荣廷昭院士/唐祈林教授团队在玉米与其近缘种属远缘杂交多倍化及抗逆基因发掘方面取得系列进展

作物的近缘野生种质是遗传育种家应对气候变化、虫害和病害等胁迫的不可或缺资源。玉米（Zea mays）近缘野生材料大刍草和摩擦禾（Tripsacum L.）是玉米的第二级和第三级基因库，它们蕴藏栽培玉米不具有的耐盐、耐冷和抗病虫等优良特性，导入来自野生种质优良等位基因改良玉米，对于扩大玉米种质的遗传基础、增强现代玉米抗逆性状等具有重大意义。

2023年2月20日，该团队在遗传学经典期刊《GENETICS》（2022年影响因子/JCR分区：4.402/Q2，遗传学2区TOP期刊）在线发表了题为“Multi-species polyploidization, chromosome shuffling, and genome extraction in Zea/Tripsacum hybrids”的研究论文，该研究历时20余年，以玉米（M）、四倍体多年生大刍草（P）和摩擦禾（T）为材料，通过杂交、多倍化与细胞工程等技术方法，创制了聚合三物种基因组的异源六倍体MTP；借助染色体组洗牌、抽提的方法，在创制玉米-四倍体多年生大刍草异源四倍体材料及其育种利用方面取得了重要突破。

插图表示玉米及其近缘种属大刍草及摩擦禾（李影正等，2022，科学通报）

同时，该团队以创制合成的玉米-大刍草-摩擦禾异源多倍体（MTP）为中间桥梁材料，在培育具有耐盐、耐冷等特异抗逆性状的玉米新材料研究取得了系列进展。2023年2月1日，该团队在《BMC Genomics》（2022年影响因子/JCR分区：4.547/Q2/Top）在线发表“Integrated single-molecule real-time sequencing and RNA sequencing reveal the molecular mechanisms of salt tolerance in a novel synthesized polyploid genetic bridge between maize and its wild relatives”研究论文，该研究鉴定评价出大刍草、摩擦禾和玉米-大刍草-摩擦禾异源多倍体MTP强耐盐性核心种质，通过组学比较分析挖掘了大量耐盐基因资源，以MTP为桥梁创制MTP-玉米强耐盐渐渗系的相关耐盐基因发掘及机制解析正在研究中。2023年1月30日，该团队在《International Journal of Molecular Sciences》（2022年影响因子/JCR分区：6.208/Q1，生物学2区TOP期刊）在线发表了题为“QTL mapping and a transcriptome integrative analysis uncover the candidate genes that control the cold tolerance of maize introgression lines at the seedling stage”研究论文，该研究以MTP为桥梁创制强耐冷玉米渐渗系，构建遗传群体定位克隆来源于野生材料的耐冷关键基因，系统开展耐冷基因的发掘与利用研究。2022年12月，团队在《科学通报》（中国科技期刊卓越行动计划/EI）上发表了“玉米野生近缘种属利用研究进展”的综述论文。

上述4篇论文第一作者分别为玉米研究所博士毕业生Muhammad Zafar Iqbal和博士研究生李晓锋、何如钰、李影正，通讯作者为玉米研究所唐祈林教授，荣廷昭院士对上述工作给予持续支持和建议。系列工作得到国家自然科学基金（32272035，31371640）、四川玉米创新团队（sccxtd-2020-02）、四川饲草育种攻关（2021YFYZ0013-3）、四川省科技计划（2022NSFSC0167）、四川省科技创新创业苗子工程重点项目（2023JDRC0117）等项目支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/genetics/iyad029

https://doi.org/10.1186/s12864-023-09148-0

https://doi.org/10.3390/ijms24032629

https://doi.org/10.1360/TB-2022-0669

供稿：李影正