王海洋教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊New Phytologist發(fā)表研究論文

來(lái)源單位及審核人：生命科學(xué)學(xué)院王海洪編輯：審核發(fā)布：宣傳部曾子焉發(fā)布時(shí)間：2023-01-17

　　近日，我校生命科學(xué)學(xué)院王海洋教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所等單位合作在解析玉米氣生根生長(zhǎng)角度和抗倒伏性的分子和遺傳機(jī)制方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Local auxin biosynthesis regulates brace root angle and lodging resistance in maize” 為題在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊 “New Phytologist” 上（論文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.18733）。該研究以我校生命科學(xué)學(xué)院為第一完成單位，生命科學(xué)學(xué)院博士研究生鄭智剛、碩士研究生卓楚云，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所王寶寶研究員為論文共同第一作者，通訊作者為我校王海洋教授，項(xiàng)目合作單位還包括島津（中國(guó)）有限公司等單位。

　　玉米（Zea mays L.）作為世界第一大作物，其充足穩(wěn)定的供應(yīng)對(duì)保障全球的糧食安全至關(guān)重要。增加種植密度是提高玉米單產(chǎn)的有效途徑，但密植同時(shí)會(huì)激發(fā)植物的避蔭反應(yīng)，極大增加了玉米的倒伏風(fēng)險(xiǎn)。目前倒伏已經(jīng)成為限制玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和機(jī)械化的主要因素。因此，挖掘玉米抗倒伏的關(guān)鍵調(diào)控基因?qū)μ岣哂衩追N植密度及產(chǎn)量具有重要價(jià)值。氣生根作為玉米根系的重要組成部分，與植株倒伏抗性密切相關(guān)。本研究首先挖掘出生長(zhǎng)素合成關(guān)鍵限速酶YUCCA（YUC）在玉米中的同源基因，發(fā)現(xiàn)ZmYUC2和ZmYUC4特異地在玉米氣生根根尖部位表達(dá)，調(diào)控生長(zhǎng)素在氣生根根尖的局部合成，進(jìn)而影響氣生根的向重力性和生長(zhǎng)角度。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，本研究獲得了Zmyuc2、Zmyuc4 單突變體和 Zmyuc2/4 雙突變體敲除植株。研究發(fā)現(xiàn)Zmyuc4 單突變體和Zmyuc2/4 雙突變體表現(xiàn)出氣生根角度明顯變大，在高密度種植條件下顯著提高了玉米抗根倒的能力，同時(shí)對(duì)其他農(nóng)藝性狀無(wú)不良影響。該研究為培育耐密、抗倒和高產(chǎn)的玉米新品種提供了重要的基因資源。此外，本研究還首次開(kāi)發(fā)了一種基于X-ray CT來(lái)獲取玉米三維根系構(gòu)型的方法，該方法為實(shí)現(xiàn)在土壤中快速、無(wú)損地采集植物三維根系構(gòu)型及可視化提供了技術(shù)支撐。

　　該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、海南崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室基金的資助。