给玉米设计“理想身材” 我国玉米育种迈入精准设计新时代

河南日报讯 （全媒体记者 樊雪婧 通讯员 秦晓璐）3月26日，记者从河南农业大学获悉，该校陈彦惠、库丽霞、姚文团队联合崖州湾国家实验室王海洋团队成功创建了玉米理想株型精准设计育种新体系。这一成果标志着我国玉米育种从“经验选择”正式迈入“精准设计”新阶段。相关成果已在国际顶尖遗传学领域学术期刊NatureGenetics发表。

玉米是我国第一大粮食作物，其产量关乎国家粮食安全。想要玉米高产，提高种植密度是关键。但密度一大麻烦就来了：植株容易倒伏，叶子互相遮挡，光能利用率下降。怎样让玉米在高密度下依然“站得稳、晒得透”?答案藏在株型里——培育叶片更直立、穗位更低、株型更紧凑的“理想身材”，成为玉米遗传改良的主要目标。

研究团队发现，塑造“理想身材”的关键，在于不断聚合能让玉米株型变紧凑的“好基因”。

但长期以来，基因资源匮乏是耐密育种的“卡脖子”难题。为此，研究团队构建了大规模遗传群体，综合利用图位克隆和GWAS技术，成功鉴定并功能验证了8个调控玉米株型的重要基因，形成了一个精准的“靶点库”，它们中有的能够调控穗上部叶夹角，有的能够调控株高、穗位高、叶宽、叶长等。

这些基因资源及其分子工具的开发，为玉米耐密育种提供了精准的“基因靶点”和高效的“导航系统”。基于此，团队设计了一套玉米“理想身材”育种体系：把新发现的“好基因”像搭积木一样精准导入身材不够好的高产经典品种中。

“利用该体系改良经典品种，我们已经培育出4个耐密高产新杂交种。”河南农业大学研究团队姚文副教授介绍，这些“升级版”杂交种不仅保留了底盘的高产特性，株型更是“脱胎换骨”，株高和穗位高降低，上部叶片变得更加直立，叶片面积减小，适宜种植密度一举提升至5000~5500株/亩。在8个不同环境的严格测试中，新杂交种在高密度下较对照品种增产4.1%~9.2%，成功实现了密植条件下的产量突破。

这项研究是玉米遗传育种领域的又一里程碑式成果，不仅在理论上解析了玉米耐密高产的遗传基础，更在实践中建立了一套可复制、可推广的“基因组精准设计”育种模式，让玉米育种可以不再“盲人摸象”，而是能够像工程师设计机器一样进行“精准图纸设计”和“定向组装”。该项成果的应用，将大幅加快我国玉米品种的更新换代，为打赢种业翻身仗、端牢“中国饭碗”提供关键科技支撑。