华南农业大学生命科学学院副教授刘宇婷团队与崖州湾国家实验室教授王海洋团队合作，研究揭示了转录因子ZmTCP23通过ZmTCP23-LG1-ZmXERICO1调控路径介导脱落酸水平，进而影响玉米叶夹角和雄穗分枝角度形成的分子机理。相关成果近日发表于《植物学报（英文版）》（JIPB）。

ZmTCP23-LG1-ZmXERICO1调控网络调控玉米叶夹角和雄穗分枝角度的分子模型。研究团队供图

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玉米是重要的谷饲作物，约占全球谷物产量的 40%。培育适应高密度种植的品种一直是提高玉米单位面积产量的主要技术途径。现代玉米育种中，选育以较窄叶夹角和雄穗分枝角度为特征的紧凑株型品种可有效改善密植冠层的透光性，增强光合效率，最终提高公顷产量。因此，鉴定调控这些性状的关键基因可为培育适应高密度种植的玉米品种提供有价值的遗传靶点。

LG1（Liguleless1）是影响玉米叶夹角和雄穗分枝角度的关键调控因子，探索该基因的调控网络对挖掘重要的株型调控策略具有重要意义，虽然目前对LG1的调控机制已有不少报道，但对其协同影响叶夹角和雄穗分枝角度的调控机制仍不清晰。

在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下，研究人员通过Y1H实验找到了一个在雄穗和叶中高度表达的可结合并调控LG1表达的TCP转录因子——ZmTCP23，通过CRISPR/Cas9基因编辑技术获得两个ZmTCP23功能缺失突变体，发现其植株表现出叶夹角和雄穗分枝角度显著减小，且株高降低、雄穗分枝数减少等耐密株型优异性状。

进一步研究发现，脱落酸能够有效影响玉米叶夹角和雄穗分枝角度大小，且LG1可以直接结合并抑制ZmXERICO1（编码脱落酸降解抑制因子）的转录表达，进而影响雄穗和叶中的脱落酸含量，最终调控玉米叶夹角和雄穗分枝角度形成。此外，研究还发现ZmTCP23与雄穗分枝角度关键调控因子BAD1（TCP家族成员）能够形成正反馈调控，并形成蛋白复合物直接结合LG1启动子共同激活其表达，进而影响雄穗分枝角度大小。

该研究揭示了一个以LG1为核心的ZmTCP23-LG1-ZmXERICO1转录调控路径，该路径通过ZmTCP23转录因子调控LG1表达，影响下游ZmXERICO1转录，进而影响雄穗和叶中的脱落酸含量来协调叶夹角和雄穗分枝角度的形成，为针对玉米叶夹角和雄穗分枝角度的遗传改良提供了新的靶标，也为高密度耐受玉米品种的分子育种提供了新的方向和理论基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/jipb.70000