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合理密植可以有效地提高单位面积的粮食产量,而密度过大,叶片之间相互遮挡,严重影响中下部叶片的光合作用,特别是在籽粒灌浆期,会导致单株产量明显降低。本研究选用玉米高产品种先玉335,分别在低密度（52500株/hm2）和高密度（75000株/hm2）下种植,测定两个密度下灌浆期穗位叶、穗上第三片叶和穗下第三片的光合生理指标和产量指标,并在灌浆期分五次取穗位叶、穗上第三片叶和穗下第三片叶进行转录组测序,分析两个密度下参与光合的差异表达基因,从分子水平上解析玉米叶片光合作用响应高种植密度的机理,寻找由种植密度引发的玉米叶片光合作用变化的关键基因,为培育耐密玉米品种提供理论依据。主要结果如下:（1）两个密度下灌浆期不同叶位叶片净光合速率、PSⅡ活性、比叶重、叶绿素含量的光合指标依次为穗位叶>穗上第三叶>穗下第三片叶;在高密下,灌浆期叶片的光合指标明显小于低密度,随着籽粒灌浆的进行,高密下叶片光合指标的下降快于低密度。（2）在高密度下,玉米先玉335的单位面积籽粒产量和穗数高于低密度,但穗粒数和百粒重低于低密度;高密下的穗长、穗粗、轴粗、穗行数和行粒数均较低密度小,仅秃尖长大于低密度。（3）两个密度分5个时期取灌浆期穗上第三叶、穗位叶和穗下第三叶共90个样本进行转录组测序,共获得760.28Gb的Clean Data,平均每个样本的Clean Data达到5.9Gb,碱基质量Q30均在88.80%以上,与参考基因组的比对效率在68.26%-89.61%之间。（4）每个时期的每个叶位均以低密度为对照,高密度处理,根据条件Fold Change≥2且FDR<0.05筛选差异表达基因。从15个差异分组中,共鉴定到9173个差异表达基因,其中5869个上调表达,3304个下调表达;参与光合作用的差异表达基因共84个,其中上调表达5个,下调表达79个;整个灌浆期光合相关差异表达基因主要集中在穗位叶和穗下第三片。（5）差异表达基因的GO富集表明,灌浆前期和中期的差异表达基因显著富集在光合作用、物质代谢和基因表达调控上;灌浆后期的基因主要富集在信号转导、脂类代谢和非生物胁迫应激反应上。在整个灌浆时期,都有差异基因富集在响应外界环境的应激反应和胞外应激反应上。（6）构建光合相关差异表达基因的蛋白质互作网络发现,在整个光合代谢通路中有7个关键基因,即编码天线复合体LHC-II基因zm00001d006587、光系统II蛋白亚基基因zm00001d007857、铁氧还蛋白-NADP还原酶zm00001d005458、磷酸甘油酸激酶基因zm00001d010672和zm00001d038579、3-甘油醛-磷酸脱氢酶基因zm00001d027488。（7）根据参与光合作用代谢通路分析,发现两个密度下光合相关的差异表达基因主要编码光合电子传递链中重要的光合机构以及碳循环中的关键酶,并且在高密度下参与光合相关的差异表达基因均下调表达,包括天线复合体的I和天线复合体II、光系统I和光系统II的结合蛋白、细胞色素B6-f复合、铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶、ATP合酶等;碳循环中醛缩酶、磷酸甘油酸激酶、Rubisco结合蛋白。其中包括编码天线复合体II的叶绿素a/b结合蛋白2基因Zm00001d033136和Zm00001d033132、PSII复合体亚基编码Psb28的zm00001d042178和zm00001d042697,Psb27基因zm00001d047532、放氧复合体OEC 33 kDa的亚基zm00001d014564、ATP合酶亚基γ基因zm00001d021620、ATP合酶δ亚基的基因zm00001d052242和zm00001d018069、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶基因zm00001d020437等。研究还发现一个新基因zeamaysnewgene48487可能编码叶绿体中60kDa分子伴侣亚基β,该蛋白位于类囊体膜,在强光诱导下可以瞬时表达。