近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所玉米優(yōu)異種質資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團隊聯合國內高校及科研機構共同研究，揭示了玉米父、母本雜種優(yōu)勢群趨同與趨異選擇的遺傳規(guī)律，解析了玉米基因組分化特征及其對雜種優(yōu)勢的貢獻，為新時期玉米自交系創(chuàng)制和雜種優(yōu)勢利用提供理論指導。相關研究成果發(fā)表在《自然植物（Nature Plants）》。

 

　　玉米單產水平的提升主要取決于父、母本雜種優(yōu)勢群的持續(xù)改良和配組方式的優(yōu)化。然而，現代育種過程中父、母本雜種優(yōu)勢群的遺傳改良規(guī)律及其基因組學基礎尚不清楚。

 

　　該研究收集整理了1604份國內外不同育種時期、不同雜種優(yōu)勢群的代表性玉米自交系，覆蓋了全球主要玉米主產區(qū)育種應用的父本群和母本群，并針對21個農藝性狀開展了多環(huán)境、多角度的表型精準鑒定和基于重測序的基因型精準鑒定。通過對超過305萬個表型數據點和2.2億個遺傳變異位點分析發(fā)現，父本群和母本群的農藝性狀改良既存在趨同選擇，也存在趨異選擇。趨同選擇性狀多與耐密高產育種目標相關，表現為父、母本群均向花期更早熟、籽粒更大、產量更高等方向改良；而趨異選擇性狀可能與母本及其雜交種的熟期和籽粒脫水速率相關，表現為穗粗、穗行數、軸重在母本群中降低，而在父本群中增加。在此基礎上，挖掘出一批相關的的重要基因和等位基因，并進一步驗證了部分基因的功能。該研究為玉米雜交種父、母本群的遺傳改良、強優(yōu)勢雜交種的選育及全基因組選擇育種技術的開發(fā)提供了理論基礎與基因資源。

 

　　該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、中國農科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41477-022-01190-2