近年来，随着玉米成为我国第一大粮食作物，它在国家粮食安全中的重要性更加显著。然而我国玉米品种无论大面积单产，还是籽粒的品质如容重和含水量都与国际先进品种存在一定差距。

Frontiers通过邀请该领域内的专家作为客座主编，以组建前沿专刊的方式联合各领域专家，对玉米籽粒的相关研究进展进行探讨。

该领域研究的重要性

玉米是世界第一大粮食作物，玉米提供了世界人口食物中15%的蛋白质和19%的能量。玉米籽粒发育起源双受精，即精卵融合产生二倍体的胚，另一个精子和中央细胞融合产生三倍体的胚乳。单双子叶植物的种子发育都始于双受精，胚胎发育大同小异，但胚乳发育存在极大差异。双子叶植物是暂时性胚乳，受精2-3天后胚乳不再发育而是进行细胞凋亡和降解，逐渐被胚胎发育所吸收，到种子成熟时，大多数双子叶植物几乎不含胚乳；单子叶植物是永久性胚乳，胚胎和胚乳协同发育，种子成熟时胚乳成为单子叶植物最主要的储存器官。

玉米作为单子叶植物研究的经典模式植物，其成熟的遗传分析系统及丰富的突变体积累为了解单子叶植物籽粒发育及储藏物质合成做出了很多里程碑式的工作。

近年来，由于三代测序技术的发展，多个玉米自交系获得了高质量的基因组组装数据，极大促进了调控籽粒农艺数量性状基因的克隆；同时，基因编辑技术的广泛应用有效加快了基于反向遗传学筛选到的玉米籽粒表达基因的功能验证和基于正向遗传学克隆到的籽粒突变基因的等位验证。当前，玉米籽粒发育及灌浆调控网络研究取得了前所未有的快速发展，必将为绿色、优质、高产和可持续的玉米遗传改良提供理论基础和有潜在育种价值的候选基因。

此领域的发展前景

近年来，随着玉米成为我国第一大粮食作物，它在国家粮食安全中的重要性更加显著。然而我国玉米品种无论大面积单产，还是籽粒的品质如容重和含水量都与国际先进品种存在一定差距，因此国家基金委2013年启动的重大研究计划“主要农作物产量性状的遗传网络解析”，科技部2016年启动的国家重大研发计划“七大作物分子设计育种”以及2013-2018年实施的973项目“玉米产量和品质性状全基因组选择育种的基础研究”等重大项目，都包含了玉米籽粒品质和产量的研究内容，国内研究在这些领域取得了很快的发展，每年都有很多优秀的成果产出。

随着研究的深入，越来越多的证据表明玉米粒重和品质的形成与胚乳早期发育和细胞命运决定密切相关，因此，胚乳早期发育及特化细胞性状形成的遗传和分子调控机制将是未来值得重点关注的研究方向。

征稿信息

本专刊欢迎研究论文和综述等前瞻性文章，方向包括但不限于以下内容：

  • 玉米籽粒种皮，胚乳和胚胎发育调控以及它们之间的信号交流

  • 储藏物质合成，运输，储存，代谢和调控

  • 玉米籽粒关于营养品质、粒重形成等自然变异发现和优良等位QTL挖掘

  • 玉米籽粒农艺性状的分子育种和遗传改良

此前沿专刊发布在：

Frontiers in Plant Science

(IF:4.402 / CiteScore:7.8)

此专刊在征稿中，截稿时间：

  • Abstract - 2021 年 06 月 01 日

  • Manuscript - 2021 年 12 月 31 日

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https://www.frontiersin.org/research-topics/20224/maize-seed-development-and-genetic-improvement?utm_source=xunRT4&utm_medium=wechat&utm_campaign=chinaad

客座主编团队

巫永睿

中国科学院分子植物科学卓越创新中心

研究员

国家杰青

巫永睿，2000年本科毕业于兰州大学，2005年博士毕业于中科院上海生化细胞所和中科院国家基因研究中心。2005-2007年在中科院上海植物生理生态研究所工作并在浙江省湖州市科技局挂职，担任副局长。2007-2013年在美国罗格斯大学瓦克斯曼研究所从事博士后研究。2013年回国，担任中科院上海植物生理生态研究所（现更名为中科院分子植物科学卓越创新中心）研究员，课题组长，博士生导师，主要从事玉米胚乳发育与遗传改良研究，在玉米蛋白品质调控与遗传改良的分子基础研究方面取得了非常系统的研究成果。在Nature Communications、 PNAS、 Plant Cell等杂志上发表文章50余篇。2014年获得基金委优秀青年基金资助，2018年入选科技部中青年科技创新领军人才，2019年获得国家杰出青年基金资助。

谭保才

山东大学生命科学学院

教授、院长

谭保才，2018年6月任山东大学（青岛）副校长兼生命科学学院院长。泰山学者海外特聘专家。1997年获得佛罗里达大学（University of Florida）植物分子遗传学博士学位，获佛罗里达大学1997年度最佳博士学位论文奖；曾任香港中文大学生物系研究副教授、香港中文大学深圳研究院教授。

宋任涛

中国农业大学国家玉米改良中心

教授

国家杰青

宋任涛，中国农业大学国家玉米改良中心教授，博导。主要研究方向为玉米籽粒发育相关基因的调控网络研究及玉米籽粒蛋白品质性状的分子机制研究。

David Holding

美国内布拉斯加大学林肯分校

副教授

Ramin Yadegari

美国亚利桑那大学

教授

原文内容整理自巫永睿研究员的文字采访

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