玉米（Zea mays）是我國種植面積最大的作物之一，在糧食安全和經濟發展中占有重要地位，產量是玉米生產和育種的首要目標。目前，關于控制玉米穗長和行粒數等重要產量性狀的QTL位點多有報道，但已克隆的功能基因較少，而其中已報道的關于重要小分子代謝物調控穗發育過程的研究更是少之又少。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室陳化榜研究組以玉米短穗突變體ead1（ear apical degeneration1）為研究材料，通過圖位克隆獲得了調控玉米雌穗長度的關鍵基因EAD1，該基因編碼一個細胞質膜定位的ALMT（Aluminum-activated malate transporter）蛋白，發現該蛋白在玉米幼穗木質部導管組織中特異表達，且具有典型的外排蘋果酸鹽活性。EAD1功能缺陷導致玉米幼穗頂端退化、穗長變短，分析發現突變體幼穗頂端蘋果酸鹽含量降低，而在幼穗早期注射補充蘋果酸鹽可恢復其短穗表型。該研究揭示了重要代謝產物蘋果酸鹽，通過EAD1介導的在玉米幼穗維管組織中的運輸，參與調控玉米雌穗發育過程的分子機制。研究還發現過表達EAD1能增加玉米成熟果穗長度和行粒數，且EAD1等位基因可在不同程度上影響玉米果穗長度，這為挖掘和利用EAD1優良等位變異提高玉米產量奠定了理論基礎。
3月16日，相關研究成果以EAR APICAL DEGENERATION1 regulates maize ear development by maintaining malate supply for apical inflorescence為題，在線發表在The Plant Cell（DOI：10.1093/plcell/koac093）。遺傳發育所陳宇航研究組與褚金芳研究組參與研究。該課題得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中科院戰略性先導科技專項的支持。
EAD1影響玉米雌穗長度，調控玉米雌穗發育的分子機制模式圖
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