在科学研究的不断推进中，作物遗传改良始终处于农业科技的前沿。2024年11月12日，《细胞》（Cell）杂志在线发表了华中农业大学严建兵教授团队的一项重要研究成果，该研究首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制，并为快速脱水的玉米品种培育开辟了新的可能性。
该研究确定了一种新型小肽microRPG1，长达31个氨基酸，是玉米及其近缘种特有的。这一小肽通过调控乙烯信号通路中的关键基因表达，影响玉米籽粒的脱水速率。研究背景显示，玉米是我国种植面积最大、总产量最高的作物，但长期受制于缺乏快速脱水的品种，影响了机械化收获的效率。因此，针对籽粒脱水速率的基因研究显得尤为重要。
研究团队围绕籽粒脱水问题进行了持续攻关，开发了籽粒脱水的田间鉴定技术，并成功定位到四个相关的数量性状基因座（QTL）。其中，主效QTL-qKDR1的精细定位揭示了它是一段不编码蛋白的DNA序列，推测其可能作为抑制子调控上游基因RPG的表达。这一发现不仅提供了分子机制的直接证据，也为后续的遗传改良提供了明确的靶点。
microRPG1作为新发现的小肽，其功能的引入对于优化玉米的收获特性至关重要。研究表明，敲除microRPG1基因显著提高了脱水速率，超表达则显著降低。通过调控与乙烯相关的关键碱基ZmEIL1和ZmEIL3的表达，该小肽在玉米授粉后的关键发育阶段，通过抑制水分含量，为实现产量与脱水的平衡提供了可行方案。
有趣的是，该小肽不仅在玉米中发挥作用，通过体外合成和施加于拟南芥的实验表明，它同样能够延缓拟南芥角果的成熟，增强种子的水分含量。这一现象暗示microRPG1在多种植物中可能拥有保守的功能，未来的研究将有助于发掘其更广泛的应用潜力。
值得注意的是，目前我国大部分玉米品种的收获水分在30%至40%之间，而适合机械化收获的要求则是15%至25%。本研究表明，通过调控RPG基因，有望降低玉米种子在收获时的水分含量、提升收获效率，为机械化农业的发展提供新的动力。
为了加速这一研究的转化应用，研究团队已围绕籽粒脱水的精准调控申请了多个专利，并与未米生物科技有限公司展开合作，期待能在不久的将来使相关技术得到广泛应用。
总而言之，这一研究成果不仅加强了我们对玉米脱水机制的理解，更为推动机械化收获技术的进步指明了方向。随着农业科技的不断发展，我们有理由相信，未来的农业生产将更为高效、智能化。对社会和经济的积极影响，将成为推动现代农业前行的重要力量。返回搜狐，查看更多
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