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国内高校等单位，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。相关研究成果发表在《自然气候变化（Nature Climate Change）》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，玉米雄穗分枝数和小花数逐渐变少，开颖能力逐渐减弱，但弱化的程度过于严重，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每雄穗700小穗——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每雄穗700小穗的玉米品种。
该研究得到国家自然科学基金等项目的支持。
日期：2024-10-30
