廣東
由廣東省農科院牽頭，聯合華中農業大學、崖州灣國家實驗室等多家研究機構在《Nature Genetics》期刊上發表題為“Genetic basis of flavor complexity in sweet corn”的研究成果。廣東省農科院作物研究所李坤副研究員、于永濤研究員，廣東省農科院農業生物基因研究中心晏石娟研究員，華中農業大學李文強副教授為論文共同第一作者。華中農業大學作物遺傳改良全國重點實驗室及湖北洪山實驗室嚴建兵教授、廣東省農科院作物研究所胡建廣研究員、崖州灣國家實驗室劉海軍研究員為論文共同通訊作者。
多組學揭示甜玉米演化歷史及其獨特風味的遺傳密碼
研究團隊通過對295份甜玉米種質資源利用多組學分析，系統解析了甜玉米風味的遺傳基礎。研究表明，超甜玉米起源于基因Sh2的轉座子引發的倒位，而普甜玉米源于基因Su1的自發點突變。除了這兩個顯著位點，甜玉米與普通大田玉米之間在全基因組水平還存在顯著的遺傳分化。甜玉米在進化過程中經歷了強烈的正向選擇，特別是在碳水化合物代謝、光響應和激素信號通路相關基因上。
圖1. 甜玉米與普通大田玉米群體之間的遺傳差異
發現甜玉米風味形成的關鍵新基因
進一步分析表明，甜玉米風味是一個由甜度、果皮厚度、脆度和香氣等多個維度共同構成的復雜性狀。令人驚訝的是，提高風味評分未必需要增加糖分——降低果皮厚度、改善口感，同樣能顯著提升風味體驗。這一發現挑戰了傳統觀念，為后續品質改良提供了新視角和方向。在上述多組學大數據基礎上，研究團隊鑒定出三個全新的風味調控基因：ZmAPS1調控腺苷代謝，影響風味物質的前體合成；ZmSK1影響奎寧酸合成，與甜玉米香氣密切相關；ZmCRR5調節果糖積累，在甜度與產量之間起到關鍵平衡作用。通過基因編輯技術，研究人員證實了這些基因在不同代謝通路中發揮的調控作用。它們如同風味形成過程三位精準的“指揮家”，共同調控著甜玉米的食用品質。
圖2. 基因ZmCRR5可用于平衡果糖含量和產量
圖3. 甜玉米風味的多組學調控基礎及精準預測
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41588-025-02401-0
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