聚焦智慧株型与增产基因,共探育种新未来
2026年6月30日,未来农业科学与技术研究所玉米研讨会在性吧成功举办。本次研讨会由未来农业科学与技术研究所所长、性吧
植物学科带头人李超研究员特邀中国农业大学国家玉米改良中心副主任田丰教授,与中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室杨小红教授实地指导玉米栽培与育种课题并作专题报告。两位专家围绕玉米育种技术革新、产量性状遗传解析及科企融合新模式等议题展开深入交流,为性吧相关专业师生带来了一场内容前沿、思想碰撞的学术盛宴。

田丰教授:智慧株型与“一步成系”技术引领育种变革
田丰教授以《玉米耐密株型基因的挖掘与利用》为题,系统阐述了现代玉米株型的分子遗传基础和育种方向。他指出,智慧株型设计是实现农业增产的关键突破口。其团队从玉米野生祖先种大刍草中克隆了控制紧凑株型形成的QTL-UPA2及其功能基因RAVL1,发现了控制玉米“智慧株型”形成的重要基因LAC1,揭示了玉米耐密株型建成的分子调控网络,揭示了光信号动态调控该基因促使玉米适应密植的分子机制。通过优化叶片夹角、株高和穗位等形态特征,构建“上紧下松”的理想株型,能够显著提高光能利用率和群体通风透光性,从而在单位面积上实现产量的大幅跃升,为在多种作物中培育上紧下松的智慧株型提供研究基础。经lac1精准改良后的“奥科903”玉米密植相对增产12.7%,这种基于生理生态的株型改良,为解决我国耕地资源紧张、保障粮食安全提供了重要的技术支撑。

在育种技术创新方面,田教授重点介绍了其团队开发的“一步成系”快速育种技术。该技术被誉为“育种界的高铁”,巧妙融合了单倍体育种与基因编辑技术。通过将目标靶基因编辑载体导入单倍体诱导系,仅需一次杂交授粉,即可实现8-10个月内性状稳定,获得背景纯净的改良自交系。这一突破性成果彻底攻克了传统育种周期长、效率低的瓶颈,极大加速了优良品种的选育进程。

此外,田教授还分享了科企融合的创新实践,其科研团队依托北京奥瑞金农业有限公司等平台,联合中国农大、中玉金标记等单位,汇聚全球种业科学家团队,开发了多功能20K固相芯片“玉芯001”。该芯片集成了耐密株型、早熟耐冷、高产抗病等关键基因位点检测功能,不仅实现服务于玉米优质品种真实性鉴定,更为分子设计育种提供了精准导航,真正实现了“边研发、边利用”的产业化闭环。
杨小红教授:解析产量基因密码,跨物种验证增产潜力
杨小红教授作了题为《玉米穗粒数的演化机制和育种应用》的报告,从玉米的起源驯化历史切入,利用玉米-大刍草渐渗系群体,鉴定到影响20个农艺性状的93个QTL以及9对上位性互作,揭示了加性效应在玉米与大刍草农艺性状分化中的主导作用。同时,杨教授团队挖掘到玉米的重要驯化调控因子EL3-2基因,该基因通过复杂的基因表达网络负调控果穗发育,且具有一因多效的支架功能,是玉米驯化过程中的核心开关。

经过多年深入研究,杨教授团队在关键基因KRN2的研究中取得了重大突破,首次发现KRN2上游非编码区在演化中受到选择,缺失或插入导致表达量降低,进而增加了穗行数和穗粒数。更令人振奋的是,该机制在水稻中高度保守——其同源基因OsKRN2同样调控水稻的二次枝梗数和穗粒数。利用基因编辑技术创制的CR-krn2和CR-oskrn2新种质,在大田测产中分别实现了玉米增产约10%、水稻增产约8%的显著效果,且未发现不良农艺性状。该高产成果不仅揭示了玉米与水稻在演化过程中发生趋同选择的遗传规律,也为粮食作物高产育种提供了宝贵的遗传资源和生物育种靶标。

产学研深度融合,共筑粮食安全科技根基
在交流环节,田丰教授和杨小红教授与在场师生就基础研究与应用研究的平衡发展、产学研结合等议题展开了深入交流。田丰教授强调,科研既要面向国家长远战略需求,也要深入产业一线,了解企业实际痛点,加速成果转化。杨小红教授深入探讨了玉米生物育种需要从基因研究到商业化产品开发,评估基因变化对作物产量影响应满足的标准。优秀的科研工作应“两条腿走路”,既要在基础理论研究有所突破,也要注重应用导向,将研究成果应用于品种培育中,做到“国家需要什么,就能拿出什么”的研究成果。

本次研讨会内容前沿、讨论深入,多位老师出席并进行深入沟通与思维碰撞。不仅为性吧师生带来了玉米科学领域的最新研究动态,也启发了一线玉米研究师生对于玉米基础研究如何做,育种企业有何需求的相关科研方向的深入思考,现场学术氛围浓厚。会议的成功举办,标志着性吧在推动玉米科技创新与产业升级方面迈出了坚实一步。
