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:无损监测!新技术可突破玉米表型鉴定瓶颈
首页> 光明科普云> 农业农村频道> 基因故事 > 正文

无损监测!新技术可突破玉米表型鉴定瓶颈

来源:光明网2022-12-20 18:55

  近日,中国农业科学院生物技术研究所玉米功能基因组团队与作物代谢调控与营养强化团队合作,首次对玉米自交系全生育期进行全自动高通量无损监测,深入解析了玉米株高形成的动态遗传基础和调控网络,并通过机器学习构建了株高的智能预测模型。该研究为玉米表型精准鉴定、重要基因克隆和株型改良提供了有效策略和新的基因资源。相关研究成果发表在《分子植物(MolecularPlant)》上。

无损监测!新技术可突破玉米表型鉴定瓶颈

全自动高通量表型组平台监测玉米全生育期的株型

  玉米是我国种植面积最大、产量最高的粮食作物,对保障国家粮食安全至关重要。优良的耐密株型是实现丰收高产的重要前提。玉米株型、产量等复杂性状的研究离不开表型精准鉴定,但传统的表型性状分析存在测量通量低、耗时费力、精度不高、有破坏性等缺点,难以做到全天候、全生育期的动态监测。“表型鉴定瓶颈”严重阻碍了玉米基因资源的挖掘和重大品种的培育,因此亟待开发作物全生育期高通量表型组精准鉴定技术,推进耐密理想株型重大基因挖掘和新品种培育。研究人员利用228份具有广泛遗传变异的玉米自然群体,在高通量3D表型组平台对玉米全生育期进行全天候动态检测,获得了约24.4万张表型图像。在此基础上,研究人员还研发了多光学图像批处理程序,分析并提取了77个覆盖玉米全生育期株型、生物量、生长速率等关键图像性状。结合全基因组关联分析鉴定了4945个显著的单核苷酸多态性(SNPs)和1974个候选基因,构建了基因和图像性状的关联网络,并通过突变体分析验证了核心基因ZmVATE在调控玉米节间发育和株高上的生物功能。

  研究人员进一步利用早期性状构建机器学习模型来预测玉米最终的株高,发现仅需5个图像性状就可在早期发育阶段对最终株高进行预测,预示着这些性状可作为潜在的株高发育相关生物标记,对玉米株型改良和遗传育种具有重要的应用价值。该研究深入解析了玉米株高形成的动态遗传基础和调控网络,拓展了人们对株型发育机制的理解,为玉米精准表型鉴定、基因资源挖掘、表型预测及遗传改良提供了重要的数据支撑和基因资源。

  该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院重大科研任务、科技创新工程等项目资助。

学术支持

中国农业科学院生物技术研究所

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟 谢芸

 

[ 责编:姜楠 ]
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

  • 浙江安吉:暑期乡村文旅热

  • 北京:机器人在公园“上岗”

独家策划

推荐阅读
这不只是一幅地质图,还是一套中国自主的图例标准。
2026-08-07 09:48
最近不少“中国神器”在全球刷屏。这些出圈的国货新品,早已摆脱低端代工、低价走量的旧标签,折射出中国制造的创新迭代与品质跃升。国货新品不断出圈、新产业蓬勃发展的背后,是中国制造的硬核实力。
2026-08-07 09:47
今年7月,国家药监局批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。5月,恒瑞医药与百时美施贵宝达成新药授权合作,确定性付款9.5亿美元……今年以来,我国新药的好消息不断。
2026-08-07 09:47
在数据要素赋能方面,2025年国家数据局发布了100个公共数据“跑起来”示范场景,联合19个部门组织举办2025年“数据要素×”大赛并发布241个典型案例。
2026-08-07 09:46
近日,北京市14家市属公园陆续迎来多款机器人“新员工”,它们在公园“上岗”,承担清洁清扫、智慧巡检、问询导览、水面救援、绿化养护、生态监测等多项任务,将智慧服务融入公共生活。
2026-08-07 03:10
团队攻克了满足多功能、智能化的海缆敷设双通道布缆作业系统设计技术,使作业系统具备高度自动化和智能化水平。
2026-08-06 09:48
近日,云深处自主研发生产的四足机器人完成海关通关后出口瑞士,用于当地厂区安防、地下管网隐患排查等业务场景。“核电安全标准严苛,产品能够在瑞士核电站成功落地,充分印证国产机器人的稳定性和可靠性,我们已达成扩产合作意向。
2026-08-06 09:48
记者6日从中国科学院高能物理所获悉,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年实验研究,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。
2026-08-06 09:47
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置(HIAF),成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。实验中,团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶,通过弹核碎裂反应产生放射性核素。
2026-08-06 09:47
记者日前从陆军军医大学新桥医院血液病医学中心获悉,由该中心张曦教授和宋清晓研究员领衔的研究团队,首次揭示了皮肤慢性移植物抗宿主病(cGVHD)“久治难愈”的核心机制,找到了打破纤维化恶性循环的关键“开关”。
2026-08-06 02:30
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
加载更多