玉米种子对深播胁迫的生理响应机制及分子遗传机理研究进展

为合理科学地利用玉米(Zea mays)耐深播这一抗逆优异特性,培育耐深播抗逆高产优良新品种是提高玉米生产中抗旱节水能力、增强抗倒伏特性及苗期避冷的有效途径之一。因此,本研究对玉米种子耐深播能力形成的主要调控因素及耐深播相关性状的分子遗传机理进行了归纳与总结。玉米种子的耐深播能力主要是由中胚轴和胚芽鞘共同伸长决定的,且中胚轴的影响更为突出。深播下玉米中胚轴和胚芽鞘中积累的生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、油菜素甾醇(BR)及独脚金内酯(SL)等内源激素调控了其细胞的伸长与扩大或细胞数目的增减。木质素的生物合成及降解代谢能够改变玉米中胚轴和胚芽鞘细胞壁的松弛度,进而抑制或促进中胚轴和胚芽鞘的生长。目前已在玉米中胚轴长、胚芽鞘长、出苗率及苗长等耐深播相关性状间检测到了多个QTLs(Quantitative trait loci)位点或连锁的SNP、SSR、InDel标记,其在玉米的10条染色体上均有分布,并检测到了11个玉米耐深播相关候选基因。这些研究为今后进一步解析玉米耐深播特性的分子遗传机理、挖掘耐深播优良基因/QTLs位点、改良创制优异种质资源并进行耐深播抗旱育种提供指导。