近日，中国农业科学院生物技术研究所玉米功能基因组创新团队与华南农业大学合作，揭示了光周期响应因子ZmELF3.1调控玉米雄穗分支数目的分子机制。相关研究成果10月19日在线发表在国际知名期刊《新植物学家New Phytologist》。

花序大小是作物的重要农艺性状，不仅是植株繁殖成功与否的重要影响因素，而且还能决定作物的产量。玉米是雌雄同株异花作物，其雄性花序（雄穗）位于植物顶部。雄穗分支数目、总穗长和穗分支角度与玉米产量有着复杂的关系，是玉米遗传育种的重要靶标性状。太小的雄穗无法产生足够花粉以维持自交系和杂交生产，太大的雄穗不仅降低了植株上部叶片的截光能力，还不利于光合同化物向籽粒分配。此前，对玉米雄穗分支数（Tasselbranch number）的分子调控机制尚不清晰，限制了现代玉米的进一步遗传改良。

团队前期研究发现，ZmELF3蛋白能与ZmELF4和ZmLUX蛋白相互作用，形成三蛋白复合体，直接抑制几个开花抑制基因表达，从而促进玉米开花（Zhao et al., 2023, The Plant Cell）。在本研究中，研究人员发现RA2蛋白能直接与TSH4(ZmSPL2)基因的启动子形成RA-TSH4复合模块调控雄穗的分支数目。进一步研究也显示，蛋白ZmELF3.1、RA2和ZmELF4.2相互作用形成的蛋白复合物，增强了RA2的抑制作用，能导致雄穗分支数显著降低。该研究首次揭示了一个新的ELF3-ELF4-RA2蛋白复合体调控玉米雄穗分支数的分子机理，并为玉米雄穗分支数的遗传改良提供了一个潜在的基因资源。

图注：ZmELF3.1蛋白与RA2蛋白互作调控玉米雄穗的分支数目

该研究以中国农业科学院生物技术研究所为第一完成单位，第一作者为玉米功能基因组创新团队谢钰容研究员和已毕业博士生赵永平，通讯作者为华南农业大学生命科学学院王海洋教授。该研究得到了国家重点研发计划项目、海南省崖州湾种子实验室“揭榜挂帅”项目和中国农业科学院科技创新工程的资助。

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19329