“既要玉米品種抗旱又要產(chǎn)量，魚和熊掌如何同時(shí)兼得？”10月14日，記者從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院舉辦的學(xué)術(shù)沙龍上獲悉，該校師生在《自然—生物技術(shù)》雜志（Nature Biotechnology）發(fā)表研究長(zhǎng)文。該期刊2022年影響因子68。文章利用多組學(xué)和基因編輯策略，詳細(xì)闡述了玉米產(chǎn)量和抗性平衡的遺傳與分子機(jī)制，為玉米高抗高產(chǎn)精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)育種奠定了理論基礎(chǔ)，提供了優(yōu)異基因資源。
玉米是高大作物，一生需水旺盛，對(duì)干旱敏感。而我國玉米主栽區(qū)多位于干旱半干旱地區(qū)，近年來湖北等南方玉米產(chǎn)區(qū)干旱災(zāi)害也呈現(xiàn)出多發(fā)、頻發(fā)態(tài)勢(shì)，每年因旱災(zāi)造成玉米大幅減產(chǎn)和巨大經(jīng)濟(jì)損失，培育高抗高產(chǎn)玉米對(duì)國家保糧增收至關(guān)重要。然而近百年來，育種家將玉米產(chǎn)量大幅提高，但伴隨而來的是玉米抗旱性的顯著下降。找到控制產(chǎn)量性狀的干旱脅迫應(yīng)答負(fù)調(diào)控位點(diǎn)并揭示其作用機(jī)制，是高抗高產(chǎn)作物育種面臨的重大瓶頸科學(xué)問題。
華中農(nóng)大代明球教授在學(xué)術(shù)沙龍上分享經(jīng)驗(yàn)
該研究在理論上，闡明了多年來困擾育種家的關(guān)鍵科學(xué)問題，即作物是如何平衡產(chǎn)量和抗性的？研究成果為種業(yè)高抗高產(chǎn)遺傳育種奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；應(yīng)用上，克隆到我國擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多個(gè)重要遺傳位點(diǎn)，這些遺傳位點(diǎn)（如DRESH8存在有利于產(chǎn)量但不利于抗旱，即DRESH8介導(dǎo)了耐旱性和產(chǎn)量性狀之間的平衡）為種業(yè)通過生物育種技術(shù)，培育適合未來氣候變化的高產(chǎn)作物，進(jìn)而保障國家糧食安全，提供了有重要應(yīng)用價(jià)值的遺傳操控靶點(diǎn)。
華中農(nóng)大師生們?cè)谀戏被?/div>
基于這些結(jié)果，作者提出了一個(gè)模型來解釋：在降雨充沛的環(huán)境中，農(nóng)民可能選擇種植有DRESH8的玉米以提高產(chǎn)量；而在干旱環(huán)境下，農(nóng)民選擇種植缺失DRESH8的玉米，這樣可以去除DRESH8對(duì)抗旱基因的抑制作用，從而提高玉米的抗旱性。
該研究跨越9年，多學(xué)科交叉合作。華中農(nóng)大作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士后孫霄鵬、向艷麗博士（現(xiàn)根特大學(xué)博士后）、博士生豆楠楠、博士后張慧為論文的第一作者。作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和洪山實(shí)驗(yàn)室的代明球教授、李林教授以及園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李峰教授為論文的通訊作者。作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和洪山實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)建兵教授也參與了該項(xiàng)工作。
華中農(nóng)大校領(lǐng)導(dǎo)與文章作者合影
“實(shí)踐證明，我們有挑戰(zhàn)科研‘無人區(qū)’的實(shí)力和勇氣，”華中農(nóng)大校長(zhǎng)李召虎表示，作為國家戰(zhàn)略科技力量，“我們要滿懷信心，繼續(xù)挑戰(zhàn)‘不可能’、挑戰(zhàn)前沿和原創(chuàng)。”
玉米是高大作物，一生需水旺盛，對(duì)干旱敏感。而我國玉米主栽區(qū)多位于干旱半干旱地區(qū)，近年來湖北等南方玉米產(chǎn)區(qū)干旱災(zāi)害也呈現(xiàn)出多發(fā)、頻發(fā)態(tài)勢(shì)，每年因旱災(zāi)造成玉米大幅減產(chǎn)和巨大經(jīng)濟(jì)損失，培育高抗高產(chǎn)玉米對(duì)國家保糧增收至關(guān)重要。然而近百年來，育種家將玉米產(chǎn)量大幅提高，但伴隨而來的是玉米抗旱性的顯著下降。找到控制產(chǎn)量性狀的干旱脅迫應(yīng)答負(fù)調(diào)控位點(diǎn)并揭示其作用機(jī)制，是高抗高產(chǎn)作物育種面臨的重大瓶頸科學(xué)問題。
華中農(nóng)大代明球教授在學(xué)術(shù)沙龍上分享經(jīng)驗(yàn)
該研究在理論上，闡明了多年來困擾育種家的關(guān)鍵科學(xué)問題，即作物是如何平衡產(chǎn)量和抗性的？研究成果為種業(yè)高抗高產(chǎn)遺傳育種奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；應(yīng)用上，克隆到我國擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多個(gè)重要遺傳位點(diǎn)，這些遺傳位點(diǎn)（如DRESH8存在有利于產(chǎn)量但不利于抗旱，即DRESH8介導(dǎo)了耐旱性和產(chǎn)量性狀之間的平衡）為種業(yè)通過生物育種技術(shù)，培育適合未來氣候變化的高產(chǎn)作物，進(jìn)而保障國家糧食安全，提供了有重要應(yīng)用價(jià)值的遺傳操控靶點(diǎn)。
華中農(nóng)大師生們?cè)谀戏被?/div>
基于這些結(jié)果，作者提出了一個(gè)模型來解釋：在降雨充沛的環(huán)境中，農(nóng)民可能選擇種植有DRESH8的玉米以提高產(chǎn)量；而在干旱環(huán)境下，農(nóng)民選擇種植缺失DRESH8的玉米，這樣可以去除DRESH8對(duì)抗旱基因的抑制作用，從而提高玉米的抗旱性。
該研究跨越9年，多學(xué)科交叉合作。華中農(nóng)大作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士后孫霄鵬、向艷麗博士（現(xiàn)根特大學(xué)博士后）、博士生豆楠楠、博士后張慧為論文的第一作者。作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和洪山實(shí)驗(yàn)室的代明球教授、李林教授以及園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李峰教授為論文的通訊作者。作物遺傳改良全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和洪山實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)建兵教授也參與了該項(xiàng)工作。
華中農(nóng)大校領(lǐng)導(dǎo)與文章作者合影
“實(shí)踐證明，我們有挑戰(zhàn)科研‘無人區(qū)’的實(shí)力和勇氣，”華中農(nóng)大校長(zhǎng)李召虎表示，作為國家戰(zhàn)略科技力量，“我們要滿懷信心，繼續(xù)挑戰(zhàn)‘不可能’、挑戰(zhàn)前沿和原創(chuàng)。”
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