近日, 由中国农业科学院生物技术研究所、华南农业大学、内蒙古大学和吉林省农科院玉米研究所合作在解析中国玉米育种过程中重要农艺性状及基因表达变化的遗传规律方面取得重要进展，研究成果以 “Gene expression and expression quantitative trait loci analyses uncover natural variations underlying the improvement of important agronomic traits during modern maize breeding” 为题发表在国际知名学术期刊The Plant Journal上。

玉米是世界范围内的主要粮食作物，在现代玉米育种中，品种种植密度和耐密性的提升对玉米单产提升至关重要。然而，玉米耐密性遗传调控基础复杂，其关键调控基因挖掘依然非常有限。本研究对中国玉米育种过程中不同年代的137份优良自交系进行了系统的表型分析，发现现代玉米育种过程中，除了穗位、叶夹角、雄穗大小向更有利于密植的方向改良，玉米自交系的穗重、粒长、百粒重和籽粒容重也发生了显著的提升。进一步对137份育种材料进行了3个组织（幼苗、穗位叶及幼嫩雌穗）的转录组测序，通过eQTL分析、共表达网络分析 (WGCNA)、及基于完整玉米基因组的结构变异分析，确定了一组可能在现代玉米育种中受选择，并对株型、开花时间和产量等农艺性状改良有潜在重要贡献的候选基因及其功能变异/优良单倍型；进一步结合分子生物学方法，鉴定到了ZmPHYB2（调控玉米光信号及开花期）的有利单倍型，挖掘到了对玉米株高和穗位高的起到重要的调控作用的ZmPYL10及其功能变异。研究结果为玉米耐密育种提供了重要的基因资源及理论指导。

图1 在中国玉米的现代育种过程中，4个产量相关性状得到显著改良

图2 ZmPYL10基因调控玉米株高和穗位高

中国农业科学院生物技术研究所和内蒙古大学联合培养博士研究生李长育为该论文第一作者，华南农业大学生命科学学院李耀耀博士为该论文共同第一作者，华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室王海洋教授为该论文通讯作者，中国农业科学院生物技术研究所王宝宝研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国农业科学院农业科技创新项目和海南崖州湾种子实验室项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16260