近日，我校生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、广东省农业生物发育与环境适应重点实验室王海洋/刘宇婷团队联合崖州湾国家实验室在JIPB杂志发表了题为“ZmTCP23 regulates leaf angle and tassel branch angle formation in maize by modulating LG1 expression and ABA catabolism”的研究论文，揭示了转录因子ZmTCP23通过ZmTCP23-LG1-ZmXERICO1调控路径介导脱落酸（ABA）水平，进而影响玉米LA和TBA形成的分子机理。
玉米（ZeamaysL.）是重要的谷饲作物，约占全球谷物产量的40%（FAOSTAT，2022）。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（LA）和雄穗分枝角度（TBA）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（Wang et al.，2020；Jafari et al.，2024）。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LA和TBA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LA和TBA的调控机制仍不清晰。
该项研究中，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LA和TBA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（图1）。进一步研究发现ABA能够有效影响玉米LA和TBA大小，且LG1可以直接结合并抑制ZmXERICO1（编码ABA降解抑制因子）的转录表达，进而影响雄穗和叶中的ABA含量，最终调控玉米LA和TBA形成。此外，研究还发现ZmTCP23与TBA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TBA大小。综上，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ABA含量来协调LA和TBA的形成，为针对玉米LA和TBA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（图2）。
图1ZmTCP23的表达模式及Zmtcp23突变体表型
图2ZmTCP23-LG1-ZmXERICO1调控网络调控玉米LA和TBA的分子模型
华南农业大学生命科学学院硕士研究生杨盼盼（2023届）为该论文第一作者，硕士研究生曾凯琳（2025届）和王胡海灵（2021届）为共同第一作者。华南农业大学生命科学学院刘宇婷副教授为通讯作者，崖州湾国家实验室王海洋教授为共同通讯作者。该研究获得国家重点研发计划(2021YFF1000301),国家自然科学基金(31970202, 32370349, 32130077和32372209),广东省自然科学基金(2023A1515010493)的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.70000
文/图 生命科学学院 刘宇婷
