4月28日，《自然-遺傳學(xué)》在線發(fā)表中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所玉米功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作的最新研究成果，該研究闡析了現(xiàn)代育種過程中玉米的基因組選擇與遺傳改良規(guī)律，為加速玉米遺傳改良與精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種提供了理論基礎(chǔ)。
據(jù)中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所王海洋研究員介紹，玉米是目前世界第一大農(nóng)作物，廣泛作為糧食、飼料和工業(yè)原材料。在過去幾十年間，經(jīng)過品種改良，玉米單產(chǎn)成倍增長。但玉米現(xiàn)代育種過程中，品種耐密性改良的遺傳基礎(chǔ)和選擇規(guī)律尚未系統(tǒng)解析。
為此，科研人員收集了近幾十年來國內(nèi)外350份玉米育種材料，分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代玉米育種過程中，種子均經(jīng)歷了向更低穗位、更少雄穗分枝數(shù)、更緊湊葉夾角及更早開花期方向的趨同選擇。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步采用全基因組重測序和關(guān)聯(lián)分析 ，挖掘出233個(gè)與15個(gè)農(nóng)藝性狀有顯著關(guān)聯(lián)的基因位點(diǎn)，鑒定到1888個(gè)受育種選擇的基因組區(qū)域，涉及近5000個(gè)功能基因。最后，研究者利用CRISPR/Cas9 技術(shù)，證明2個(gè)在現(xiàn)代玉米育種過程中受到選擇的基因ZmPIF3.3和TSH4，分別在調(diào)控玉米株高（穗位高）和雄穗分枝數(shù)方面發(fā)揮重要作用。
由此，該研究明確了穗位、雄穗分枝數(shù)、葉夾角和開花期對(duì)于提高玉米種植耐密性的關(guān)鍵作用，為耐密玉米品種遺傳改良提供了方向性指引，同時(shí)闡明現(xiàn)代玉米育種過程全基因組選擇與遺傳改良規(guī)律，為玉米耐密抗逆全基因組設(shè)計(jì)育種提供了理論基礎(chǔ)和基因資源。該研究成果也可為其他作物（如水稻、小麥等）遺傳育種規(guī)律的解析和優(yōu)良基因挖掘提供有益借鑒。
