植物叶片的形态多样,一直是发育生物学研究的热点。叶形与植株的光合效率和蒸腾效率密切相关,一定的程度上可以影响作物的生产量。在几乎都是单叶性状的柑橘类果树中,枳（Citrus trifoliata）独特的三出复叶性状可作为杂交后代选育的标记性状。如果能够筛选出调控柑橘叶形发育的关键基因,可以以该基因作为柑橘杂交后代选育的分子标记,为育种早期选择提供便利。本课题以单叶的柠檬（Citrus limon）和三叶的枳作为研究材料,通过转录组分析筛选出9个参与叶形发育的KNOTTED1-like homeobox（KNOX）家族基因,发现Ci KN6与叶形发育密切相关,所以选择Ci KN6进行深入研究,并探讨了Ci KN6参与柑橘叶形发育的机制。主要研究结果如下:1.利用转录组测序（RNA-seq）分析叶形发育过程中的关键基因,首先把柠檬和枳的叶片发育过程分为4个阶段:裂叶形成初期（S1）、裂叶完全成形期（S2）、叶片发育中期（S3）、叶片成熟期（S4）。将S1时期的柠檬和枳叶片、S1时期和S2时期的枳叶片作为样本进行转录组测序,将这两个样本的差异表达基因（DEGs）进行成对比较分析,筛选出604个与裂叶形成相关的候选基因,包括了9个KNOX同源家族基因,对比Ci KN6在不同叶形柑橘中的表达模式,发现在叶片发育的4个时期,枳中的Ci KN6表达量均要高于柠檬,尤其在裂叶形成初期。将Ci KN6转化拟南芥（Arabidopsis）,超表达拟南芥出现裂叶表型,说明Ci KN6的表达能够影响植物叶形发育。将35S:Ci KN6超表达载体稳定转化柠檬,转基因柠檬的叶边缘出现锯齿,柠檬叶片的解剖学结构与枳变得更加的相似。2.对35S:Ci KN6柠檬植株转录组测序结果进行生信分析,发现DEGs富集在细胞骨架建成,应激反应、激素代谢、细胞周期等生物过程。选择激素调控途径进行探究,结果显示35S:Ci KN6柠檬植株生长素含量明显高于野生型。对35S:Ci KN6柠檬叶缘和叶中部的生长素合成、运输相关基因进行定量分析,发现叶缘和叶中部这些基因的表达具有显著差异。用DR5对叶片生长素分布进行可视化观察,相比几乎观察不到生长素信号的野生型柠檬,35S:Ci KN6柠檬叶片有明显的生长素信号分布在叶缘与叶片褶皱处;说明35S:Ci KN6柠檬叶形的发育受生长素调控。另外,对35S:Ci KN6柠檬叶片的光合性能进行了探究,发现Ci KN6的表达影响了植株的光合速率。