玉米是重要的粮食作物,也是重要的饲料和工业原料作物,提高玉米单产增加总产仍是我国玉米产业发展的重要目标和任务,提高玉米种植密度是实现高产的一个主要途径,而叶夹角是决定玉米种植密度的重要性状之一。因此,叶夹角是玉米高产育种的关键性状,发掘玉米叶夹角发育的关键基因,构建其关键基因间的调控网络,不仅具有重要的科学价值,而且对选育耐密型玉米新品种具有重要的实践意义。本课题组利用紧凑型玉米自交系豫82与松散型玉米自交系沈137为材料,通过精细定位图位克隆技术获得了控制叶夹角发育的候选基因ZmCLA2-2,又通过玉米遗传转化、荧光qRT-PCR研究,初步验证了ZmCLA2-2基因在调控叶夹角上的功能。本研究在前期研究的基础上,采用酵母双杂交技术,筛选与CLA2-2互作的蛋白,并采用双分子荧光互补等技术对筛选到的互作蛋白进行验证,试图明确调控玉米叶夹角发育路径中相关基因之间的互作关系,为进一步解析玉米叶夹角发育的分子机制提供依据,主要研究结果如下:1、利用酵母双杂交技术,以ZmCLA2-2的cDNA为诱饵,从豫82玉米自交系酵母文库中筛选出与CLA2-2互作的阳性克隆38个,其中具有正确阅读框的ORF有17个。生物信息学分析表明,2个bHLH转录因子、2个促分裂原活化蛋白激酶可能与叶夹角发育有关;ZmCLA2-2基因序列与控制水稻叶夹角发育的OsIBH基因具有高度的同源性,OsIBH在水稻油菜素内酯(BR)信号传导中起着重要的作用,OsIBH与bHLH转录因子存在着互作关系。进一步通过双分子荧光互补和回转酵母验证的试验表明,促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因与ZmCLA2-2基因之间确实存在着互作关系。2、利用酵母双杂交技术,以MAPK为诱饵,从豫82酵母文库中筛选出与MAPK互作的阳性克隆36个,其中具有正确阅读框的ORF有14个,生物信息学分析表明,转录启始因子TFIID亚基A(EER4)与细胞分裂素信号传导路径中调控细胞分裂有关,说明EER4基因可能与叶夹角发育有关。进一步对EER4基因进行双分子荧光互补和回转酵母验证,结果表明,MAPK与EER4基因之间确实存在着互作关系。综上所述,ZmCLA2-2是玉米油菜素内酯的信号传导基因,在玉米叶夹角发育过程中,该基因通过与促分裂原活化蛋白激酶MAPK基因产生相互作用,MAPK又进一步通过与细胞分裂素信号传导基因EER4产生相互作用,共同调控着玉米叶夹角发育的大小。