点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:实践经验理论化 科学家揭示现代玉米杂种优势群遗传规律
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

实践经验理论化 科学家揭示现代玉米杂种优势群遗传规律

来源:光明网-科普中国2022-07-28 17:06

实践经验理论化 科学家揭示现代玉米杂种优势群遗传规律   

  中国农业科学院作物科学研究所玉米优异种质资源发掘与创新利用团队联合华南农业大学、中国农业科学院生物技术研究所等单位研究揭示了玉米父、母本杂种优势群趋同与趋异选择的遗传规律,解析了玉米基因组分化特征及其对杂种优势的贡献,通过总结过去,将玉米育种实践经验理论化,为新时期玉米自交系创制和杂种优势利用提供理论指导。7月18日,相关研究成果在《自然-植物(Nature Plants)》在线发表。

  据王天宇研究员介绍,玉米杂交种(单交种)与其父母本相比,具有很强的杂种优势。玉米单交种自从20世纪60年代开始在生产上大面积推广,迄今其利用率已达到近100%。玉米单交种是由分别来自母本杂种优势群和父本杂种优势群的自交系杂交组配而成,而杂优模式是指特定的母本群和父本群中个体杂交后具有强杂种优势的配组方式。国内外半个多世纪的育种史表明,玉米单产水平的提升主要取决于父、母本杂种优势群的持续改良和杂优模式的优化。然而,现代育种过程中父、母本杂种优势群的遗传改良规律及其基因组学基础尚不清楚。

实践经验理论化 科学家揭示现代玉米杂种优势群遗传规律

玉米种质资源的杂种优势群划分

  该研究收集整理了1604份国内外不同育种时期、不同杂种优势群的代表性玉米自交系,覆盖了全球主要玉米主产区育种应用的父本群和母本群,并针对21个农艺性状开展了多环境、多角度的表型精准鉴定和基于重测序的基因型精准鉴定。通过对超过305万个表型数据点和2.2亿个遗传变异位点的分析,发现父本群和母本群的农艺性状改良既存在趋同选择也存在趋异选择。趋同选择性状多与耐密高产育种目标相关,表现为父母本群均向花期更早熟、散粉-吐丝间隔期更短、穗位更低、雄穗分枝数更少、产量更高、行粒数更多、出籽率更高、籽粒更大、粒重更重方向改良;而趋异选择性状可能与母本及其杂交种的熟期和籽粒脱水速率相关,表现为穗粗、穗行数、轴重性状在母本群中降低,而在父本群中增加。在此基础上,挖掘出一批与父、母本杂优群性状趋同和趋异选择的重要基因和等位基因,且发现父、母本杂优群中有利等位基因积累的多少与趋同和趋异性状改良呈高度相关。进一步研究发现,现代育种过程中父、母本杂优群之间一些基因组区域的遗传分化不断增强,并且这些基因组区段或基因的持续分化是决定玉米杂种优势的重要遗传学基础。此外,进一步验证了两个现代育种过程中趋同选择基因ZmEMF1L1和 ZmKW10和一个分化基因ZmKOB1在调控玉米开花期、籽粒大小和杂种优势方面的作用。本研究为玉米杂交种父、母本杂优群的遗传改良、强优势杂交种的选育及全基因组选择育种技术的开发提供了坚实的理论基础与基因资源。

  作科所李春辉副研究员为第一作者,作科所关红辉博士、诺禾致源荆鑫、华南农业大学李耀耀博士、中国农科院生物技术研究所王宝宝研究员为并列第一作者;作科所王天宇研究员、黎裕研究员,华南农大王海洋教授、加州大学戴维斯分校Jeffrey Ross-Ibarra教授、诺禾致源焦成智为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的资助。

科普中国智惠农民

学术支持

中国农业科学院

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟 张蕃

实践经验理论化 科学家揭示现代玉米杂种优势群遗传规律

 

