记者26日从中国农业科学院生物技术研究所获悉，该所玉米耐密高产功能基因组创新团队联合安徽农业大学、华南农业大学，发现了一种通过针对性基因编辑Br2基因实现玉米株高连续降低的方法，为玉米耐密、抗倒改良提供了重要的技术支撑。相关成果日前发表在国际期刊《植物生物技术杂志》上。
玉米目前在全球谷物生产中排名第一，对保障全球粮食和饲料供应发挥着关键作用。提高种植密度，一直被视为增加单位土地面积玉米籽粒产量的关键措施。近年来，有研究指出，“矮秆玉米”可能是未来玉米育种的一个方向。然而，培育“矮秆玉米”面临的一个主要技术障碍是缺乏可利用的基因和优良种质资源。
论文通讯作者、中国农业科学院生物技术研究所研究员王宝宝介绍，本研究聚焦于通过基因编辑技术改良玉米植株高度，以培育适应高密度种植的抗倒伏品种。研究人员针对Br2基因设计了敲除载体，并在自交系中鉴定了七个具有不同突变的T1转基因系。通过杂交实验，研究人员进一步验证了不同突变组合的效果，并发现所有28个与优良自交系杂交的F1群体均分离出了矮化后代。为了加速优良玉米自交系的植株高度改良，研究人员开发了单倍体诱导剂介导的基因组编辑系统。通过该系统，研究人员在三个优良自交系中获得了编辑的单倍体，并通过自发染色体加倍成功转化为编辑的双倍体，均表现出显著的植株高度降低。
王宝宝表示，该研究通过创制基于Br2的“单倍体介导的基因组编辑”系统，实现了两代内对玉米株高进行快速定向改良，可大幅提高育种效率。未来，这一方法有望用于定制改善不同遗传背景下的植株高度，为培育适应高密度种植且抗倒伏的玉米品种提供有力的分子育种支持。
