PNAS发现了一种基因，这种基因能带来有弹性的“小精灵”玉米

　　

一种在植物中广泛发现的基因最近被确定为一种影响玉米大小的激素的关键转运体。这一发现为植物育种者提供了一种新的工具，可以开发出令人满意的矮品种，从而提高作物的适应力和盈利能力。

由爱荷华州立大学领导的一组科学家花了数年时间来确定ZmPILS6基因的功能。现在，他们已经能够将其描述为植物大小和结构的重要驱动因素，一种生长素激素的载体，帮助控制地下的根和地上的芽或茎的生长。他们的发现发表在本周的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

“当前科学时代的一个标志是，我们拥有所有这些高质量的基因组数据，无论是玉米、人类还是其他生物，现在我们的任务是弄清楚这些基因到底有什么作用，”迪奥·凯利(Dior Kelley)说，他是爱荷华州立大学遗传学、发育和细胞生物学的助理教授，领导了这个研究小组。

该小组使用了“反向遗传筛选”(从基因到植物中表达的性状)，并结合其他技术，追踪了他们的基因在玉米发育中的作用。凯利说，反向屏蔽需要多个生长季节，并不总是有效。她的团队花了7年的时间来彻底表征ZmPILS6，并验证它能调节植物生长。

当“敲除”转基因突变植株时，它的缺失抑制了根的横向形成和株高。这项研究已经获得了一项临时专利，因为它有可能用于培育仍然高产的矮株玉米的育种计划。

“我认为这是‘精灵’玉米，”凯利说。“由于各种原因，人们对它很感兴趣，包括减少水和养分的使用，以及它抵御大风的能力。”

当他们研究玉米中的ZmPILS6时，研究人员发现了另一个奇怪的发现:与拟南芥(一种经常被用作研究模型的植物)中的类似基因相比，该基因对植物生长的影响似乎相反。

“这非常出乎意料，它说明了在不同环境下进化的植物蛋白可以表现不同。它强调需要直接研究关键作物的基因，而不是认为我们根据它们在其他植物中的作用来理解它们。”

凯利将该项目的成功归功于一个“伟大的合作者团队”，尤其是凯利实验室的博士生克雷格·考林(Craig Cowling)，他是PNAS论文的第一作者。“克雷格是真正深入研究的人，他证实了这种基因携带植物激素生长素，它绝对控制玉米的大小。”

考林说:“这个项目以及在这个重要期刊上被公认为论文的第一作者，有点令人难以置信。”“这对我来说是一段漫长的旅程。当我在得梅因上高中的时候，我从来没有想过我会上大学，所以我进入了后备军官训练队，然后加入了海军陆战队，在那里我作为一名技术专家在世界各地工作。出狱后，我想做点不一样的事。多亏了一些好的导师，我发现我喜欢和植物一起工作，了解植物。”

凯利称这项新研究是“基础性的”基础研究，旨在了解一种影响众多复杂生长性状的基因，这种基因在从藻类到玉米的许多植物中都得到了进化的保护。她说:“这也是‘转化’的，因为它与遗传资源有关，可以用来改善育种计划。”“这为我的实验室开辟了全新的问题和研究领域。”