玉米开花期是影响玉米产量和适宜种植区域的重要因素。玉米茎腐病是影响玉米生产的严重土传病害,全球范围内均有发生,在我国每年造成的玉米产量损失约为5%-10%。前期研究发现ZmCCT具有一因多效性:既能通过光周期途径调控玉米开花期,是影响玉米开花期和种植范围最为重要的基因;同时能够调控玉米对禾谷镰刀菌茎腐病的抗性。研究还发现,ZmCCT基因上游2.4kb处的一个CACTA转座子插入是造成ZmCCT在开花期和茎腐病抗性差异的原因。ZmCCT启动子序列变异很大,结合转座子有无,目前在玉米种质中发现了 15种ZmCCT单倍型。本研究在此基础上,利用分子标记辅助回交育种方法将9个无转座子ZmCCT单倍型导入到7个受体自交系中,在回交后代和改良杂交种中鉴定了无转座子ZmCCT单倍型的开花期和抗病性效应。另外,研究了 ZmCCT在低氮和高盐胁迫水培条件下对根长、干重性状的影响;ZmCCT和响应逆境胁迫基因的在胁迫后的表达模式。最后,对ZmCCT转录调控机制进行了初步研究。主要研究结果如下:1.将9个无转座子ZmCCT单倍型导入到郑58,昌7-2,83B28,A5302,京24,F349,豫87-1自交系中,在回交后代中进行了前景选择、表型选择、重组选择和背景选择,获得了 63个改良系。分子标记鉴定表明,改良系中供体亲本插入片段约0.7-5.1Mb,背景回复率高达90.3—99.9%。2.调查开花期和茎腐病抗性发现:无转座子ZmCCT单倍型表现出不同的光周期敏感性,且受到导入材料遗传背景的影响。在禾谷镰刀菌茎腐病抗性中,无转座子ZmCCT单倍型表现则比较一致,可以有效降低禾谷镰刀菌茎腐病的病情指数,受遗传背景的影响较小。3.无转座子ZmCCT对开花期、禾谷镰刀菌茎腐病抗性具有剂量效应。在杂交种中,杂合状态的ZmCCT对穗长、百粒重等产量相关性状和产量有正向效应。结合开花期、抗病性等分析,单倍型H5在中国玉米育种生产中具有较高的潜在应用价值。4.在低氮和盐胁迫的水培条件下,利用扫描仪和相关分析软件,发现无转座子的ZmCCT 比有转座子的ZmCCT更有利于植株根部生长,Real-time PCR分析发现ZmCCT表达量在胁迫后先升高,再下降,能够响应低氮和高盐胁迫,提高玉米的抗逆水平。5.利用酵母GAL4系统研究ZmCCT的转录自激活活性,发现ZmCCT具有很强的转录自激活活性,转录自激活结构域位于CCT结构域之前。6.构建了 2×Flag-ZmCCT标签表达载体并转化玉米受体自交系B73,获得了T1代转基因玉米植株。构建了 ZmCCT原核表达载体,为研究ZmCCT蛋白的DNA靶序列,解释一因多效性的分子机制奠定了基础。