本網訊 玉米是我國第一大糧食作物，年種植面積超過6億畝，年產量超過5000多億斤，占我國糧食總產量的39.3%，玉米生產對我國糧食安全起著舉足輕重的作用。國家玉米改良中心研究人員圍繞玉米生產亟需解決的關鍵科學問題，在玉米基因組研究、關鍵基因克隆、重要性狀建成分子調控機理等方面取得了重要突破。

 

　　密植是玉米高產的基礎，緊湊株型是玉米適應密植的前提。田豐教授課題組長期從事玉米株型分子調控機制和野生種優(yōu)異等位基因發(fā)掘利用研究。經過多年的不懈努力，田豐教授課題組從玉米野生祖先種大芻草中克隆了控制玉米緊湊株型、密植增產的關鍵基因，并建立了玉米緊湊株型的分子調控網絡，為玉米理想株型分子育種、培育密植高產品種提供了理論和實踐基礎。研究結果于2019年8月發(fā)表在Science雜志，是我國玉米領域的首篇CNS主刊論文，研究成果入選“2020中國農業(yè)科學十大進展”。相關基因專利已申請國際PCT和阿根廷專利，并與國內科研單位和公司合作進行育種應用。

 

　　賴錦盛教授團隊多年來一直致力于基因組學與分子育種方面的研究。在Nature Genetics、Genome Research、Nature Communications、PNAS、Plant Cell、Molecular Plant等國際主流學術雜志上發(fā)表論文70多篇，得到了國內外同行的高度關注。玉米自交系之間存在著廣泛的遺傳變異，不同雜種優(yōu)勢群自交系之間的雜交后代表現出顯著的雜種優(yōu)勢。利用第三代測序技術（PacBio單分子測序技術），結合Bionano光學圖譜技術及Illumina高通量測序，對玉米Mo17基因組進行組裝，將大小為2.18Gb的Mo17基因組的大約97%序列錨定到10條染色體上。通過基因注釋，Mo17基因組中共鑒定到38620個高質量的蛋白編碼基因。通過比較分析，發(fā)現Mo17與B73基因組間存在大量遺傳差異；在染色體上的基因排列順序上至少有10%的基因存在非共線性現象，同時基因組結構變異上至少20%的基因存在有可能導致蛋白編碼功能改變的重要序列突變。研究結果于2018年7月發(fā)表在Nature Genetics雜志上。

 

　　徐明良教授課題組歷經20年的研究，通過改進QTL定位和克隆策略，成功獲得了我國玉米主要病害（莖腐病、絲黑穗病、矮花葉病、粗縮病、灰斑病等）的9個數量抗病基因，并闡明其抗性機制。相關成果發(fā)表在Nature Genetics、Nature Communications、PNAS、Molecular Plant等主流生物學雜志上，引起了國內外同行的高度關注，整體研究水平處于國際前列。通過大量篩選抗病資源，獲得了最優(yōu)抗病等位基因，開發(fā)出相應的分子標記，利用創(chuàng)制的抗病供體材料，建立了快速的分子標記輔助導入技術?？共》肿佑N技術已在全國二十多家骨干育種單位使用，包括北京市農林科學院、吉林省農科院、隆平高科、墾豐種業(yè)、東亞種業(yè)等。截至2020年年底，累計育成或改良的自交系322份、雜交種30份，推廣面積800多萬畝，增產3.7億公斤，產值5.6億元。