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

  • 青春聚雄安 奋进迎新春

  • 行医路上把温暖刻进山乡

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多