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1 月 21 日，中国农业大学杨淑华教授课题组在《Cell》杂志在线发表研究论文，首次揭示玉米适应高纬度低温环境的分子机制，为玉米种植与育种带来重大突破。玉米原产于热带，起源于墨西哥西南部，由野生种大刍草驯化而来。尽管其 “老家” 炎热，但在哥伦布发现美洲前，玉米已传播至温带，如今在南纬 40° 至北纬 58° 广泛种植。不过，玉米对温度变化敏感，低温严重影响其生长、产量与种植分布，提高其耐冷能力迫在眉睫。虽然玉米开花适应性研究有进展，但在高纬度低温环境下的适应机制此前却鲜为人知。![]()
为找到调控玉米耐冷性的关键基因，杨淑华课题组利用 205 份玉米自交系群体开展全基因组关联分析，在玉米第 3 号染色体上发现关键转录因子 COOL1 。研究发现，COOL1 启动子区域的 9 个 SNP 与玉米自交系耐冷性显著关联，其启动子区的 4 个显著自然变异位点位于受光信号关键转录因子 HY5 调控的 A-box 基序，且 COOL1 蛋白稳定性受钙依赖蛋白激酶 CPK17 调控。研究团队还对 59 种不同大刍草及 1,008 份前哥伦布时期的玉米地方品种进行测序与基因分型，发现 COOL1 的耐冷等位基因在野生种群体中早已存在，且在促进玉米适应高纬度低温气候中发挥了重要作用。我国部分主栽玉米品种的亲本携带冷敏感等位基因，而 COOL1 功能缺失突变体在正常环境下产量相关性状无显著变化，这意味着 COOL1 耐冷等位基因在提升玉米耐冷性、拓展高纬度种植范围方面潜力巨大。杨淑华，女，汉族，1969 年 10 月生，九三学社社员，中国农业大学植物科学系教授，长江学者特聘教授中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室的杨淑华教授是论文通讯作者，博士后曾榕和施怡婷教授为第一作者。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等资助。近年来，杨淑华教授团队在玉米耐冷基因挖- THE END -
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