世界农化网中文网报道:植株高度是重要的农艺性状,在多年的实践中,人们发现将作物植株矮化处理可使作物各方面的优势显著提高。矮化植株不仅能促进合理密植,还能显著增强抗倒伏能力,且更加便于机械化作业。


″矮秆基因″风靡


自20世纪中叶起,全球作物育种界就开始引入″矮秆基因″策略。1953年华盛顿州立大学布劳格教授通过整合Rht1与Rht2矮秆基因,成功培育出农林10号品种,不仅解决了籽粒发育不佳与繁殖力低的问题,更于1962年率先育成了墨西哥半矮秆小麦品种,引领了小麦育种的新纪元。随后,1966年国际水稻研究所推出的IR8品种,集矮化、茎秆坚韧及高抗病虫害能力于一身,在多地试验中屡破高产纪录。小麦与水稻植株的矮化成功引领了两次推动全球粮食生产的″绿色革命″。


玉米是全球第一大主粮作物,也是全球产量最高的谷物,然而现有普通玉米由于植株过高导致易受风害,容易倒伏。对于玉米而言,植株的矮化也是势在必行,或将引领第三次″绿色革命″。


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矮秆玉米为何大受欢迎?


2023年,美国拜耳公司就已开始推广矮秆玉米,而中国并未落后。彼时,舜丰生物也早已利用基因编辑技术创制出了自己的矮秆玉米。可喜的是,2024年5月,舜丰矮秆玉米获得了农业农村部颁发的全国首个主粮作物的农业用基因编辑生产应用安全证书,这标志着利用新技术改良″矮秆基因″让玉米产量的提升看见了曙光。


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矮秆玉米基因编辑生产应用安全证书


舜丰生物科学家介绍,矮杆玉米是利用基因编辑技术通过调控玉米的生长素的分配来调节玉米的株高创制而成。简单来说就是把玉米生长素的分配从节间限制到了节点上,如此一来,玉米节间生长素不够多,节间就会缩短从而造成玉米株高的降低。


矮秆玉米有哪些优势?


▌抗倒稳产


普通玉米的植株高度在 2.5 到 3.5 米之间,有的品种甚至达到4米。然而,植株高最明显的弱点便是容易在大风中断裂或因谷穗重量太大而倾倒。


舜丰生物通过单基因敲除、改变基因氨基酸序列以及多基因突变的组合方法创制出了多种类型的矮化突变体,能够实现株高在 5%-50%范围内的株高降低,使得茎秆更粗壮,分布均匀,抵御风害减少风吹斜倒,从而达到稳产的目的。


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▌耐密增产


矮秆玉米能够通过进一步增加种植密度来增加亩产量。根据舜丰中间试验数据显示,普通玉米最高种植密度不超过5000株/亩,矮秆玉米在试验中株距减小,种植密度可达6000株/亩,从而可实现产量大幅提升。


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舜丰生物矮秆玉米田间实拍图

(左:改良后;右:改良前)


▌更易管理


矮秆玉米更容易进行田间管理,得益于较矮的植株高度,农民可以轻松驾驶拖拉机等大型农用机械进入田间,直接在作物底部进行精准的施肥和杀菌作业,这一改变不仅促进了玉米的增产增收,还避免了使用飞机喷洒可能带来的环境污染等问题。


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▌更利机收


矮化后的玉米还为大型收割机械的作业提供了极大便利,将显著提高收割效率,有效降低农业生产成本。


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