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种子休眠（SD）和穗发芽（PHS）影响谷物产量和质量，相关遗传变异及分子调控研究有限。研究人员通过多种方法定位玉米 vp16 突变体 PHS 的 QTL，确定候选基因 Zmccr3，构建 WGCNA，明确其调控通路，为玉米遗传研究和性状改良提供理论依据。
种子休眠（Seed Dormancy，SD）和穗发芽（Pre-harvest Sprouting，PHS）对谷类作物和杂交种子生产中的谷物产量和质量有着重要影响。尽管在种子发育过程中研究 SD 和种子萌发（Seed Germination，SG）的益处已得到广泛认可，但对 SD 的遗传变异和分子调控，尤其是从 SD 到 SG 转变过程的研究仍十分有限。
在这项研究中，研究人员运用了群体分离分析（Bulked Segregant Analysis，BSA）和连锁分析来定位玉米 vp16 突变体穗发芽的数量性状基因座（Quantitative Trait Locus，QTL）。通过遗传和生物学方法，他们确定候选基因是 Zmccr3，该基因编码肉桂酰辅酶 A 还原酶 3（cinnamoyl-CoA reductase 3，ccr3），参与木质素代谢的苯丙氨酸途径，并对 SG 产生影响。
基于对具有极端穗发芽性状的两个谷物发育阶段进行 RNA 测序（RNA sequencing，RNA-seq），研究人员构建了与 SD 和 SG 形成相关的加权基因共表达网络分析（Weighted Gene Co-expression Network Analysis，WGCNA），并识别出从 SD 到 SG 转变过程中的 10 个靶基因和 3 条途径。与此同时，研究人员建立并验证了 Zmccr3通路，该通路涉及上游脂质代谢、细胞壁寡糖（作为亲电化合物）的氧化还原修饰和降解、赤霉素（Gibberellin，GA）信号调节以及细胞内活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）稳态，还包括下游细胞壁木质素单元的氧化和酚类化合物的合成，这些过程影响胚乳弱化和细胞壁松弛，最终调控 SG 或 SD。因此，研究人员提出了 Zmccr3假设来阐明其可能的功能。
这些研究结果对于理解玉米穗发芽和种子休眠的遗传基础、增加遗传资源以及改良性状具有重要的理论和实践意义。
