由广东省农科院牵头，联合华中农业大学、崖州湾国家实验室等多家研究机构在《Nature Genetics》期刊上发表题为“Genetic basis of flavor complexity in sweet corn”的研究成果。广东省农科院作物研究所李坤副研究员、于永涛研究员，广东省农科院农业生物基因研究中心晏石娟研究员，华中农业大学李文强副教授为论文共同第一作者。华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室及湖北洪山实验室严建兵教授、广东省农科院作物研究所胡建广研究员、崖州湾国家实验室刘海军研究员为论文共同通讯作者。
多组学揭示甜玉米演化历史及其独特风味的遗传密码
研究团队通过对295份甜玉米种质资源利用多组学分析，系统解析了甜玉米风味的遗传基础。研究表明，超甜玉米起源于基因Sh2的转座子引发的倒位，而普甜玉米源于基因Su1的自发点突变。除了这两个显著位点，甜玉米与普通大田玉米之间在全基因组水平还存在显著的遗传分化。甜玉米在进化过程中经历了强烈的正向选择，特别是在碳水化合物代谢、光响应和激素信号通路相关基因上。
图1. 甜玉米与普通大田玉米群体之间的遗传差异
发现甜玉米风味形成的关键新基因
进一步分析表明，甜玉米风味是一个由甜度、果皮厚度、脆度和香气等多个维度共同构成的复杂性状。令人惊讶的是，提高风味评分未必需要增加糖分——降低果皮厚度、改善口感，同样能显著提升风味体验。这一发现挑战了传统观念，为后续品质改良提供了新视角和方向。在上述多组学大数据基础上，研究团队鉴定出三个全新的风味调控基因：ZmAPS1调控腺苷代谢，影响风味物质的前体合成；ZmSK1影响奎宁酸合成，与甜玉米香气密切相关；ZmCRR5调节果糖积累，在甜度与产量之间起到关键平衡作用。通过基因编辑技术，研究人员证实了这些基因在不同代谢通路中发挥的调控作用。它们如同风味形成过程三位精准的“指挥家”，共同调控着甜玉米的食用品质。
图2. 基因ZmCRR5可用于平衡果糖含量和产量
图3. 甜玉米风味的多组学调控基础及精准预测
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41588-025-02401-0
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