张祖新教授在玉米产量性状遗传基础研究中取得重要进展

2020-06-30 12:19:18 152

新闻网讯近日,国际主流遗传学杂志《PLoS Genetics》,在线发表玉米产量性状遗传基础研究方面的研究论文“KRN4 Controls Quantitative Variation in Maize Kernel Row Number”,通讯作者为张祖新教授。张祖新教授是长江大学“主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心”的骨干研究成员,协同创新中心是协作单位,排名第三。

《PLoS Genetics》期刊由美国科学家哈罗德•瓦尔缪斯等创立于2000年10月,是由众多诺贝尔奖得主和慈善机构支持的国际著名遗传学期刊。《PLoS Genetics》是当前国际遗传学领域“优秀级”期刊,近5年得影响因子9.44。该期刊审稿十分严格,对稿件要求高,录用率为25%左右。张祖新教授团队针对玉米的控制玉米籽粒数目的主效遗传位点KRN4,利用全基因组关联分析、图位克隆等手段,证实了KRN4位于控制玉米雌穗发育重要基因Unbranched3(UB3)基因下游60Kb,包含一个1.2Kb的转座子片段的插入缺失,为UB3的顺式调控因子,通过远距离调节UB3基因的表达量,控制玉米穗行数的数量变异。KRN4位点优良单倍型可以提高2行穗行数,增加将近20%的每穗籽粒数目,因此可以显著提升玉米产量。研究者同时发现,KRN4位点可以通过和UB3基因内的功能性SNP变异发生遗传互作,进一步提高玉米籽粒产量。现代玉米是由野生种玉米草(teosinte)驯化和改良而来,现代玉米栽培种具有较高的籽粒产量,研究者发现KRN4在玉米的驯化和改良过程中受到强烈的选择,通过对KRN4优良单倍型的强烈选择,使KRN4位点的优良单倍型频率在现代玉米中显著提高。研究者进一步利用来自两个不同玉米材料的KRN4优良单倍型,利用分子标记辅助选择的手段,成功的对两个穗行数较低的玉米自交系进行遗传改良,将它们的穗行数提高了将近18%。

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?id=10.1371/journal.pgen.1005670