本研究在全基因組水平上對玉米中的SRC2-like基因家族進行了系統性鑒定。研究人員利用擬南芥AtSRC2的氨基酸序列作為查詢序列，通過BLASTP搜索玉米蛋白質組，并結合Pfam和NCBI保守結構域數據庫確認了C2_SRC2_like結構域的存在。最終，在玉米中共鑒定出15個SRC2-like基因，根據其在染色體上的物理位置，將其命名為ZmSRC2L1至ZmSRC2L15。這些基因在1至8號染色體上呈不均勻分布，其中3號染色體上成員最多，有4個基因，而9號和10號染色體上未發現該家族成員。編碼序列長度在312至1，170 bp之間，編碼212至402個氨基酸，預測的蛋白質分子量范圍約為21.93至42.52 kDa。所有ZmSRC2L蛋白均為親水性蛋白，其理論等電點變化范圍較大，從酸性（4.67）到堿性（10.04）不等。基因結構分析顯示，除了ZmSRC2L6和ZmSRC2L8含有內含子外，其余13個基因均不含內含子，表明其基因結構相對緊湊。通過MEME套件進行基序分析，在所有蛋白中鑒定出3個保守基序，其中基序1和3存在于所有成員中，而基序2在ZmSRC2L9和ZmSRC2L10中缺失，這暗示了基因復制后的功能分化。系統進化分析將15個ZmSRC2L蛋白分為四個亞家族，揭示了該家族內部的進化關系。

為了探究SRC2L基因家族在禾本科中的進化關系，研究人員構建了包含玉米、水稻、高粱、谷子和青狗尾草五個物種SRC2L蛋白序列的系統發育樹。結果顯示，所有SRC2L蛋白被分為四個主要分支，表明在這些禾本科物種分化之前，該基因家族可能經歷了古老的復制和分化事件。值得注意的是，玉米的SRC2L基因分布于所有四個分支中，而水稻和高粱的成員數量相對較少，暗示了譜系特異性的基因丟失或收縮。共線性分析揭示了玉米與其他四個物種（特別是谷子和青狗尾草）之間存在廣泛的同源基因對，反映了禾本科基因組間的高度保守性。通過計算同源基因對的非同義替換率、同義替換率及其比值，研究人員評估了作用于該基因家族的選擇壓力。結果顯示，絕大多數基因對的比值小于1，表明SRC2L基因在進化過程中主要受到純化選擇，以維持其保守的生物學功能。然而，也有少數同源基因對表現出相對較高的比值，提示在某些SRC2L成員（尤其是玉米譜系中）可能存在由正選擇驅動的功能分化。

對15個ZmSRC2L基因起始密碼子上游2 kb啟動子區域的順式作用元件進行分析，揭示了該基因家族在調控上的功能多樣性。啟動子中含有豐富的與光響應、激素響應和脅迫響應相關的順式作用元件。光響應元件在大多數啟動子中含量豐富。激素響應元件，如響應脫落酸、茉莉酸甲酯和赤霉素的ABRE、CGTCA-motif、TGACG-motif和P-box，在多個啟動子中富集，尤其是在ZmSRC2L2、ZmSRC2L7、ZmSRC2L8、ZmSRC2L14和ZmSRC2L15中，表明這些基因可能參與激素信號通路。此外，脅迫相關元件也在ZmSRC2L2、ZmSRC2L8、ZmSRC2L14和ZmSRC2L15中顯著富集，提示它們可能通過植物激素信號通路介導對環境脅迫的響應。利用植物轉錄因子數據庫預測了可能調控ZmSRC2L基因的轉錄因子，共鑒定出16個轉錄因子家族。其中，ERF家族成員最多，有12個，主要預測調控ZmSRC2L1、ZmSRC2L4、ZmSRC2L8和ZmSRC2L15。6個MYB家族轉錄因子與調控ZmSRC2L4、ZmSRC2L9、ZmSRC2L13和ZmSRC2L15相關。此外，MADS家族轉錄因子與大多數ZmSRC2L基因的調控相關。在這些基因中，ZmSRC2L15被預測受最多的轉錄因子調控，其中ERF家族占主導。這些分析為深入研究ZmSRC2L基因在植物生長發育和脅迫響應中的功能奠定了基礎。

