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联合中国农业大学等单位，解析了现代玉米育种过程中雄穗弱化与耐热性间的博弈选择规律，明确了应对高温的雄穗小穗数的关键阈值，为玉米耐高温育种及全球不同玉米种植区的宜植品种选择提供了重要理论指导。相关成果发表在国际顶尖学术期刊《自然气候变化（Nature Climate Change）》（IF=29.6）上。

随着全球变暖的加剧，花期高温已成为限制玉米高产的主要因素之一。现代作物育种过程中为了追求更高的产量，玉米的雄穗逐步持续变小，但其对高温的响应，尤其是应对高温时的雄穗变小的关键阈值不清，很大程度上限制了耐高温品种的选育和不同生态区宜植品种的选择。

该研究对320余份中国和美国不同年代玉米骨干自交系进行了多年多点田间试验，对玉米不同温度下雄穗和雌穗的形态、开花特性及结实率的进行了系列研究。发现随着育种年代推进，玉米雄穗大小（分枝数、小花数）和开颖能力逐渐减弱，但弱化的程度过于严重，“过犹不及”，导致部分近代玉米种质在花期应对高温的耐受性有所下降。进一步研究，确定了玉米应对高温时雄穗小穗数的关键阈值约为700 小穗/雄穗——在发生花期高温的地区，雄穗小穗数超过阈值的玉米材料具有较高且稳定的结实率。基于全球玉米种植区域的花期高温程度，本研究推测，目前全球约23.7%的玉米种植区已不再适合种植雄穗小穗数低于700小穗/雄穗的玉米品种。

该研究得到国家自然科学基金重点项目、重庆市自然基金等项目资助。中国农业大学农学院的张英俊博士研究生和重庆市农业科学院董昕副研究员为该论文的第一作者，中国农业大学黄收兵副教授和中国农业科学院生物技术研究所王宝宝研究员为该论文的共同通讯作者。

图示：明确了玉米应对高温时雄穗小穗数的关键阈值（约700 小穗/雄穗）

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41558-024-02161-5