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关于玉米,我国科学家有了新发现!

时间:2024-11-14 16:00:18 来源:光明日报

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北京时间2024年11月12日晚,《细胞》杂志在线发表了华中农业大学教授严建兵团队的研究论文《一个玉蜀黍属特有的小肽控制玉米籽粒脱水》,为打开籽粒脱水这扇大门找到了一把有效的钥匙。

玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物,但长期受限于缺乏快脱水的品种,玉米籽粒机械化收获面积不足15%,影响了生产效率和种植成本。

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严建兵教授在海南南繁基地 蒋朝常 摄

“小时候,在地里一根根地掰玉米,在屋里一根根地脱粒,忙上几个小时,就是一手的水泡。”严建兵说,如果是机收玉米籽粒,一般要求收获的时候籽粒的含水量在25%左右。目前,商业化推广的玉米品种收获时的籽粒含水量大部分在30%~40%。降低玉米籽粒含水量是实现籽粒机收的重大产业需求。

历经十余年的攻关,严建兵团队研究鉴定到一个影响籽粒脱水的小肽microRPG1,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。

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microRPG1调控籽粒脱水的机制 

多年多点的试验表明,敲除microRPG1可使收获时的籽粒含水量下降2%至17%,平均下降7%。同时,其他农艺和产量性状没有明显的变化。

严建兵介绍,目前的研究表明,在不同的环境下,不同的品种间,这个关键的基因都能起作用。所以,我们认为它有非常大的应用价值。

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严建兵团队在学校温室开展科研 蒋朝常 摄

据悉,团队以“应用”为导向,边研究,边开发,边应用,围绕玉米籽粒脱水的精准调控已经布局多个专利,并授权未米生物科技(武汉)有限公司开展商业化应用,目前已经取得良好进展。

未米生物科技(武汉)有限公司董事长许洁婷介绍,据测算,应用该技术的玉米,可以实现机收籽粒,从而节约了人工掰棒子的成本、降低了玉米烘干的能耗成本,加上因为水分少而降低的破损、霉变等,综合来看,每亩地大约能为农户节省100~150元成本。

“我们开展研究是以面向国家重大需求为使命的,围绕需求,发现真问题,解决真问题,这个过程是美的。”严建兵说,如果越来越多的农户、越来越多的企业从我们的科研成果中获益,那将更美好。

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严建兵教授在与团队研讨 朱熙勇 摄

在中国科学院院士、湖北洪山实验室主任张启发看来,严建兵教授团队这一基础科学研究重大发现,促进了玉米育种技术创新和产业发展,是以实际行动推动科技创新和产业创新深度融合的生动实践,也是洪山实验室以农业关键核心技术攻关为引领,以产业急需为导向,坚持创新引领发展的写照。

中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任杨维才表示,严建兵教授团队的这一成果,面向国家重大需求,取得了基础研究的重大突破,堪称基础研究向应用转化的一个典型范例,是推动产学研一体化的有益探索,期盼这个成果能更快更好地书写在广袤的大地上。



来 源:光明日报

初 审:孙诗涵

复 审:王晓萍

终 审:李世颖


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