為了研究ZmSRC2L蛋白的亞細胞定位，研究人員將每個基因的編碼序列與綠色熒光蛋白融合，構建了瞬時表達載體，并在玉米原生質體中進行了亞細胞定位分析。結果顯示，大多數GFP-ZmSRC2L融合蛋白主要定位于質膜。這種定位模式與C2結構域的生化特性一致，該結構域通常介導鈣離子依賴的磷脂結合和膜關聯，使得C2結構域蛋白能夠作為膜相關信號轉導的分子傳感器和介質。因此，定位于質膜的ZmSRC2L蛋白可能在鈣離子依賴性信號傳導或膜界面的脅迫感知中發揮作用。此外，ZmSRC2L2、ZmSRC2L6和ZmSRC2L15表現出在質膜和細胞核的雙重定位，這表明這些蛋白可能介導早期膜來源的鈣離子信號與下游轉錄響應之間的串擾。這些多樣的亞細胞定位模式反映了ZmSRC2L蛋白的功能特化，使玉米能夠協調不同的信號通路以響應環境脅迫。

通過RT-qPCR分析ZmSRC2L基因在玉米不同組織中的表達模式，結果顯示該家族成員具有明顯的組織特異性。例如，ZmSRC2L1、ZmSRC2L4、ZmSRC2L5、ZmSRC2L7和ZmSRC2L15在穗中優先表達；ZmSRC2L10、ZmSRC2L11和ZmSRC2L14在葉片中高表達；而ZmSRC2L2和ZmSRC2L6則在節間和根中表達占優勢。這些獨特的組織特異性表達譜表明，ZmSRC2L基因可能在玉米生長發育中扮演多樣化且專門化的角色。為了闡明ZmSRC2L基因在非生物脅迫響應中的潛在作用，研究人員對遭受干旱、熱和冷脅迫的玉米幼苗葉片和根部組織進行了轉錄組測序。結果顯示，在相同脅迫條件下的樣本聚集在一起，證實了轉錄組數據的可靠性。其中，屬于第III組的基因在玉米中表達相對較高，而屬于I、II和IV組的基因表達較低。值得注意的是，ZmSRC2L7和ZmSRC2L8以及ZmSRC2L4在所有成員中表達量最低。進一步分析基因在不同脅迫時間點的差異表達變化，揭示了ZmSRC2L基因在非生物脅迫下多樣的表達模式。在輕度干旱下，這些基因的表達沒有顯著變化，而在嚴重干旱脅迫下，所有基因均顯著下調。在熱脅迫下，ZmSRC2L10和ZmSRC2L11在葉和根中均顯著下調，而ZmSRC2L1和ZmSRC2L3在葉片中顯著上調。有趣的是，ZmSRC2L5和ZmSRC2L14在熱脅迫早期和冷脅迫后期在葉片中被強烈誘導。值得注意的是，ZmSRC2L7雖然基礎表達水平低，但其在根中的表達在干旱、熱和冷脅迫下被顯著誘導或抑制。這些組織特異性和脅迫特異性的表達譜表明，不同的ZmSRC2L成員在玉米生長發育和環境適應中扮演著不同的角色。

為了探究ZmSRC2L基因家族在非生物脅迫響應中的作用，研究人員篩選了Ds轉座子插入突變體庫，并鑒定出一個ZmSRC2L2的Ds插入突變體。序列分析顯示，一個約2 kb的Ds元件插入到翻譯起始位點下游692 bp的編碼區，導致其功能喪失。在幼苗期進行的干旱、熱和冷脅迫條件下的表型分析顯示，zmsrc2l2突變體特異性地對干旱脅迫表現出增強的敏感性。在干旱條件下，突變體葉片的相對含水量顯著低于野生型。同樣，與野生型相比，突變體在干旱脅迫下的過氧化物酶、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性，以及脯氨酸和可溶性蛋白的積累量均顯著降低。相比之下，在熱或冷脅迫下，突變體與野生型在整體表型、相對含水量、抗氧化酶活性或滲透調節物質方面未觀察到顯著差異。這些結果表明，ZmSRC2L2在賦予玉米耐旱性方面起著關鍵作用，但在介導對溫度脅迫的響應中不起作用，這為該基因家族內部的功能分化和脅迫響應特異性提供了遺傳學證據。