Cell:中国农业大学田丰团队发现玉米驯化增产的“源—库分配开关”

近日，Cell 发表中国农业大学田丰教授团队研究论文 “A domestication-selected enhancer coordinates source-sink balance to improve harvest index and yield in maize”。研究聚焦作物产量形成中的关键问题：玉米在驯化过程中如何将更多光合产物分配至籽粒，从而提高收获指数和产量？研究发现，玉米收获指数从野生祖先大刍草的0.26提高至现代玉米的0.47，增幅约81%，并鉴定出控制这一变化的主效位点 Harvest Index1（HI1）。

研究表明，HI1中的一个9.1 kb插入片段在玉米驯化过程中受到强烈选择，并作为远端增强子调控下游基因 BRR1。转录因子CONZ1同时结合HI1增强子和BRR1启动子，并招募乙酰转移酶GCN5形成染色质环，从而激活BRR1表达；BRR1进一步调控碳、氮代谢和运输基因，促进碳氮资源由叶片和茎秆等“源”器官向籽粒等“库”器官转移。提高BRR1表达可使多点田间试验中的玉米产量增加10%–15.9%，在中等和低氮条件下分别增产13%和28%，显示出兼顾高产与氮素高效利用的育种潜力。