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今日要聞!玉米雜種優(yōu)勢是如何形成的?

2023-01-19 15:45:36 來源:工人日報客戶端


(資料圖)

原標題:玉米雜種優(yōu)勢是如何形成的?

工人日報-中工網(wǎng)記者 黃哲雯 通訊員 崔艷

1月17日,中國農科院生物技術研究所玉米功能基因組創(chuàng)新團隊與華南農業(yè)大學等單位合作,構建了玉米核心自交系泛基因組、對14個自交系及其雜交種進行比較分析,解析了玉米雜種優(yōu)勢形成機理。相關研究成果在線發(fā)表在《自然·遺傳學(Nature Genetics)》上。

雜種優(yōu)勢是指雜種第一代往往比雙親表現(xiàn)出更優(yōu)良性狀的現(xiàn)象,利用雜種優(yōu)勢是作物育種最主要方法之一。玉米是世界第一大農作物,也是雜種優(yōu)勢最強、應用最成功的作物,目前97%以上的玉米品種都是基于雜種優(yōu)勢的雜交種。但長期以來,玉米雜種優(yōu)勢形成的機理一直未能闡述清楚,導致雜交種的選育主要依賴于經驗,因此闡明雜種優(yōu)勢的形成機理對進一步縮短育種周期,提高育種效率,獲得突破性新品種具有重要的理論意義。

圖注:組裝12份核心種質完整基因組,解析玉米雜種優(yōu)勢形成機理

據(jù)介紹,該研究篩選代表全世界范圍內幾乎所有溫帶玉米雜種優(yōu)勢類群的12份骨干玉米自交系,通過三代測序等技術組裝了它們的高質量基因組,結合已發(fā)表的B73和Mo17基因組,對這14個自交系及其兩兩組配所得的雜交種進行比較分析,發(fā)現(xiàn)玉米自交系間存在著大量由大片段的DNA插入或缺失等導致的結構變異,而這些結構變異對基因表達變化及雜種優(yōu)勢類群分化具有重要貢獻,玉米雜種優(yōu)勢與親本間結構變異的數(shù)量呈顯著正相關,而與親本基因組間相似程度呈顯著負相關,說明玉米雜種優(yōu)勢與雙親基因組水平的遺傳互補性密切相關,為雜種優(yōu)勢的遺傳互補模型提供了強有力的支持。? ? ?

結合遺傳和分子生物學證據(jù),該研究挖掘到ZmACO2和ARGOS1 2個關鍵產量雜種優(yōu)勢位點,證明了其以超顯性效應發(fā)揮作用。

據(jù)悉、該研究將大大促進世界范圍內玉米功能基因組研究的推進,也為闡明玉米雜種優(yōu)勢機理及培育高產雜交玉米品種奠定了堅實的理論基礎和遺傳資源。

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