2024年11月12日，来自华中农业大学严建兵研究组在学术期刊《细胞》上发表了标题为“A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize. ”的研究成果，发现一种特异于玉米属的微肽控制玉米籽粒脱水。
据了解，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，玉米机械粒收水平较低，影响了生产效率和种植成本。迄今为止，控制籽粒脱水速率这一性状的基因很少被克隆，KDR是影响玉米机械化收割和籽粒质量的关键生产性状，其潜在机制尚不清楚，这是难以通过遗传改良培育快脱水宜机收玉米品种的根本原因。
研究人员鉴定了一个定量性状位点（QTL），qKDR1，作为一个非编码序列，调控qKDR1调控肽基因（RPG）的表达。RPG编码一个31个氨基酸的微肽microRPG1，通过精确调节乙烯信号通路中ZmETHYLENE-INSENSITIVE3-like 1和ZmETHYLENE-INSENSITIVE3-like 3基因在籽粒灌浆后的表达，进而控制籽粒脱水速率（KDR）。
microRPG1调控籽粒脱水的机制
microRPG1是一个特异于玉米属（Zea）的微肽，起源于一个非编码序列。敲除microRPG1导致玉米KDR加速。相反，过表达或外源应用该微肽则在玉米和拟南芥中表现出相反的效果。适合机械化收获的玉米籽粒含水量要求在15%至25%之间，但我国大多数玉米品种在收获时的含水量通常在30%至40%之间。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。研究团队分析了数百份具有代表性的玉米种质材料，发现几乎所有的材料都存在RPG基因，意味着操纵RPG来改变籽粒脱水速率培育宜机收的品种具有巨大的应用潜力。该研究揭示了microRPG1在籽粒脱水中的分子机制，并为未来作物育种提供了重要工具。
文章来源：
Yanhui Yu, Wenqiang Li, Yuanfang Liu et al, A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize. DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.030. Cell：最新IF：66.85
