近日，中国农业科学院生物技术研究所作物代谢调控与营养强化创新团队联合作物科学研究所和北京市农林科学院等单位，揭示了茉莉酸信号调控玉米雌雄穗同步发育的分子机制，提出“进化负担”理论观点，为培育结实率更高、抗逆性更强的玉米新品种提供了新靶点。相关成果发表于《科学进展（Science Advances）》。

玉米为雌雄同株异花作物，雄穗散粉与雌穗吐丝的同步性直接决定授粉结实的效率。散粉吐丝间隔期（ASI）过长会导致授粉不良、结实率下降，密植和干旱等逆境下影响会进一步加剧。由于该性状受多基因和环境的共同调节，其调控机制长期未能阐明。同时作为植物重要激素的茉莉酸信号，虽已证实能调控玉米雌雄穗的性别决定，但其是否参与协调雌雄穗发育进程尚未有明确结论。

研究发现，茉莉酸信号负调控因子ZmJAZ14的积累会抑制雌穗发育、推迟吐丝，拉长ASI；转录因子ZmMYC2a/b能协调开花、成穗和吐丝三个环节，保障雌雄穗发育节奏同步；相关优良单倍型已经在现代育种中被选择和保留。

研究进一步提出了“进化负担（evolutionary burden）”理论观点：茉莉酸信号在玉米驯化中被“再利用”以协调雌雄穗发育，而雌雄穗发育不同步的缺陷也正是伴随雌穗形成的固有生理代价。该观点为理解作物进化与驯化中“收益与代价并存”的现象、进而通过分子育种缩短ASI、提高逆境下结实率提供了新的理论视角。

生物所博士生卢祥宇、已毕业硕士生吕迪、北京市农林科学院助理研究员马帅和生物所助理研究员阎宇为论文共同第一作者，陈茹梅研究员和周晓今研究员为共同通讯作者。作物科学研究所李春辉研究员参与了该研究并提供了群体材料。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh7015

图示：ZmJAZ14–ZmMYC2模块调控玉米雌雄穗同步发育的工作模型