我国玉米平均种植密度约4000 株 / 亩,显著低于美国6000 株 / 亩以上,密度不足是单产差距的核心原因。密植条件下易出现上叶遮光、中下叶光饥饿、通风差、易倒伏、易发病,导致群体光合效率低、产量上不去。
理想耐密株型不是全株紧凑,而是上部叶片紧凑、中下部叶片舒展的智慧冠层,提升群体光能利用率与耐密增产潜力。
截至目前,奥瑞金标记生物育种服务联合体(中玉金标记、奥瑞金农业)与中国农业大学田丰课题组,已和多家国内知名种企签署玉米耐密株型改良框架协议。项目采用基因编辑技术结合回交转育方法,预计 18 个月内完成改良工作。在具体分工上,中玉金标记承担基因鉴定和实验室检测任务,为项目提供数据依据;奥瑞金农业负责田间转育工作,推动技术成果落地;田丰课题组负责基因编辑与载体构建,并全程监督技术实施过程,保障改良结果可靠。

左边4行使用了ZmRAVL1基因改良 右边4行为对
随着分子生物学的发展,基因对性状精准调控研究得以实现。目前,已克隆多个调控玉米紧凑株型的基因位点,以中国农业大学田丰课题组的研究最具有代表性和应用性。该课题组克隆的基因已完成了基因位点改良效果的前期验证工作,逐步开始商业化开发。可利用的主要基因位点包括已发表的UPA2、ZmRAVL1、UPA1、lac1、drl1等基因位点,未发表的qLA1、qLA2、qLA3、qLA5、qLA9等育种中广泛应用的基因位点。通过不同基因位点的组合,能够精准的调控玉米群体上部、中部和下部冠层结构,塑造上部冠层紧凑合理、中下部冠层舒展有序的空间结构。具体而言,可以调控上部夹角15-25度或调控上部夹角小于15度。

“一步成系”基因编辑技术选择
该技术主要融合了单倍体诱导技术和基因编辑技术,能够在诱导单倍体产生的过程中实现对受体材料中目标基因的修饰。
主要优势在于:
改良周期短:只需要1代诱导、1代加倍即可获得改良的纯系;
精准改良:仅对受体中目标基因修饰,不携带任何其他片段,避免了改良受体材料的基因组污染。
分子标记回交改良技术
该技术主要是利用多态性分子标记,对具有改良性状效应的基因区段定向回交导入受体材料中。
主要优势:
回交渗入片段可控:有多态性分子标记和背景标记进行辅助选择;
利用的主要为自然变异,不涉及转基因安全问题。
主要问题:
回交周期相对长:需要4-5代回交改良,1-2代选系,至少需要5-6代;
携带不利连锁片段:在导入目标片段的同时,连锁导入不利性状基因片段。
精准定向
周期更短
安全合规
数据权威
密植增产明确
打造上紧下松智慧株型,适配5500–7000 株 / 亩高密度种植
叶夹角优化:穗上叶夹角更小、通风透光;穗下叶合理开张、高效截光
群体结构优、抗倒性提升、病害减轻、增产显著
不改变原有品种综合农艺性状,快速升级骨干亲本

株型:上部紧凑、中下部舒展,冠层通风透光显著提升
抗逆:田间通透性好,倒伏风险降低、病害减轻
产量:密植群体光合效率提升,增产优势突出
遗传:基因纯合稳定,多代表型一致,不拖累原有优良性状
含lac1 / ZmRAL1编辑位点,且为纯合型
每个受体材料提供≥5-10个优良改良品系
分子检测可溯源,表型稳定一致
交付周期:材料合格后约13个月