细胞分裂素（Cytokinin，CK）是植物生长和发育过程的主要调节因子，是影响植物生理活动最广的基本必须激素，其作用包括细胞分裂、细胞分化、营养信号、种子和果实发育、顶端优势、叶片衰老和相应环境胁迫等。植物体内细胞分裂素的动态平衡主要通过异戊烯基转移酶（Isopentenyl transferases，IPT）的催化合成和细胞分裂素氧化酶（Cytokinin oxidase，CKX）的不可逆降解来实现。玉米细胞分裂素氧化酶的编码基因CKX是由13个成员组成的多基因家族，而且不同CKX家族成员在植物发育过程中表现出特定的时空表达模式，调节不同组织和不同发育时期的细胞分裂素水平。其中ZmCKX1和ZmCKX5基因分别在调控玉米籽大小和籽粒数目方面扮演着重要角色。　　本研究首先以实验室前期获得的ZmCKX1和ZmCKX5基因的多个RNAi转基因玉米株系为材料，通过对内源ZmCKX1和ZmCKX5基因在授粉后籽粒时期的表达量变化以及植株和穗粒表型性状的分析，验证了ZmCKX1和ZmCKX5基因在调控玉米生长发育及籽粒产量方面的功能。然后通过克隆玉米ZmU3启动子并改造sgRNA基因的转录启动子，构建了玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因的CRISPR/Cas9靶向编辑载体系统。并在对农杆菌介导的玉米茎尖转化体系进行验证的基础上，以玉米自交系郑58为转化的受体对所构建的编辑载体进行了预转化。主要研究结果如下：　　（1）玉米RNAi沉默ZmCKX1和ZmCKX5基因表达谱的分析　　分别对玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因的各6个沉默表达株系进行了qPCR分析，比较ZmCKX1和ZmCKX5基因的表达特性。结果表明，与野生型玉米相比，玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因沉默转基因株系在授粉后时期的籽粒中呈现出表达量的明显下调。　　（2）RNAi沉默ZmCKX1和ZmCKX5基因对玉米生长发育和产量的影响　　分别对玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因的各6个沉默表达株系进行植株性状与穗粒性状的调查，与野生型WT相比，T3代纯合的ZmCKX1和ZmCKX5基因RNAi抑制株系均呈现差异显著性；在植株性状方面，株高、穗位高和穗位叶长均呈现明显增大趋势；在产量性状方面，穗长显著增加，穗粗显著减小，单穗行粒数与总粒数显著增加，50粒重显著增加，穗粒总重也呈现显著增加的趋势。表明沉默ZmCKX1和ZmCKX5基因的转基因玉米表现出对生长发育的籽粒产量名显促进作用。　　（3）玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因的CRISPR/Cas9靶向编辑系统的构建　　本研究通过对玉米ZmU3启动子的克隆，构建了适用于在玉米中表达sgRNA的CRISPR/Cas9系统载体，通过置换Cas9基因的表达载体骨架，构建了具有BASTA抗性的CRISPR/Cas9载体，二者构成适用于玉米茎尖转化的基因编辑载体系统。在此基础上，构建了玉米ZmCKX1和ZmCKX5基因的CRISPR/Cas9靶向编辑载体各5个。　　（4）玉米茎尖转化技术的优化研究　　利用农杆菌介导的玉米茎尖转化技术转化具有GUS报告基因的双元表达载体（与CRISPR/Cas9载体同骨架），并对转化方法进行了一定优化。GUS组织染色结果表明，与对照组相比转基因植株能够染成蓝色，表明农杆菌介导的玉米茎尖转化技术能够转化外源基因，本研究构建的基因编辑载体适用于玉米茎尖转化方法。