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玉米是我国重要的粮食作物,在国家粮食安全战略中起着重要的作用。现阶段随着优化粮食作物的种植结构,玉米的种植面积在减少,为了提高玉米总产量,提高单产就成为现阶段的主要育种目标之一。适当的提高种植密度是实现单产增加的一个途径,在株型性状中叶夹角对种植密度的影响较大。因此,发掘叶夹角性状的基因及其功能研究具有重要的科学价值和实践意义。本课题组是以紧凑型自交系玉米豫82和松散型自交系玉米沈137为材料研究玉米叶夹角,通过初步定位和精细定位获得调控玉米叶夹角的候选基因Zm CLA5-1,通过转基因、表型鉴定初步证明该基因具有调控叶夹角的功能。这次研究在此基础上采用酵母双杂交技术筛选Zm CLA5-1的互作蛋白,利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术对筛到的互作蛋白做回转验证,同时对过表达Zm CLA5-1玉米株系进行q RT-PCR分析,明确在玉米中该基因和互作基因对叶夹角的调控网络。为下一步解析调控玉米叶夹角发育提供依据。1、利用酵母双杂交对Zm CLA5-1基因进行筛库,从豫82酵母双杂交文库中筛选到75个阳性克隆有53个正确的阅读框。其中3个基因与叶夹角发育调控有关,分别是GRMZM2G336858、GRMZM2G133624和GRMZM2G003096基因。Zm CLA5-1基因主要通过BR合成途径参与调控叶夹角大小。通过酵母双杂交技术回转验证,表明这三个基因与Zm CLA5-1互作。同时利用双分子荧光互补技术对GRMZM2G133624和GRMZM2G003096进行验证,发出黄色荧光信号,证明这两个基因和Zm CLA5-1互作。说明这三个基因参与叶夹角发育调控。2、通过q RT-PCR结果分析,过表达Zm CLA5-1玉米植株与野生型相比,Zm CLA5-1表达量在4叶期和5叶期显著升高,GRMZM2G003096表达量显著降低,表明Zm CLA5-1对GRMZM2G003096基因进行负调控,位于Zm CLA5-1基因下游;GRMZM2G336858和GRMZM2G133624基因表达量在4叶期、5叶期和6叶期没有明显差异,表明GRMZM2G336858和GRMZM2G133624不受Zm CLA5-1过表达的影响,可能位于Zm CLA5-1上游。3、利用酵母双杂交技术对GRMZM2G336858进行筛库,从豫82酵母双杂交文库中筛选到100个阳性克隆有40个正确的阅读框。通过生物信息学分析,发现2两个基因与叶夹角发育调控有关。其中基因GRMZM2G123886具有激活MAPK的活性,MAPK蛋白可通过生长素路径参与叶夹角发育,利用酵母双杂交回转验证,证明该基因与GRMZM2G336858互作。综上所述,本实验围绕Zm CLA5-1基因发掘到一些与叶夹角形成相关的基因,这些基因可通过油菜素内酯和生长素路径调控叶夹角发育。