近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所玉米功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校等單位，解析了現(xiàn)代玉米育種過(guò)程中雄穗弱化與耐熱性間的博弈選擇規(guī)律，明確了應(yīng)對(duì)高溫的雄穗小穗數(shù)的關(guān)鍵閾值，為玉米耐高溫育種及全球不同玉米種植區(qū)的宜植品種選擇提供了重要理論指導(dǎo)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然氣候變化（Nature Climate Change）》上。

 

　　隨著全球變暖的加劇，花期高溫已成為限制玉米高產(chǎn)的主要因素之一。現(xiàn)代作物育種過(guò)程中為了追求更高的產(chǎn)量，玉米的雄穗逐步持續(xù)變小，但其對(duì)高溫的響應(yīng)，尤其是應(yīng)對(duì)高溫時(shí)的雄穗變小的關(guān)鍵閾值不清，很大程度上限制了耐高溫品種的選育和不同生態(tài)區(qū)宜植品種的選擇。

 

　　該研究對(duì)320余份中國(guó)和美國(guó)不同年代玉米骨干自交系進(jìn)行了多年多點(diǎn)田間試驗(yàn)，對(duì)玉米不同溫度下雄穗和雌穗的形態(tài)、開(kāi)花特性及結(jié)實(shí)率的進(jìn)行了系列研究。發(fā)現(xiàn)隨著育種年代推進(jìn)，玉米雄穗分枝數(shù)和小花數(shù)逐漸變少，開(kāi)穎能力逐漸減弱，但弱化的程度過(guò)于嚴(yán)重，導(dǎo)致部分近代玉米種質(zhì)在花期應(yīng)對(duì)高溫的耐受性有所下降。進(jìn)一步研究，確定了玉米應(yīng)對(duì)高溫時(shí)雄穗小穗數(shù)的關(guān)鍵閾值約為每雄穗700小穗——在發(fā)生花期高溫的地區(qū)，雄穗小穗數(shù)超過(guò)閾值的玉米材料具有較高且穩(wěn)定的結(jié)實(shí)率。基于全球玉米種植區(qū)域的花期高溫程度，本研究推測(cè)，目前全球約23.7%的玉米種植區(qū)已不再適合種植雄穗小穗數(shù)低于每雄穗700小穗的玉米品種。

 

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。