科学家发现玉米抗旱的秘密
近日,省农科院作物研究所与甘肃省玉米研究中心、兰州大学、甘肃省基因编辑育种重点实验室的科研团队合作,在玉米气孔发育和耐旱机制研究领域取得了重大进展,其研究成果发表在国际权威期刊《JournalofIntegrativePlantBiology》上。
研究团队发现并解析了一个名为DSD1/ZmICEb的关键基因如何调控玉米的气孔发育与耐旱特性,为玉米抗旱品种培育提供了新方向。
玉米不仅是全球重要的粮食作物,还是生物能源领域的关键原料。然而,干旱作为现今气候变化中最严峻的挑战之一,已成为影响玉米产量的主要因素,因此提升玉米的耐旱能力具有重要意义。在该研究中,团队通过大规模筛选,发现气孔密度显著减少的玉米突变体(命名为dsd1),并进一步鉴定出控制这一性状的核心基因DSD1/ZmICEb。该基因专门调控气孔的发育,其功能缺失会导致气孔生成异常。通过修改基因,研究人员成功培育出耐旱表现突出的玉米植株。
研究同时表明,由ZmICEb基因调控的气孔发育减少了水分流失,使玉米植株在干旱条件下具有更高的水分利用效率。通过试验,团队发现改良后的玉米株系不仅在干旱环境下表现出优异的生长能力,还显著减少了干旱对玉米产量的负面影响。尤其是在抗旱能力显著提升的株系中,植株耐旱性增强的同时并未出现发育受损的现象,这为抗旱玉米的推广种植提供了新的可能性。
这一突破性研究成果,不仅揭示了气孔减少如何帮助玉米抵御干旱,还为玉米品种改良提供了重要的遗传资源和理论依据。未来,研究团队计划进一步研究此基因在玉米天然种群中的优势表现,并结合分子育种技术,培育出产量高、抗旱性强的新品种,为农业生产应对气候变化提供更有力的支持。
这项研究由省农科院作物研究所周文期副研究员牵头,兰州大学侯岁稳教授、陈亮副教授等专家共同参与,得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持,成果意义重大,标志着我国在玉米抗旱领域取得了领先地位。(记者 张云文)
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