每周科技串講丨巧用分子育種，這個玉米營養(yǎng)品質(zhì)不一般！

農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)量增長到品質(zhì)提升，早已是一個世界范圍的共識。玉米是我國的三大主糧之一，中國玉米品種改良事業(yè)取得了顯著成就，但改良之路并未由此停止，玉米身上還蘊(yùn)藏著更多的價值和可能性。2002年，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李建生，將目光聚焦到提升玉米品質(zhì)上。

李建生教授與其團(tuán)隊成員深入實驗田野，經(jīng)過14年的辛勤研究，他們完成了科研項目《玉米重要營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良基因發(fā)掘與分子育種應(yīng)用》，該項目榮獲2016年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

創(chuàng)制高營養(yǎng)玉米

李建生的項目團(tuán)隊，堅守的初心就是要培育出一批營養(yǎng)品質(zhì)“非一般”的玉米。玉米籽粒中的維生素A原、維生素E是對人類健康和動物生長發(fā)育有益的重要營養(yǎng)元素。如何將這些優(yōu)勢放大，讓其成為美味又健康的糧食呢？

為了創(chuàng)造出營養(yǎng)更加豐富的玉米品種，李建生團(tuán)隊巧妙地將生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合。他們有針對性地研究了玉米籽粒中的維生素A原和維生素E等重要性狀，通過高密度分子標(biāo)記成功克隆了控制這些營養(yǎng)性狀的基因。他們深入探究了這些基因的遺傳機(jī)制，開發(fā)了新型功能分子標(biāo)記，最終將這些標(biāo)記應(yīng)用于分子育種。

在此過程中，他們成功克隆了多個影響玉米籽粒中維生素A原和維生素E含量及組分的基因，并設(shè)計了多個功能分子標(biāo)記，通過與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合，培育出了多個高維生素A原和高維生素E的玉米新品種，為玉米品質(zhì)育種開辟了嶄新的道路。

巧用分子育種 創(chuàng)制高油玉米

玉米油在百姓生活中的重要作用也不容忽視。玉米油中富含不飽和脂肪酸，它不僅是一種健康的食用油，還是高能量飼料的重要原料。李建生教授深知玉米油的價值，于是決定帶領(lǐng)團(tuán)隊發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，繼續(xù)在玉米產(chǎn)油性狀的發(fā)掘領(lǐng)域深耕。

李建生教授團(tuán)隊通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，成功發(fā)現(xiàn)了影響總油份和脂肪酸組分及比例的72個基因，并首次提出“優(yōu)良等位基因的累積是玉米油份提高的重要遺傳基礎(chǔ)”的理論，隨后挖掘了影響油份含量和組分的優(yōu)良等位基因，并開發(fā)了6個功能分子標(biāo)記。通過利用這些標(biāo)記，成功將高油優(yōu)良等位基因引入我國最廣泛種植的雜交玉米種類之一——“鄭單958”的兩個親本，不僅沒有改變籽粒產(chǎn)量，還將籽粒含油量提高了26.5%。這一成果為玉米油份的分子育種樹立了榜樣。

李建生教授及其團(tuán)隊通過卓越的研究工作，使玉米成為了更富營養(yǎng)、更有益健康、口感更佳的高品質(zhì)糧食。他們的努力為我國農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提升樹立了榜樣，為農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。在他們的努力下，玉米將繼續(xù)為中國人的餐桌增添豐富的滋味和營養(yǎng)。

文：四川大學(xué)博士 牛明澤

把關(guān)專家：祝葉華，科技導(dǎo)報社副編審、清華大學(xué)博士

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