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來源 | Agbioinvestor
MON 87427 x MON 94804 x NK603 玉米是由孟山都公司在被拜耳公司收購之前開發的，已在巴西獲得種植批準。MON 87427 x MON 94804 x NK603 玉米具有降低高度（矮稈）和草甘膦耐受性的特性。MON 94804 基因事件賦予了 GA20ox_SUP 基因，該基因負責賦予玉米縮短的稈高。植物高度的降低是由單個插入物引起的，該插入物包含一個 GA20ox_SUP 抑制盒，它下調了兩種內源性赤霉素 20 氧化酶（GA20ox）基因的表達，即 GA20ox3 和 GA20ox5。兩個目標基因的抑制導致玉米稈中赤霉素水平下降，從而導致稈的節間長度減少，進而導致植物高度降低。草甘膦耐受性是通過使用兩種除草劑耐受性基因事件 MON 87427 和 NK603 來實現的，它們產生 CP4 epsps 酶。MON 87427 x MON 94804 x NK603 最有可能是通過傳統雜交來結合三個單一事件，這些事件是通過農桿菌介導的轉化開發的。MON 94804 基因事件已在美國（2023年）、加拿大（2023年）和巴西（2023年）獲得種植批準，而這次最新的巴西批準將 MON 94804 與除草劑耐受性結合起來。
最近，幾家著名的種子和基因公司開始推出具有“矮稈”特征的新型玉米雜交種。這些雜交種明顯比當前的玉米雜交種株高短，并且高度通常會短 20 – 24 in（英寸） （圖 1）。總體而言，這些雜交品種具有潛在的好處，包括增強玉米抗倒伏性、耐密性增強和較窄的行距，以及更容易在生長季內使用噴霧設備施肥和殺蟲劑。然而，這些新雜交品種的推出給種植戶提出了許多新問題。例如：1）這些雜交品種與當前的成熟雜交品種（以下簡稱當前品種）相比如何？2）這些雜交品種的產量如何？3) 這些雜交品種是否需要更高的最佳播種量？4）這些雜交種的收獲難度有多大？因此，普渡大學與拜耳作物科學合作進行的 2023 年新研究試圖回答其中一些問題。
圖 1矮稈玉米（右邊）VS當前玉米（左邊）
2023 年，普渡大學對矮稈和當前品種進行的研究試驗發現，矮稈玉米平均株高67英寸，穗位22英寸，當前品種株高86英寸，穗位37英寸。穗位以下兩者存在顯著差異；在R1（玉米吐絲期），兩者生物量差異很小（7300VS7200磅/英畝）。矮稈玉米株高降低通常通過穗位下節間縮短來實現（圖2）。此外兩者間葉片數相似，莖干更粗，穗位葉直徑更寬大。這可能導致總生物量差異的不顯著。總體而言，這些矮稈雜交品種在印第安納州和普渡大學的兩個研究地點都保持了非常高的產量，并且在完全相同的環境中生長時，與當前品種相比，產量相同或略低。
圖 2矮稈矮玉米（左）與當前品種（右）相比，穗下節間間距的視覺差異
例如，在多個研究處理中，矮稈雜交品種的產量確實超過了每英畝 300 蒲式耳，并且在印第安納州西北部平均產量保持著每英畝 240 - 260 蒲式耳，在印第安納州中部平均產量保持著每英畝 250 - 300 蒲式耳。這些雜交種對增加的播種量和窄行種植（20英寸）表選更高的耐受性，例如，印第安納州中部和西北部的研究觀察到，當種植在20英寸的行距時，隨著播種量從每英畝34，000粒種子增加到50，000粒，玉米產量持續增加，這表明當種植在窄行系統中時，這些雜交品種可能具有耐受更高增產的潛力。此外，30英寸行距的矮稈玉米的農藝最佳播種量通常比當前品種平均每英畝多6-8，000粒種子。總體而言，這些雜交種在產量和耐性方面表現出巨大的潛力，然而，許多生理和管理問題仍然存在，并將繼續研究。
這些雜交品種將繼續面臨的最大挑戰之一是穗高和可收獲性。主莖上的玉米穗位置必須保持在土壤表面以上的特定高度，以便通過當前的聯合收割機收割臺進行適當的收割，并避免對機器造成任何額外的磨損。例如，普渡大學（Purdue）2023年的研究發現，一旦高度降至23-24英寸以下，穗位高度與產量之間的關系就相當強，而當穗位高度高于這一閾值時，與產量的關系就變得很弱（圖3）。
圖 3 穗位高與籽粒產量的關系
根據普渡大學2023年的研究，玉米穗高由雜交品種選擇、播種日期、生長季節、環境條件和管理實踐決定，這意味著在采用矮稈雜交品種時，這些因素中的每一個都很重要。總體而言，這些雜交品種展示了提高美國玉米產量的潛力，提高了對不利天氣條件的適應能力，并提高了當季養分和作物保護應用的便利性和效率。然而，許多問題仍然存在，需要進一步的研究來充分了解這種新的玉米雜交種。
注：1英寸(in) = 2.54厘米(cm)
1蒲式耳/英畝＝0.062719012噸/公頃＝4.18126749公斤/畝
來源：普渡大學
編輯：AI機器翻譯
