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

  • 习近平会见阿联酋阿布扎比王储哈立德

  • 第十三届中国网络视听大会

独家策划

推荐阅读
“HPV(人乳头瘤病毒)疫苗对印度尼西亚女性很重要,因为它能保护我们免受宫颈癌的侵害。”  维诺预计,在实现全面本土化生产后,印尼每年可生产数百万剂HPV疫苗,在稳定供应的同时显著降低接种成本,为更多女性筑起抵御宫颈癌的健康防线。
2026-04-14 09:32
青藏铁路进出藏货物累计突破1亿吨  光明日报西宁4月13日电 记者訾谦从中国铁路青藏集团有限公司获悉,青藏铁路全线通车运营20年来,进出藏铁路货运量稳步增长。
2026-04-14 09:32
不久前,国家药监局正式批准国内首例植入式脑机接口产品的医疗器械注册证,实现脑机接口医疗器械全球首发上市。脑机接口产业仍处于发展初期,设备研发、手术植入、术后康复等成本较高。
2026-04-14 09:35
如今,中国航天不断迈向深空,对制造效率和精度提出了更高要求,智能化升级刻不容缓。(作者为中国航天科技集团五院529厂特级技师、国家级技能大师工作室——“王连友技能大师工作室”专家成员,本报记者刘诗瑶采访整理)
2026-04-14 09:34
《关于加快建设分级诊疗体系的若干措施》近日公布。李大川进一步补充说,医联体内要统筹建设医学影像、病理、检验、药品供应等资源共享中心,提升医疗卫生服务同质化水平。数据显示,2025年紧密型县域医共体基层诊疗占比超63%,高于全国基层诊疗人次占比的平均水平。
2026-04-14 09:31
记者从现场获悉,截至2025年底,上海累计记录野生鸟类543种;2025年,在上海记录到野生鸟类97万只次,为近10年最高。过去一年,上海市区两级收容救护体系救护和放归野生鸟类1256只;来自上海的护鸟志愿者队伍将巡护范围扩大至上海周边地区,为区域联动开展保护鸟类执法贡献力量。
2026-04-14 09:30
我国启动“人工智能+教育”行动计划,人工智能将纳入教师资格考试和认证内容。
2026-04-13 10:04
近日,上海“无废指数”再攀新高——2025年度上海市“无废指数”达86.96,比2024年度上升1.23。
2026-04-13 10:01
前正值春耕春管关键时节,各地电力部门加大保电力度,将优质供电服务延伸至田间地头,让“满格”电力涌动在春耕生产一线。
2026-04-13 10:00
近日,国务院办公厅印发《关于加快建设分级诊疗体系的若干措施》,为新时代深化医药卫生体制改革、推进健康中国建设提供了清晰的实践路径。
2026-04-13 09:59
国际首个侵入式脑机接口医疗器械正式进入临床应用阶段,由清华大学生物医学工程学院洪波教授团队全程自主研发。
2026-04-13 09:56
我们并不缺成果、人才与产业雄心,真正要补上的,是那批能将成果带过“最后一公里”的人
2026-04-10 14:38
春风送暖,踏青正当时,但接连不断的喷嚏、鼻痒、眼痒等过敏症状,却让不少人的春日心情打了折扣。
2026-04-10 10:30
“四月不减肥,五月徒伤悲。”春暖花开,网上晒运动、轻食的人多了起来。不少人把减重当作迎接春天的第一件事,尤其对很多女性而言,拥有理想身材的第一步就是减重。
2026-04-10 10:28
9日,国家卫生健康委、中央社会工作部、中央政法委等25部门联合印发《健全社会心理服务体系和危机干预机制实施方案》,部署5方面18项主要任务,明确到2030年基本健全覆盖全人群、全生命周期的社会心理服务体系和危机干预机制。
2026-04-10 09:56
新华社北京4月9日电第十四届全国人民代表大会第四次会议通过了《中华人民共和国生态环境法典》,法典单行本已由人民出版社出版,即日起在全国新华书店发行。
2026-04-10 09:56
就说春耕:老把式一手扶犁,一手扬鞭,汗水顺着脊背往下淌……  再看今朝:铁牛代替了水牛,无人机施肥撒药,手机指挥收割浇水,早已不再是新闻。相信随着越来越多的新技术、新方法走进田野,干农业会越来越安逸,农业这碗饭会越来越有嚼头。
2026-04-10 09:56
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
加载更多