华农团队发现调控玉米籽粒水分关键基因 为宜机收玉米品种培育找到“金钥匙”

湖北日报讯（记者韩晓玲、通讯员蒋朝常、余延辉）“降低玉米籽粒含水量是实现籽粒机收的重大产业需求。”11月13日，在华中农业大学举行的宜机收玉米产学研合作研讨会上，该校校长、湖北洪山实验室常务副主任严建兵教授介绍，其团队发现了一个调控玉米籽粒水分关键基因，为快脱水宜机收玉米品种培育奠定重要基础。11月12日晚上，该成果在线发表于国际学术期刊《细胞》。玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物，但长期受限于缺乏快脱水的品种，导致玉米籽粒机械化收获面积不到15%，影响了生产效率和种植成本。迄今为止，控制籽粒脱水速率这一性状的基因很少被克隆，其潜在机制尚不清楚。严建兵教授团队持续多年攻关，鉴定到一个影响籽粒脱水的全新基因RPG，首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制。基因RPG编码小肽（指小于100个氨基酸的小分子蛋白质）microRPG1，这是玉米及其近缘种中特有的一种含31个氨基酸的新型小肽，该小肽通过调控乙烯途径关键基因影响籽粒脱水速率。严建兵教授形象地比喻说，在玉米“长身体”的时候，比如灌浆、积累生物量，这个基因不起作用。但是当玉米籽粒生物量一旦积累完成，也就是授粉后30天以后，它就开始启动，激发在玉米乙烯途径的基因特异表达，加速玉米籽粒脱水的效果，精准降低收获时玉米籽粒的含水量。他表示，RPG有重要应用价值。据了解，适合机械化收获的玉米籽粒含水量要求在25%以下，但我国大多数玉米品种在收获时的含水量通常在30%至40%之间。多年多点的试验表明，敲除microRPG1可使收获时的籽粒含水量平均下降7%，同时其他农艺和产量性状没有明显的变化。研究团队分析了数百份具有代表性的玉米种质材料，发现几乎所有的材料都存在RPG基因，意味着操纵RPG来改变籽粒脱水速率培育宜机收的品种具有巨大的应用潜力。以前，收割玉米棒子后要晒干再脱粒，而今后如果能培育出快脱水宜机收玉米品种，机器就能直接在田里收获籽粒，省时省力。目前，团队围绕玉米籽粒脱水的精准调控，已经布局多个专利，并授权企业开展商业化应用。此次研讨会现场，华中农业大学、湖北洪山实验室与未米生物科技（武汉）有限公司进行成果转化协议签约，该公司与省内外14家种业企业签约合作，将共同把这一成果尽快推向市场。