中國農業科學院生物技術研究所獲的玉米耐密高產功能基因組創新團隊聯合安徽農業大學、華南農業大學，發現了一種通過針對性基因編輯Br2基因實現玉米株高連續降低的方法，為玉米耐密、抗倒改良提供了重要的技術支撐。相關成果日前發表在國際期刊《植物生物技術雜志》上。
玉米目前在全球谷物生產中排名第一，對保障全球糧食和飼料供應發揮著關鍵作用。提高種植密度，一直被視為增加單位土地面積玉米籽粒產量的關鍵措施。近年來，有研究指出，“矮稈玉米”可能是未來玉米育種的一個方向。然而，培育“矮稈玉米”面臨的一個主要技術障礙是缺乏可利用的基因和優良種質資源。
論文通訊作者、中國農業科學院生物技術研究所研究員王寶寶介紹，本研究聚焦于通過基因編輯技術改良玉米植株高度，以培育適應高密度種植的抗倒伏品種。研究人員針對Br2基因設計了敲除載體，并在自交系中鑒定了七個具有不同突變的T1轉基因系。通過雜交實驗，研究人員進一步驗證了不同突變組合的效果，并發現所有28個與優良自交系雜交的F1群體均分離出了矮化后代。為了加速優良玉米自交系的植株高度改良，研究人員開發了單倍體誘導劑介導的基因組編輯系統。通過該系統，研究人員在三個優良自交系中獲得了編輯的單倍體，并通過自發染色體加倍成功轉化為編輯的雙倍體，均表現出顯著的植株高度降低。
針對性基因編輯Br2基因可實現玉米株高的連續降低。中國農業科學院生物技術研究所供圖
王寶寶表示，該研究通過創制基于Br2的“單倍體介導的基因組編輯”系統，實現了兩代內對玉米株高進行快速定向改良，可大幅提高育種效率。未來，這一方法有望用于定制改善不同遺傳背景下的植株高度，為培育適應高密度種植且抗倒伏的玉米品種提供有力的分子育種支持。
