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【学习强国】华农团队发现调控玉米籽粒水分关键基因 为宜机收玉米品种培育找到“金钥匙”

华中农业大学、湖北洪山实验室与未米生物科技(武汉)有限公司进行成果转化协议签约。湖北日报通讯员 晏华华 摄

“降低玉米籽粒含水量是实现籽粒机收的重大产业需求。”11月13日,在华中农业大学举行的宜机收玉米产学研合作研讨会上,该校校长、湖北洪山实验室常务副主任严建兵教授介绍,其团队发现了一个调控玉米籽粒水分关键基因,为快脱水宜机收玉米品种培育奠定重要基础。

11月12日晚上,该成果在线发表于国际学术期刊《细胞》。

玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物,但长期受限于缺乏快脱水的品种,导致玉米籽粒机械化收获面积不到15%,影响了生产效率和种植成本。迄今为止,控制籽粒脱水速率这一性状的基因很少被克隆,其潜在机制尚不清楚。

严建兵团队持续多年攻关,鉴定到一个影响籽粒脱水的全新基因RPG,首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制。基因RPG编码小肽(指小于100个氨基酸的小分子蛋白质)microRPG1,这是玉米及其近缘种中特有的一种含31个氨基酸的新型小肽,该小肽通过调控乙烯途径关键基因影响籽粒脱水速率。

严建兵教授形象地比喻说,在玉米“长身体”的时候,比如灌浆、积累生物量,这个基因不起作用。但是当玉米籽粒生物量一旦积累完成,也就是授粉后30天以后,它就开始启动,激发在玉米乙烯途径的基因特异表达,加速玉米籽粒脱水的效果,精准降低收获时玉米籽粒的含水量。他表示,RPG有重要应用价值。

据了解,适合机械化收获的玉米籽粒含水量要求在25%以下,但我国大多数玉米品种在收获时的含水量通常在30%至40%之间。多年多点的试验表明,敲除microRPG1可使收获时的籽粒含水量平均下降7%,同时其他农艺和产量性状没有明显的变化。研究团队分析了数百份具有代表性的玉米种质材料,发现几乎所有的材料都存在RPG基因,意味着操纵RPG来改变籽粒脱水速率培育宜机收的品种具有巨大的应用潜力。以前,收割玉米棒子后要晒干再脱粒,而今后如果能培育出快脱水宜机收玉米品种,机器就能直接在田里收获籽粒,省时省力。

目前,团队围绕玉米籽粒脱水的精准调控,已经布局多个专利,并授权企业开展商业化应用。

此次研讨会现场,华中农业大学、湖北洪山实验室与未米生物科技(武汉)有限公司进行成果转化协议签约,该公司与省内外14家种业企业签约合作,将共同把这一成果尽快推向市场。

 

 

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