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玉米开花期调控机理及育种应用

杨娟, 赵月磊, 陈晓远, 王宝宝, 王海洋

植物学报 2024, 59 (6): 912-931. DOI: 10.11983/CBB24127

摘要（416）

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玉米(Zea mays)是集粮食、饲料和工业原料于一身的重要农作物。开花期是作物适应不同生态环境及产量的关键决定因素。玉米开花期由营养生长时相转变和成花转变决定, 是植物内部因素(遗传因子和植物激素等)和外部环境因素共同作用的结果。鉴于玉米开花期性状的重要性, 该文从控制玉米开花期2次时相转变的组织结构基础、生理基础、遗传基础以及分子调控机理等方面系统总结了玉米开花期的遗传调控机制, 以及关键开花调控因子对玉米区域适应性的重要性, 并对玉米花期性状研究和应用的重点方向进行了讨论, 旨在加深我们对玉米开花期遗传调控的理解, 为培育广适的玉米新品种提供理论依据。

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图5 玉米中关键花期基因功能性自然变异结构示意图(Salvi et al., 2007; Yang et al., 2013; Huang et al., 2018; Guo et al., 2018; Wu et al., 2023; Zhao et al., 2023; Li et al., 2023c; Chen et al., 2024)

正文中引用本图/表的段落

玉米的驯化和遗传改良经历了4个漫长的过程: (1) 从野生种(大刍草)到农家种的驯化过程; (2) 从农家种到早期自交系的改良过程; (3) 从热带材料到温带适应性材料的扩展过程; (4) 从早期自交系到高强度商业化自交系的现代玉米育种过程(Doebley, 2004; Zhang et al., 2023)。在从热带向温带扩展的过程中, 玉米通过提前开花和降低对光周期的敏感度, 逐步实现了地域适应性。在玉米生态适应性扩展的过程中, 多个开花期基因的功能性自然变异发挥了重要作用, 包括VGT1、ZmMADS69、ZCN8、ZmCONZ1、DLF1、ZmMADS67、ZmCCT9、ZmCCT10、ZmELF3.1、ZmPHYB2和ZmFKF1b (Salvi et al., 2007; Yang et al., 2013; Castelletti et al., 2014; Huang et al., 2018; Guo et al., 2018; Liang et al., 2019; Sun et al., 2020; Wu et al., 2023; Zhao et al., 2023)等(图5)。

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