近期，德國研究人員對歐洲玉米基因組進(jìn)行了解碼。與北美玉米系相比，他們發(fā)現(xiàn)了表型差異背后的變異，這一發(fā)現(xiàn)將有助于更好的發(fā)揮雜交優(yōu)勢在高產(chǎn)育種中的作用。該研究由德國環(huán)境健康研究中心植物基因組和系統(tǒng)生物學(xué)系、泛東理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、萊布尼茨植物遺傳和作物研究所、波恩大學(xué)和KWS?SAAT?SE合作進(jìn)行，得到了德國聯(lián)邦教育研究部和巴伐利亞州環(huán)境、消費者保護(hù)部的資助。

歐洲玉米基因組首次解碼

德國研究人員成功破譯了歐洲玉米的基因組。他們利用現(xiàn)代測序技術(shù)和生物信息學(xué)方法分析了四種不同的歐洲玉米系，發(fā)現(xiàn)這些品系的遺傳內(nèi)容和基因組結(jié)構(gòu)，與來自北美的兩個品系相比有顯著差異。

此外，所謂的“旋鈕”區(qū)域（Knob?Regions，玉米DNA中的濃縮染色質(zhì)區(qū)域）在這些玉米系中差異很大。已知旋鈕區(qū)域會影響鄰近的基因，在旋鈕更明顯的區(qū)域，周圍的基因是無法被讀取的，這導(dǎo)致了基因功能的喪失。

雜交優(yōu)勢的潛在原因被揭示

雜交優(yōu)勢表現(xiàn)為雜交后代的植株要比親代高大，產(chǎn)量也高得多。如果親代的特定基因，例如決定玉米植株高度的基因，在某一地區(qū)不存在或無法讀取，將會影響后代的高度。通過與含有必要遺傳因子的植物雜交，這種缺陷可以在下一代得到彌補(bǔ)。雖然雜交優(yōu)勢在育種中經(jīng)歷了很長時間的開發(fā)，但雜交優(yōu)勢的遺傳和分子基礎(chǔ)尚未完全被了解。

研究人員推測，基因含量的不同、基因調(diào)控的不同以及旋鈕區(qū)域的影響可能是造成雜種優(yōu)勢效應(yīng)的原因。為驗證這一推測，研究人員不僅會分析不同玉米品系的基因組，還將重點放在可能影響特定基因功能的潛在表觀遺傳過程上。如果該推測被證明是正確的，雜種優(yōu)勢將在未來的玉米育種中得到更有效的應(yīng)用。

來源：德國環(huán)境健康研究中心