已发现可提高玉米和稻米产量的基因

通过比较玉米和稻米这两种世界上最重要经济作物的培育途径，研究人员发现了一种与玉米粒行数有关的基因，对该基因进行操纵可以提高玉米产量。研究发现，操纵稻米中的一个相关基因也可令该主要作物增产。该研究的作者说，探索这些基因在小麦等谷物中的作用或可为开发新型的产量更高的全球粮食作物提供机会。玉蜀黍（玉米）和稻米在近10万年前就已成为栽培作物。尽管它们各自的栽种过程基本独立，但它们之间似乎有许多在农业上共同的理想性状，其中包括易于种植、高产且营养丰富。虽然这些性状似乎在不同的谷物谱系中经历了趋同选择，但它们是否由保守基因驱动则不清楚。果真这样的话，在育种计划中改进这些基因或可提供一种开发改良谷物的方法。为评估这一可能性，Wenkang Chen和同事对玉米及其演化祖先墨西哥类蜀黍的基因组进行了探索，旨在寻找选择的演变信号；他们发现了一个与玉米粒数增加相关的数量性状基因座（QTL）。通过对该基因组区域进行精细定位，Chen等人找到了一个候选基因KRN2，它在稻米中有一个同源基因（OsKRN2）。作者确定，这两个基因都与WD40蛋白有关，后者在这两种作物中都对谷粒数有负向调节作用。通过对这两种作物进行基因编辑实验和对照田间试验，Chen等人证明，敲除该基因可使玉米和稻米产量分别提高10%和8%，且对其它农学性状不会产生任何明显的负面影响。这些发现表明，该基因及其它由趋同选择驱动的基因元素为开发新型作物提供了诱人的努力目标。