安徽农业大学江海洋团队精准编辑玉米矮秆基因实现矮化不减产

玉米作为全球播种面积最大的作物，倒伏是制约其高产稳产的核心因素之一，因此培育矮秆品种是玉米育种的重要方向。然而，现有的玉米赤霉素信号通路相关突变体材料常出现过度矮化、育性降低和花器官畸形等问题，使得矮秆性状与稳产难以兼顾，玉米也因此始终未能实现如水稻、小麦的矮秆育种“绿色革命”。

2026年2月19日，Journal of Genetics and Genomics在线发表安徽农业大学江海洋教授团队题为“Precision-edited D9 allele breaks the trade-off between maize dwarfing and yield”的研究论文。该研究发现玉米DELLA蛋白D9的G571V点突变可实现植株适度矮化且不影响产量相关性状，为玉米矮秆育种提供高效技术路径与优异基因资源。

该研究聚焦玉米DELLA蛋白Dwarf 9 (D9)，首先借助AlphaFold 3人工智能工具，精准解析了D9蛋白与赤霉素受体蛋白GID1之间的互作结构，发现D9蛋白第571位甘氨酸是维持二者互作的关键位点之一。随后，将该位点突变为缬氨酸(G571V)后，二者间的互作强度变弱。进一步利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，创制出D9 G571V精准编辑玉米突变体材料。该突变体株高与穗位高均表现出温和且显著的降低，且对赤霉素处理不敏感，是典型的功能获得性突变体；同时，其果穗形态、穗长、穗粗、粒重等关键产量性状与野生型相比无显著差异，实现了矮化不减产。该矮秆性状呈半显性遗传，将其与优良自交系昌7-2杂交后，F1代仍稳定保持矮秆表型，且产量表现稳定。

基于D9蛋白G571V点突变的玉米半矮秆新种质创制及表型鉴定

A和B：KN5585野生型与D9 G571V突变体的株高和穗位高及统计分析；C：KN5585野生型与D9 G571V突变体果穗；D–F：KN5585野生型与D9 G571V突变体分别与昌7-2杂交后的F1代在田间的整体株高(D)、穗位高(E)及果穗(F)比较。

综上所述，该研究将人工智能结构预测与基因编辑深度融合，通过对玉米DELLA蛋白D9的精准编辑，实现矮化不减产，为玉米矮秆育种提供新的可行策略，也为其它作物株型改良提供重要参考。