By Staff Reporters

华中农业大学与中国农业大学联合科研团队近日发现，玉米和水稻中存在一个关键基因，通过基因编辑技术对其进行优化，可分别提升玉米和水稻产量约10%和8%。

▲ 农民在吉林省吉林市收割玉米。（图片来源：新华社）

该研究中，玉米的基因为KRN2，其在水稻中的同源基因为OsKRN2。在作物驯化和改良过程中，这两个基因经历了趋同选择，表达水平降低，导致籽粒行数增加、穗粒数上升，从而提高产量。

田间试验表明，敲除KRN2或OsKRN2基因后，玉米和水稻的籽粒产量显著提升，且其他农艺性状未受到明显影响。

研究团队还首次在全基因组层面系统分析了玉米与水稻的趋同选择机制，鉴定出490个在两类作物进化过程中经历趋同选择的同源基因，其中包括KRN2/OsKRN2。这些基因在淀粉与蔗糖代谢、辅因子生物合成等通路中显著富集。

淀粉是作物种子能量储存的核心成分，也是玉米和水稻被广泛驯化为重要粮食作物的关键因素。该研究成果不仅深化了对作物进化与改良机制的理解，也为加速作物育种、推动新作物驯化提供了宝贵的基因资源与理论支持。

该联合团队历时18年完成此项研究，解答了一个重要的基础科学问题：尽管玉米、水稻和小麦起源于不同地域、拥有不同祖先，但在长期人工选择和改良过程中是否遵循相似的遗传规律。

相关成果已于3月25日在线发表于国际权威期刊《科学》（Science），为未来作物驯化机制研究和高效育种策略制定提供了关键理论依据。

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Editor | SONG Ziyan

Supervisor| TIAN Xueke