廣東科研人員發現提高鮮食玉米耐熱性基因

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近日，廣東省科學院南繁種業研究所玉米種業室團隊以甜玉米為研究對象，對甜玉米高溫下的表型特征變化進行觀察，發現了提高鮮食玉米耐熱性基因。相關研究論文發表于International Journal of Molecular Sciences。王竹青為該論文第一作者，王勤南為通訊作者，常海龍、王建強等也參與該項工作。

鮮食玉米主要包括甜玉米、糯玉米和甜糯玉米，由于其口感豐富、營養全面，鮮食玉米的需求量正在逐年增加。然而隨著工業化程度的提高，溫室效應增強伴隨的極端天氣頻發導致玉米生產進程受阻，嚴重影響農業經濟良性發展和糧食安全。對玉米的耐熱機制研究多集中在普通玉米中，且處于起步階段，而鮮食玉米的高溫響應機制還有待進一步挖掘。

科研人員以甜玉米為研究對象，對甜玉米高溫下的表型特征變化進行觀察，對多項光合作用指征等進行測定，同時結合不同時間點轉錄組和代謝組的變化進行了系統分析。轉錄組結果顯示高溫影響多種代謝途徑，特別是苯丙烷代謝和光合作用代謝途徑，對其中大部分基因的抑制作用明顯。

代謝組學結果則顯示，短時和長時高溫處理對代謝物豐度影響顯著，檢測到的差異代謝物數量分別為61種和111種，包括各種生物堿和類黃酮等，其中在兩個時間點均檢測到的代謝物有42種，而東莨菪內酯-7-O-葡萄糖苷（東莨菪苷）、3-吲哚丙酸、乙酰色胺、5,7-二羥基-3",4",5"-三甲氧基黃酮和5,6,7,4"-四甲氧基黃烷酮的表達豐度上調最為顯著。

與此同時，科研人員通過分析基因模塊與代謝產物的相關性，構建了熱脅迫下甜玉米幼苗的調控網絡，鑒定出四個潛在高溫響應基因。該研究為通過生物干預或基因調控來改善甜玉米的耐熱性提供了相關基礎。

上述研究得到華南特色植物新品種創制與逆境智慧化系統治理和耐熱型鮮食玉米種質創新及新品種選育項目的資助。

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