為2組(正常對照和高溫脅迫處理)樣品間基因表達(dá)量的差異倍數(shù)(Fold change)≥2 同時錯誤發(fā)現(xiàn)率(False discovery rate,FDR)<0.01。最后,提取各差異表達(dá)基因集的注釋信息,使用GOseq R和 KOBAS軟件包進(jìn)行差異表達(dá)基因集的GO節(jié)點(diǎn)或KEGG通路富集分析(FDR<0.05)。柱形圖的繪制使用GraphPad Prism v.8.0.0軟件(San Diego,CA,USA)完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫脅迫對玉米自交系的影響

采用分期播種的方法對511份玉米自交系進(jìn)行開花期耐高溫綜合評價。以單穗總質(zhì)量、單穗籽粒質(zhì)量和單穗粒數(shù)3個性狀耐高溫系數(shù)(耐高溫系數(shù)=高溫性狀值/對照測定值)的平均值,作為耐高溫綜合系數(shù),將玉米自交系的耐高溫特性分為5個等級(極強(qiáng):耐高溫系數(shù)≥0.8;較強(qiáng):0.8>耐高溫系數(shù)≥0.6;中等:0.6>耐高溫系數(shù)≥0.4;較弱:0.4>耐高溫系數(shù)≥0.2;極弱:耐高溫系數(shù)<0.2),篩選出耐高溫自交系XN202和敏感自交系CT110(圖1)。

圖1 玉米自交系耐高溫田間鑒定

2.2 轉(zhuǎn)錄組測序質(zhì)控分析

分別提取XN202和CT110授粉后15 d的籽粒RNA用Illumina平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,將正常條件和高溫脅迫下耐高溫自交系的樣品分別命名為TCK-1-2-3和THT-1-2-3,不耐高溫自交系的樣品分別命名為SCK-1-2-3和SHT-1-2-3。12個樣品(2個品種、2個處理、3次生物學(xué)重復(fù))共獲得83 061 999 806過濾堿基數(shù)(Clean bases),各樣品過濾堿基數(shù)(Clean bases)均達(dá)到5 917 021 526,Q30堿基百分比在92.59%及以上,GC含量約為53%,經(jīng)過質(zhì)量剪切統(tǒng)計(jì)后獲得各樣品的過濾序列(Clean reads)與指定的參考基因組進(jìn)行序列比對,唯一配對序列從74.40%到81.59%不等(表1),表明本研究籽粒轉(zhuǎn)錄測序的質(zhì)量較好,參考基因組選擇合理,可以進(jìn)行后續(xù)分析。

表1 測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.3 不同耐高溫玉米自交系籽?；虮磉_(dá)差異

為研究正常對照和高溫脅迫下不同耐高溫玉米自交系籽粒基因表達(dá)變化,使用DESeq2_edgeR軟件鑒定差異表達(dá)基因(Differentially expressed gene,DEG)。SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3對比組共篩選出1 012個表達(dá)變化水平大于2倍的DEGs,其中上調(diào)DEGs共有386個,下調(diào)DEGs共有626個;TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組共篩選出1 517個表達(dá)變化水平大于2倍的DEGs,其中上調(diào)DEGs共有801個,下調(diào)DEGs共有716個;TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3對比組與SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3對比組共檢測到142個共同的DEGs,其中上調(diào)DEGs共有74個,下調(diào)DEGs共有44個,表達(dá)模式相反的DEGs共有24個(表2)。結(jié)果表明,耐高溫自交系響應(yīng)高溫脅迫的基因數(shù)量更多,且有更多的DEGs表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá)。上調(diào)和下調(diào)DEGs數(shù)目的差異說明不同耐高溫玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫的基因存在較大差異,可能涉及一系列基因參與的生理生化過程。

2.4 差異表達(dá)基因的GO富集分析

參考生物學(xué)過程、細(xì)胞組分和分子功能3個大類的基因GO功能注釋,對高溫脅迫下玉米籽粒的DEGs 進(jìn)行GO富集分析,XN202和CT110分別得到353,341個DEGs被顯著富集。在富集顯著的前 20個GO功能注釋分類中,SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組和TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組中的DEGs分別富集在11,6個生物學(xué)過程,3,9個細(xì)胞組分,6,5個分子功能(圖2)。

