记者13日从华中农业大学获悉，该校校长、湖北洪山实验室首席科学家严建兵教授团队研究鉴定到一个影响籽粒脱水的小肽（即蛋白质片段）microRPG1。该小肽是玉米及其近缘种中特有的一种含31个氨基酸的新型小肽，由非编码序列从头起源，通过精确调节乙烯信号通路关键基因的表达来控制籽粒脱水。相关研究成果近日在线发表于《细胞》杂志，为打开籽粒脱水这扇门找到一把有效的钥匙。
玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物。但长期缺乏快脱水品种，导致玉米籽粒机械化收获面积不到15%，影响生产效率和种植成本。迄今为止，控制籽粒脱水速率这一性状的基因很少被克隆，其潜在机制尚不清楚，这是难以通过遗传改良培育快脱水宜机收玉米品种的根本原因。
围绕该产业关键问题，严建兵团队经过11年持续攻关，发现了一个关键基因。研究团队发现，敲除这个基因后，能提高玉米籽粒脱水速率。
严建兵介绍，他所在团队将目标锁定在一个只存在于玉蜀黍中全新的基因——RPG。RPG若要发挥功能，则需要通过编码一段31个氨基酸的小肽——microRPG1。“在玉米长身体、灌浆的时候，这个基因不起作用，但是一旦玉米的籽粒生物量积累完成，授粉30多天以后，这个基因就开始启动，加速玉米籽粒脱水的效果。”他说。
据了解，适合机械化收获的玉米籽粒含水量须在15%至25%之间，而我国大多数玉米品种在收获时含水量通常在30%至40%之间。多年多点的试验表明，敲除microRPG1可使玉米收获时的籽粒含水量下降2%至17%，平均下降7%，其他农艺和产量性状却没有明显变化。
研究团队分析了数百份具有代表性的玉米种质材料，发现几乎所有材料都存在RPG基因，意味着操纵RPG来改变籽粒脱水速率培育宜机收的品种具有巨大应用潜力。这一发现为下一步籽粒脱水的精准调控提供了新思路，具有广阔应用前景。
该研究首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制，系快脱水宜机收玉米品种培育的重要基础。目前，该团队围绕玉米籽粒脱水的精准调控，已布局多个专利，并授权企业开展商业化应用。未来，使用该技术，机器可直接在田里收籽粒，省时省力，极大提高玉米机械化收获效率。
（华中农业大学供图）
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