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玉米是我国重要的粮食作物,对于保障国家粮食安全具有十分重要地位。增加密度是提高玉米产量的重要途径,叶夹角是决定玉米耐密特性的一个重要性状,因此,解析玉米叶夹角发育过程中的遗传调控网络和分子机制,不仅具有重要的科学价值,而且对于选育耐密高产玉米新品种具有重要的实践意义。本研究是在对控制玉米叶夹角候选基因ZmCLA1进行图位克隆和基因功能初步验证的基础上,试图通过免疫共沉淀技术筛选与ZmCLA1产生互作的基因,分析基因之间的互作关系;通过遗传转化技术在拟南芥上对ZmCLA1基因的功能进一步验证,并从表达水平上分析互作网络基因之间的相互关系;利用酵母双杂交技术,对已确定的互作网络基因进一步筛选其下游的互作基因,再通过免疫共沉淀技术对其验证。旨在系统地分析ZmCLA1在调控玉米叶夹角形成过程的互作网络及其分子调控机制。主要研究结果如下:1、根据前期酵母双杂实验结果,通过农杆菌介导的方法,将ZmCLA1的融合载体分别与KGD、IAA17、CC4融合载体共注射烟草叶片瞬时表达蛋白,通过免疫共沉淀分析发现,ZmCLA1与基因KGD、IAA17以及CC4互作蛋白的目的条带呈阳性,表明ZmCLA1与基因KGD、IAA17以及CC4之间具有直接的相互作用,证明了控制玉米叶夹角的关键基因ZmCLA1与其他3个基因KGD、CC4、IAA17在植物细胞体内存在相互作用。2、通过农杆菌介导拟南芥遗传转化,将ZmCLA1的过量表达载体转入拟南芥同源突变体CLA1中,T3代转基因株系和非转基因姊妹株系(对照)叶夹角表型分析结果表明,过量表达(OX-CLA1)转基因株系叶夹角平均值明显大于对照,说明ZmCLA1正向调控叶夹角。进一步定量PCR分析结果表明,CLA1突变体的转基因株系与野生型、突变体株系相比,转基因株系CLA1的表达量与野生型相当,转基因株系和野生型的KGD和CC4的基因表达量明显高于突变体,但IAA17的基因表达量明显低于突变体。这些结果表明CLA1正向调控KGD和CC4两个基因mRNA的积累、负向调控IAA17基因的mRNA,进而影响着叶夹角的发育。3、利用酵母双杂交技术,从豫82酵母文库中筛选出KGD与其相互作用的60个阳性克隆,其中具有正确阅读框的ORF为12个,通过回转酵母验证结果表明,KGD与促分裂原活化蛋白激酶MAPK(GRMZM2G017351)存在相互作用。免疫共沉淀结果表明KGD与MAPK在细胞内存在相互作用。综上所述,在叶夹角发育的调控网络中,ZmCLA1正向调控着KGD和CC4基因的表达,负向调控着IAA17基因的表达,而KGD与下游基因MAPK产生互作。因此,ZmCLA1可能通过KGD与MAPK的一条路径,调控叶枕部位的细胞分化和分裂,导致叶夹角发育的变化。