The Crop Journal | 中国农科院作科所联合中国农大发现玉米绿色革命“矮密早”基因资源

在玉米生产中迫切需要“矮密早”品种的时代背景下，需要挖掘具有半矮秆、耐密植、抗倒伏、高产等特性的绿色革命基因资源。虽然已有携带绿色革命基因SD1和Rht1的半矮秆种质在水稻和小麦生产中广泛应用，但是使玉米杂交种具有“矮密早”特性的绿色革命基因资源缺乏。因此，有必要利用玉米半矮秆早花突变体进行基因资源挖掘，为“矮密早”玉米品种的培育提供工具。

中国农业科学院作物科学研究所张红伟团队联合中国农业大学王建华团队在The Crop Journal在线发表了题为“Cloning of a new allele of ZmAMP1 and evaluation of its breeding value in hybrid maize”的研究论文。该研究克隆了导致玉米半矮秆突变体grmm株高变矮的基因ZmAMP1的新等位基因ZmAMP1_grmm。作者利用分子生物学方法找到了导致ZmAMP1_grmm功能变异的碱基序列，利用回交导入的方法评价了ZmAMP1_grmm的育种应用效果，发现ZmAMP1_grmm是一个使玉米杂交种高产、耐密和早熟的重要基因。

研究利用玉米半矮化突变体grmm（green revolution mutant of maize）和正常玉米自交系Si 273构建的F2:3群体，在1号染色体远端长臂定位到一个主效QTL (qPH1_dla)，并发现其控制玉米株高、花期、穗型和产量等性状。精细定位将qPH1_dla缩小至包含ZmAMP1基因（该基因编码谷氨酸羧肽酶）的16 kb区间内。利用两个独立等位基因突变体进行等位测验，证实ZmAMP1为目标基因。RT-PCR和基因组序列分析表明，ZmAMP1基因的第598个碱基发生非同义突变导致grmm矮化的表型，并将该新的ZmAMP1等位基因命名为ZmAMP1_grmm。RNA-seq结果表明，在矮化的NIL中存在84个上调和68个下调的基因，主要富集在15个代谢通路中。最后，将ZmAMP1_grmm导入到郑单958和先玉335中，产生了两个改良的玉米杂交种F1。田间试验发现，改良的F1具有半矮化、早花、抗倒伏、耐密、高产等优点，表明ZmAMP1_grmm是一个具有重要育种价值的优良基因资源。

作者和基金项目

中国农业大学已毕业博士研究生王平喜和硕士研究生杨媛为共同第一作者，中国农业大学农学院王建华教授和中国农业科学院作物科学研究所张红伟副研究员为共同通信作者。该研究得到三亚市崖州湾科技城海南省联合项目（320LH043）、河南省重点科技攻关项目（222102110091）、国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-02-13）、海南崖州湾种子实验室（B21HJ0223）和中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ZDRW202004）的支持。

本文转载自The Crop Journal

转自：植物生物技术Pbj

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