河南農業大學在一區Top期刊（IF=37.4）上發表研究論文

近日，河南農業大學農學院陳彥惠、庫麗霞、姚文團隊聯合崖州灣國家實驗室王海洋團隊在《Nature Genetics》期刊上發表題為“Breeding Ideotype Maize with Enhanced Yield Through Genomics-guided Pyramiding of Favorable Alleles”的研究成果。

該研究系統解析了中國玉米雜交種在現代育種過程中的基因組演變規律，成功鑒定并克隆了多個調控玉米耐密株型的關鍵基因。開發了一套“基因組指導的理想株型精準設計”育種技術體系。利用該技術，團隊成功對曾主導我國玉米生產的經典高產雜交種進行了精準改良，培育出了一系列耐密性顯著增強、產量得到提升的新品種。主要研究結果如下：

1. 揭秘半個多世紀以來我國玉米育種規律：優異等位基因的“累積效應”是株型改良的核心驅動力

研究團隊通過分析跨越三個育種時代（1960s-2010s）的108份玉米雜交種，發現現代品種株型向穗位降低、葉片直立、雄穗簡化方向演變，其遺傳機制源于純合優異等位基因的持續累積，多數株型性狀受雜種優勢的調節作用較弱。這一發現確立了“通過在親本中聚合優異等位基因”來改良株型性狀的理論基礎。

2. 構建耐密育種精準“靶點庫”：8個株型調控基因及其優異等位變異的鑒定與功能解析

基因資源的匱乏一直是制約耐密玉米育種的瓶頸。研究團隊構建了大規模的遺傳群體，綜合利用圖位克隆和GWAS技術，成功鑒定并功能驗證了8個調控玉米株型的重要基因。這些基因資源及其分子工具的開發，為玉米耐密育種提供了精準的“基因靶點”和高效的“導航系統”。

3. 實現從理論到實踐的跨越：“基因組指導的精準設計”育種技術體系

為驗證“基因組設計”育種的可行性，團隊提出并實施了一套全新的“基因組指導的優異等位基因聚合（Genomics-guided Pyramiding of Favorable Alleles）”育種策略，具體包括：（1）優選育種底盤；（2）精準篩選供體自交系；（3）構建“多性狀、多基因”的協同改良體系；（4）實施多基因精準聚合。

根據該套育種技術體系，團隊成功選育出4個株型顯著改良的玉米新雜交種，新雜交種在高密度種植條件下較對照底盤雜交種增產4.1%–9.2%，實現了密植條件下的產量突破。

選育的4個玉米新雜交種與底盤雜交種在株型和耐密高產等方面的比較