玉米驯化新基因tsh4调控株型穗型发育机制解析

中国农业大学研究团队在《Nature Genetics》发表最新研究成果，揭示了玉米驯化新基因tsh4调控株型穗型发育的分子机制，为玉米产量性状的遗传改良提供了重要靶点。

玉米是全球最重要的粮食作物之一，其驯化过程伴随着株型和穗型的显著改变。调控这些关键农艺性状的驯化基因及其作用网络尚不完全清楚。本研究通过全基因组关联分析和群体遗传学方法，鉴定出一个在玉米驯化过程中受到强烈选择的基因tsh4。该基因编码一个植物特有的转录因子，在玉米茎尖分生组织和幼穗中高表达。

功能研究表明，tsh4负调控玉米株高和穗长。敲除tsh4基因可导致植株矮化、穗长缩短，而过表达则产生相反表型。进一步通过染色质免疫共沉淀测序和转录组分析，揭示了tsh4直接调控多个株型和穗型发育相关基因，包括已知的驯化基因tb1和ra1，从而构建了一个以tsh4为核心的株型穗型调控网络。

群体遗传学分析显示，tsh4在玉米驯化过程中受到选择，其启动子区的一个关键变异导致表达量降低，进而塑造了现代玉米的株型和穗型。该研究不仅解析了tsh4调控株型穗型发育的分子机制，还揭示了其在玉米驯化中的作用，为玉米分子设计育种提供了新思路。

中国农业大学为该论文的第一完成单位，研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。