玉米作为全球重要的粮食、饲料和工业原料作物,其高产对保障粮食安全至关重要。合理提高种植密度是提升玉米产量的核心途径之一,但是密度增加可能引发植株间光温竞争,因此调整玉米穗叶结构,并基于穗叶结构相关基因选育适宜耐密植的品种成为解决这一问题的关键途径。
近期,东北农业大玉米遗传育种团队完成完成的题为“GWAS analysis reveals candidate genes associated with density tolerance (ear leaf structure) in maize (Zea mays L.)” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文),JIA) 2025年6期正式发表。该研究利用201个玉米自交系自然群体进行全基因组关联分析,在染色体2、5、8、9和10上鉴定出9个与穗叶结构显著相关的SNP。通过qRT-PCR进一步验证了1个参与糖酵解过程的Zm00001d008651,该基因在紧凑型和扁平型玉米自交系中表现出显著差异表达,该基因突变体株系的穗位叶夹角(eLA)和穗下叶夹角(bLA)分别比对照自交系提高4.96°和0.97°。
本研究揭示了玉米穗和叶片结构对密度耐受性的调控机制,为培育新品种提供了理论依据。
东北农业大学玉米遗传育种团队邸宏教授和王振华教授为该文章的通讯作者,青年教师李春翔和博士生宋永峰为该文章第一作者。本研究受黑龙江省重点研发计划项目(2022ZX02B01)的资助。
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GWAS analysis reveals candidate genes associated with density tolerance (ear leaf structure) in maize (Zea mays L.) - ScienceDirect
Chunxiang Li, Yongfeng Song, Yong Zhu, Mengna Cao, Xiao Han, Jinsheng Fan, Zhichao Lü, Yan Xu, Yu Zhou, Xing Zeng, Lin Zhang, Ling Dong, Dequan Sun, Zhenhua Wang, Hong Di. 2025. GWAS analysis reveals candidate genes associated with density tolerance (ear leaf structure) in maize (Zea mays L.). Journal of Integrative Agriculture, 24(6): 2046-2062.玉米遗传育种团队成立于东北农业大学建校初期,主要从事寒地玉米遗传育种工作。团队针对北方寒地特点,重点开展了早熟、高产优质、耐密抗倒、抗逆和适宜机械化玉米功能基因发掘、种质资源创制和新品种选育工作。2000年以来,团队共育成玉米新品种61个,其中国审品种5个,省审品种56个。团队共获国家和省部级奖10项,其中国家科技进步二、三等奖各1项、黑龙江省重大经济效益奖暨省长特别奖1项、黑龙江省科技进步一等奖1项和二等奖6项,在早熟玉米品种选育领域取得重要成果。“十五”以来,先后承担国家级和省部级科研项目50余项,其中包括国际合作重大专项1项、国家自然科学基金8项、“十三五”国家重点研发计划“七大作物育种”重点专项课题1项、“十四五”国家重点研发计划“农业生物种质资源挖掘与创新利用”任务1项、科技创新2030—重大项目“适宜复合种植的玉米新品种设计与培育”任务1项、转基因重大专项子课题4项和其他省部级项目30余项。
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