A.CT110;B.XN202。

富集在生物學(xué)過程的亞類中,SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在蛋白質(zhì)折疊(GO:0006457)、熱激反應(yīng)(GO:0009408),分別有39,29個基因功能得到注釋;TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在翻譯(GO:0006412),共有67個基因功能得到注釋;DNA復(fù)制起始(GO:0006270)是二者共有的顯著富集代謝通路,說明在玉米籽粒響應(yīng)高溫脅迫的生物學(xué)過程中DNA復(fù)制起始發(fā)揮重要作用。

富集在細(xì)胞組分的亞類中,SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在核小體(GO:0000786),共有28個基因功能得到注釋;TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在核糖體(GO:0005840)和細(xì)胞質(zhì)核糖體大亞基(GO:0022625),分別有37,35個基因功能得到注釋;二者共有3個顯著富集代謝通路,分別為核小體(GO:0000786)、微小染色體維持復(fù)合物(GO:0042555)、DNA引物酶-多聚酶α復(fù)合體(GO:0005658)。

富集在分子功能的亞類中,SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在未折疊蛋白結(jié)合(GO:0051082)、蛋白質(zhì)異二聚活性(GO:0046982),分別有42,28個基因功能得到注釋;TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在核糖體的結(jié)構(gòu)組成(GO:0003735),共有85個基因功能得到注釋;營養(yǎng)庫活性(GO:0045735)是二者共有的顯著富集代謝通路。

2.5 差異表達(dá)基因的KEGG富集分析

為進(jìn)一步解析玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫的代謝調(diào)控通路,分析DEGs可能參與的生物學(xué)功能,分別對不同耐高溫自交系響應(yīng)高溫脅迫的DEGs進(jìn)行KEGG代謝通路富集分析,XN202和CT110分別得到176,138個DEGs 被顯著富集(表3)。

表3 差異表達(dá)基因的KEGG注釋

SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工(ko04141)、DNA復(fù)制(ko03030)、同源重組(ko03440)、錯配修復(fù)(ko03430)、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)、嘌呤代謝(ko00230)、谷胱甘肽代謝(ko00480)等途徑。有52個DEGs富集到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工是KEGG富集分析最顯著的通路。

TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組的DEGs主要集中在核糖體(ko03010)、DNA復(fù)制(ko03030)、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)、精氨酸生物合成(ko00220)、乙醛酸和二羧酸代謝(ko00630)、真核生物核糖體的生物合成(ko03008)等途徑。有89個DEGs富集到核糖體是KEGG富集分析最顯著的通路。

二者共有2個顯著富集代謝途徑,分別為DNA復(fù)制和丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝。

2.6 差異表達(dá)基因的COG功能注釋分析

對不同耐高溫玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫的DEGs進(jìn)行COG同源分類,XN202和CT110分別得到540,365個DEGs有COG功能注釋信息,分別屬于24,21個功能類別(圖3),其中XN202的DEGs主要分布于翻譯,核糖體結(jié)構(gòu)和生物起源(98個DEGs)、翻譯后修飾,蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)(57個DEGs)、一般功能預(yù)測(46個DEGs)、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(44個DEGs)、碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(41個DEGs)、信號傳導(dǎo)機(jī)制(34個DEGs)、次生代謝產(chǎn)物的合成,轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(31個DEGs)、復(fù)制,重組和修復(fù)(30個DEGs)、防御機(jī)制(26個DEGs)、細(xì)胞壁/細(xì)胞膜/包膜的生物發(fā)生(24個DEGs)10個主要分類(富集DEGs個數(shù)≥20個);CT110的DEGs主要分布于翻譯后修飾,蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)(81個DEGs)、碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(37個DEGs)、信號傳導(dǎo)機(jī)制(33個DEGs)、復(fù)制,重組和修復(fù)(29個DEGs)、一般功能預(yù)測(26個DEGs)、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝(20個DEGs)6個主要分類(富集DEGs個數(shù)≥20個)。COG注釋結(jié)果在宏觀上解析了不同耐高溫玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫相關(guān)基因的功能分布特征。

