玉米是一種不可缺少的糧食作物,養(yǎng)活著世界上數(shù)十億的人口.隨著全球人口激增,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中期將達(dá)到80-90億的人口數(shù)量,因此,提高糧食作物的產(chǎn)量具有重要的意義.
David Jackson教授來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室（CSHL）,他和他的同事在Nature Genetics上所發(fā)表的研究成果是數(shù)十年關(guān)于如何通過(guò)遺傳工程來(lái)增加玉米種子數(shù)目的研究的積累.
植物的生長(zhǎng)及發(fā)育取決于分生組織的結(jié)構(gòu).分生組織是植物的干細(xì)胞.當(dāng)被遺傳信號(hào)激活時(shí),分生組織里的細(xì)胞就會(huì)分化成植物器官——如葉和花.Jackson的研究小組對(duì)數(shù)量變異（quantitative variation）在植物干細(xì)胞調(diào)節(jié)路徑中是如何影響作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量的這方面的研究產(chǎn)生了興趣.
“我們所做的簡(jiǎn)單假設(shè)是增加花序分生組織的大小可以為玉米粒的形成提供更多的物理空間.”
Dr. Peter Bommert之前在Jackson的研究室做博士后研究工作,他對(duì)玉米的數(shù)量性狀位點(diǎn)（quantitative trait loci,QTL）進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)主效基因——這是Jackson 2001就已經(jīng)克隆的一個(gè)基因,FASCIATED EAR2 (FEA2).
克隆該基因后不久后,Jackson帶著一組學(xué)生對(duì)數(shù)以千計(jì)的玉米穗進(jìn)行了分析.他們的主要任務(wù)是計(jì)算每個(gè)玉米穗上的玉米粒數(shù)目.
該研究室目前的研究已經(jīng)表明,通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)弱于正常版本的FEA2基因——蛋白質(zhì)發(fā)生變異,但是仍保持著部分功能,有可能增加分生組織的大小,這樣的話,就可以提高玉米穗上的玉米粒數(shù)量.
Jackson研究小組對(duì)攜帶有FEA2弱版本的2個(gè)不同玉米品種進(jìn)行統(tǒng)計(jì),每穗的玉米粒行數(shù)為18-20行,平均含玉米粒289粒.與野生型相比,攜帶有FEA2弱版本的玉米品種產(chǎn)量增加約13%.
“在不減少穗長(zhǎng),、不產(chǎn)生簇生的情況下能實(shí)現(xiàn)玉米的增產(chǎn),這讓我們感到很興奮.” Jackson 說(shuō).
大芻草（Teosinte）是一種野生雜草,中美洲的人早在7000年前就開(kāi)始對(duì)這種雜草進(jìn)行改良,最后產(chǎn)生了馴化后的玉米,當(dāng)時(shí)的玉米只有2行玉米粒,而現(xiàn)代品種能產(chǎn)生多達(dá)20行的玉米粒.
下一步研究工作是將這個(gè)弱版本的FEA2應(yīng)用到最好的玉米品種中,看能否提高其產(chǎn)量,。(生物谷Bioon.com)
參照閱讀：
Plant Scientists Demonstrate New Means of Boosting Maize Yields
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130203145600.htm
參照文獻(xiàn)：
Quantitative variation in maize kernel row number is controlled by the FASCIATED EAR2 locus. Nature Genetics. DOI: 10.1038/ng.2534
