近日，中國農業科學院作物科學研究所玉米遺傳改良與新品種選育創新團隊鑒定到調控玉米籽粒蛋氨酸含量的關鍵基因ZmDeSI2，首次繪制出該基因調控玉米籽粒蛋氨酸合成的精細圖譜，為玉米分子設計育種和品質改良提供了精準靶點。相關研究成果發表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

      

      玉米是我國重要的糧飼兼用作物，約60%被用作畜禽飼料。然而，玉米飼料中普遍缺乏蛋氨酸等必需氨基酸。對于畜禽而言，蛋氨酸攝入不足會降低飼料轉化效率并影響其生長發育，同時增加氮排泄加劇環境氮污染。因此，提高玉米籽粒蛋氨酸含量對飼料行業意義重大。

      

      研究團隊對348份玉米自交系進行了全基因組關聯分析，結合授粉后20天籽粒胚乳表達量數據，鑒定到一個調控玉米籽粒蛋氨酸含量的關鍵基因ZmDeSI2。研究表明，該基因啟動子區域內存在的突變能夠直接影響有關轉錄因子與該基因的結合能力，從而顯著降低基因表達。進一步研究發現，該基因通過調控亞硫酸鹽還原酶ZmSIR的小類泛素化修飾水平，影響其蛋白積累以及蛋氨酸生物合成。隨后，研究人員將該基因的優異單倍型回交轉育至自交系WC009，在其他農藝性狀保持穩定的情況下，其籽粒蛋氨酸含量顯著提升。該研究為高蛋氨酸玉米培育提供了理論基礎和可行路徑。

      

      該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、作物基因資源與育種全國重點實驗室、國家玉米產業技術體系等項目的資助。（通訊員：田浩園）

      

      文章鏈接：//doi.org/10.1016/j.molp.2025.04.008