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2026世界制造业大会无人科技成果精彩呈现

  • 第23届中国-东盟博览会在南宁闭幕

独家策划

推荐阅读
一个优良豆类品种的诞生,至少需1代杂交、6代自交,用传统育种方式得花10年左右。10年后的“新品种”,还能满足市场需求吗?尽可能缩短育种时间,才能减少不确定性。
2026-09-22 09:18
目前,“拉索”已联合“天关”“中国天眼”“银河画卷”等不同波段天文设施形成新的队伍,对重要科学问题进行攻关。
2026-09-22 09:09
记者从中国地质大学(北京)邢立达课题组获悉,中外科学家团队在安徽下三叠统南陵湖组地层中发现巨型鲎类遗迹化石。
2026-09-22 09:01
西北大学地质学系研究员韩健等联合国内外研究学者,在距今5.18亿年的云南澄江生物群中发现了步带动物新物种——胶膜玉净虫。
2026-09-22 09:00
在甘肃科技馆的科学市集“创想驿站”,兰州市第二十二中的段延浩站在自己制作的模型前,沿着风机、太阳能板、储电仓一路介绍。
2026-09-22 08:59
“面向智能社会的科学素质:机遇、挑战与变革”
2026-09-22 08:07
2026科普中国智库论坛暨第三十二届全国科普理论研讨会
2026-09-21 17:29
棘皮动物辐射对称,具钙化骨骼和管足;半索动物两侧对称,身体柔软并保留鳃裂。由此推论,步带动物两个门类的共同祖先并非此前推测的无触手蠕虫状动物,实际上部分类群已经具有较为发达的滤食附肢。
2026-09-21 09:23
弘扬科学家精神,既要有庄重的纪念,也需要在生活中讲好具体的、鲜活的人和故事。
2026-09-21 09:18
20日,在由中国科普研究所主办的2026科普中国智库论坛暨第三十二届科普理论研讨会上,数项新成果——《国家科普能力发展报告(2024—2025)》、《中国公民科学素质报告(2025—2026)》、《科普服务高质量发展智库报告》、《鼎新致远:科普服务高质量发展的实践探索》、“科普人才培养丛书”及《中国科幻发展年鉴2026》发布。
2026-09-21 09:16
北京大学第三医院运动医学科副主任医师刘振龙对此给出了一个基本判断:“AI+医生”人机协作模式的探索,将进一步推动AI技术与专业医疗服务的融合创新。今年5月,复旦大学附属中山医院“胸部一扫多查智能体”落地应用,处理病例已超250万例。
2026-09-21 09:15
记者20日从科技部获悉,2025年度全国科普统计数据显示,我国科普经费投入稳健增长,公共财政投入发挥引领作用,2025年全国科普工作经费筹集额达243.98亿元,比2024年增长9.8%。
2026-09-21 09:08
工业和信息化部近期印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,提出到2030年,全面建成覆盖完善、性能领先的新一代通信网,为到2035年基本实现信息通信行业现代化奠定坚实基础。新一代通信网是以6G为代表的下一代通信基础设施,是通信、感知、计算、智能深度融合的全新网络形态。
2026-09-20 09:30
2026海洋合作发展论坛日前在山东青岛举办。论坛上发布的《中国海洋发展指数报告2026》显示,2025年中国海洋发展指数为132.3,比上年增长2.5%,海洋经济高质量发展稳步推进,海洋强国建设取得新成效。
2026-09-20 02:25
工业和信息化部、国家发展改革委等十部门18日发布《医药工业发展“十五五”规划》。规划提出,到2030年,生物医药研发应用稳居世界前列,创新驱动效能充分释放,重点领域关键核心技术实现系统性突破。
2026-09-20 02:35
赛场空域,细如发丝的光纤从指尖牵向无人机,操控手屏息凝神,稳稳控住摇杆,指尖稍一晃动,任务成败便在毫厘之间。湖畔的测试区域,学生们手握遥控器,操控自研履带车沿着岸边缓缓“散步”,在低速行进中认真打磨每一处细节。
2026-09-20 02:25
望宇登月服研制工作已攻克数十项关键技术。
2026-09-20 09:26
学术专著《医学传播学通论》由上海科技教育出版社正式出版。
2026-09-18 20:52
近期,我国北方多地进入秋季花粉高峰期。秋季致敏花粉主要来自蒿属、葎草属、豚草属、藜科、苋科等草本植物。这些植物的花并不显眼,却能产生数量庞大的花粉。
2026-09-18 10:20
一个月球上新形成的陨石坑,让研究人员有机会了解这颗离我们最近的天体的复杂地质构造。该陨石坑由发生在2024年的一次小行星撞击形成,直径约为222米,是迄今人们亲眼观测到形成过程的最大陨石坑。
2026-09-18 10:24
加载更多