圖3 COG功能分類

2.7 玉米自交系籽粒響應(yīng)高溫脅迫的轉(zhuǎn)錄因子分析

在鑒定的2 387個DEGs中,共有49個轉(zhuǎn)錄因子家族的125個轉(zhuǎn)錄因子,主要有AP2/ERF(12個)、AUX/IAA(3個)、bHLH(7個)、bZIP(5個)、C2H2(5個)、GARP-G2-like(5個)、HMG(4個)、HSF(6個)、MADS(5個)、MYB(9個)、NAC(9個)、WRKY(3個)等參與植物生長發(fā)育和逆境脅迫響應(yīng)相關(guān)的重要轉(zhuǎn)錄因子。

TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組與SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組檢測到142個共同的DEGs中有7個轉(zhuǎn)錄因子,其中共同上調(diào)的轉(zhuǎn)錄因子5個(GRMZM2G030768、GRMZM2G033828、GRMZM2G062657、GRMZM2G125648、GRMZM2G395749),共同下調(diào)的轉(zhuǎn)錄因子2個(GRMZM2G011110和GRMZM2G042756均為AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子),這些基因可能在玉米籽粒響應(yīng)高溫脅迫過程中發(fā)揮重要作用。

2.8 差異表達(dá)基因與耐高溫QTL區(qū)間的聯(lián)合分析

將DEGs與已報(bào)道的玉米耐高溫相關(guān)性狀QTL定位和全基因組關(guān)聯(lián)分析定位結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析,共有374個DEGs與已有研究報(bào)道的QTL區(qū)間共定位,其中第1染色體上有31個,第2染色體上有117個,第3染色體上有32個,第4染色體上有11個,第5染色體上有60個,第6染色體上有8個,第7染色體上有2個,第8染色體上有11個,第9染色體上有73個,第10染色體上有29個。

位于玉米耐高溫相關(guān)性狀QTL的374個DEGs中,有42個為已報(bào)道的耐高溫相關(guān)候選基因(表4)。谷胱甘肽S移換酶和RWP-RK轉(zhuǎn)錄因子在SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組和TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3 對比組都上調(diào)表達(dá),而水通道蛋白和RLK-Pelle_DLSV蛋白激酶在SCK-1-2-3 vs SHT-1-2-3 對比組和TCK-1-2-3 vs THT-1-2-3對比組都下調(diào)表達(dá)。值得注意的是HSP70、HSP20和HSP101家族基因都在高溫敏感自交系CT110中顯著下調(diào)表達(dá),但是在耐高溫自交系XN202中差異不顯著,可能是2個自交系耐高溫能力差異形成的關(guān)鍵基因。

表4 玉米耐高溫QTL區(qū)間內(nèi)的候選基因

3 結(jié)論與討論

由于玉米耐熱性是一種受多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀,更容易受到基因型-環(huán)境互作的影響,傳統(tǒng)的農(nóng)藝栽培技術(shù)對緩解高溫脅迫的作用較小,因此,提高玉米的耐高溫能力是應(yīng)對全球氣候變化最經(jīng)濟(jì)有效的方法。玉米對高溫脅迫的響應(yīng),主要涉及信號感知、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生理生化、基因表達(dá)和調(diào)控等過程[10]。本研究通過對授粉后15 d的玉米籽粒轉(zhuǎn)錄組的測序數(shù)據(jù)分析,在2個耐高溫能力不同的玉米自交系中獲得大量的DEGs,這些基因的表達(dá)和調(diào)控涉及高溫脅迫下生理生化過程和代謝途徑的變化,說明玉米耐熱性與基因的差異表達(dá)有關(guān)。耐高溫自交系XN202中的DEGs明顯多于高溫敏感自交系CT110,且XN202的DEGs中上調(diào)基因比下調(diào)基因多,而CT110的DEGs中下調(diào)基因比上調(diào)基因多,這些上調(diào)和下調(diào)DEGs數(shù)目的差異可能影響玉米籽粒發(fā)育時期的耐熱性。XN202和CT110基因組中共有響應(yīng)高溫脅迫的DEGs只有142個,可見不同基因型的玉米對高溫脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制存在明顯差異[15]。

