玉米复杂产量性状的遗传基础和分子机制研究

迄今，粮食安全仍是全人类共同面对的严峻挑战，提高玉米等主要作物的产量是保障粮食安全的关键。穗粒数是玉米产量的关键要素，其决定于幼穗发育进程，解析玉米穗发育的关键调控途径对产量性状的遗传改良具有重要意义。我们围绕玉米产量性状和花序发育的遗传和分子机制开展了系列研究，解析了数个调控玉米穗粒数等产量性状形成的分子途径。这些分子途径大都作用于玉米幼穗发育进程，通过调节幼穗分生组织干细胞的活性和分化能力，控制小穗原基和小花的分化，最终决定穗粒数的形成。因此，阐明玉米穗发育中基因表达特性，挖掘关键发育节点调控基因，定向改造基因的功能，是创制高产优异等位基因的有效途径。玉米的育种和生产实践证明，密植是提高玉米单产的有效途径，也是国内外玉米产业的发展趋势。如何缓解密植对玉米生长发育的不利影响，解决密植下资源竞争导致的养分供给不足、营养和生殖发育迟滞等关键科学问题，选育耐密高产玉米新品种，是提高玉米产量、保障玉米供给的关键。