近日，资源所玉米种质资源创新团队在植物科学领域著名期刊Journal of Genetics and Genomics（IF = 6.6，中科院一区）在线发表了题为“Time-course transcriptomic analysis reveals transcription factors involved in modulating nitrogen sensibility in maize”的研究论文，该研究揭示了两种玉米自交系对氮响应显著差异的转录调控机制，并解析了氮响应转录因子基因MADS26在硝酸盐吸收和同化中的作用，为玉米氮高效利用提供了新的遗传信息和基因资源。
玉米是中国第一大粮食作物，对氮肥的需求量极大，但在玉米生产过程中氮肥的损失却高达53%，不仅造成经济损失，还引起严重的环境污染等问题。因此，解析氮高效利用分子调控机制，培育氮肥高效吸收利用的玉米新品种已成为国内外农业研究重要任务之一。
本研究发现玉米热带自交系材料Ki11与温带自交系材料B73在低氮胁迫以及氯酸盐胁迫下表型有显著差异：Ki11为低氮钝感材料，B73为低氮敏感材料。对这两种自交系材料在不同氮水平处理下的时间序列转录组数据进行深入分析，结果显示，二者的氮响应基因表达模式和基因调控网络存在显著差异。其中一个编码MADS-box的基因MADS26的表达仅在B73中与氮素水平显著相关，MADS26过表达显著提高玉米对氯酸盐的敏感性及对硝酸盐的吸收和同化。进一步研究发现，MADS26通过调控氮吸收和利用相关基因的表达进而影响玉米的氮素吸收和同化。该调控网络中的候选基因为培育玉米氮高效利用新品种提供了丰富的基因资源。
B73和Ki11氮吸收利用基因差异表达及其转录调控网络的构建
资源所赵涵研究员为该论文的通讯作者，资源所张明亮博士为第一作者。该研究得到国家自然科学基金（32272133）、江苏省种业振兴“揭榜挂帅”（JBGS「2021」012）、江苏省农业科技自主创新项目（CX「21」1003）和江苏省卓越博士后计划（JB23058）等项目经费的支持。