通過對DEGs的GO功能注釋分析,XN202和CT110分別得到353,341個DEGs被顯著富集,其中生物學(xué)過程(DNA復(fù)制起始)、細(xì)胞組分(核小體、微小染色體維持復(fù)合物、DNA引物酶-多聚酶α復(fù)合體)、分子功能(營養(yǎng)庫活性)共同參與響應(yīng)高溫脅迫,增強(qiáng)了玉米籽粒對熱脅迫的響應(yīng)。這表明高溫脅迫主要影響玉米的生物學(xué)過程和分子功能[8]。XN202有85個DEGs顯著富集在核糖體的結(jié)構(gòu)組成(分子功能),67個DEGs顯著富集在翻譯(生物學(xué)過程),說明這些通路在玉米籽粒遭受高溫脅迫時可能發(fā)揮重要作用。谷氧還蛋白是維持活性氧平衡的重要組分,在玉米中異源表達(dá)擬南芥谷氧還蛋白家族基因AtGRXS17顯著影響核糖體RNA生物合成,可以提高玉米的耐熱性[16]。CT110有42個DEGs顯著富集在未折疊蛋白結(jié)合(分子功能),39個DEGs顯著富集在蛋白質(zhì)折疊(生物學(xué)過程)。未折疊蛋白反應(yīng)是一種與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng),有助于減輕熱脅迫對細(xì)胞造成的損害[17]。通過對DEGs的全基因組及代謝途徑數(shù)據(jù)庫(KEGG)信號通路富集分析,XN202和CT110分別得到176,138個DEGs被顯著富集,只有DNA復(fù)制,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝等共同參與響應(yīng)高溫脅迫的應(yīng)答過程。XN202有89個DEGs顯著富集在核糖體路徑,CT110有52個DEGs顯著富集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工路徑,進(jìn)一步說明核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工代謝路徑可能是2個自交系耐高溫能力差異形成的重要原因。將DEGs與COG數(shù)據(jù)庫比對,XN202和CT110分別得到540,365個DEGs有COG功能注釋信息,其中XN202有98個DEGs與翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)和生物起源有關(guān),CT110有81個DEGs與翻譯后修飾、蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),XN202和CT110分別有34,33個DEGs與信號傳導(dǎo)機(jī)制有關(guān),這些功能基因可能與玉米耐熱性有關(guān),值得進(jìn)一步研究。

轉(zhuǎn)錄因子可以通過調(diào)控下游多個靶基因的表達(dá),參與植物熱激響應(yīng)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),是響應(yīng)高溫脅迫的關(guān)鍵基因和重要分子開關(guān)[18-19]。本研究中DEGs共有49個轉(zhuǎn)錄因子家族的125個轉(zhuǎn)錄因子,其中AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF等家族轉(zhuǎn)錄因子都直接或間接參與高溫脅迫響應(yīng)[10]。為了減輕高溫脅迫對細(xì)胞的損害,植物需要HSF來快速轉(zhuǎn)錄激活熱激蛋白(HSP),與耐高溫能力密切相關(guān)[20]。HSP作為一種重要的分子伴侶,可以參與修復(fù)受損的蛋白質(zhì),減少蛋白質(zhì)的錯誤折疊和聚集[17]。位于玉米耐高溫相關(guān)性狀QTL的374個DEGs中,有42個為已報(bào)道的耐高溫相關(guān)候選基因,其中15個基因的功能未知,共有7個HSP。HSP70、HSP20和HSP101家族基因都在高溫敏感自交系CT110中均顯著下調(diào)表達(dá),但是在耐高溫自交系XN202中差異不顯著,說明在高溫脅迫條件下HSPs的積累量可能與耐熱性正相關(guān)。

本研究選擇以授粉后15 d的玉米籽粒為試驗(yàn)材料,基于轉(zhuǎn)錄組高通量測序技術(shù),發(fā)現(xiàn)高溫脅迫下玉米籽粒會形成復(fù)雜的細(xì)胞保護(hù)和防御系統(tǒng),不同耐高溫自交系的籽粒對高溫脅迫的響應(yīng)存在明顯差異,AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF、HSP等耐高溫相關(guān)的DEGs可能在分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。研究結(jié)果為進(jìn)一步解析玉米耐高溫的分子遺傳機(jī)制,克隆玉米耐高溫關(guān)鍵基因,開發(fā)分子標(biāo)記,篩選或培育耐高溫玉米新品種奠定了很好的理論基礎(chǔ)。