华中农大发现决定玉米株高基因ZmGA3ox2

联川生物，2012-10-11

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张祖新教授和郑用琏教授领衔的的研究团队九月底在植物学顶尖期刊The Plant Journal上发表了最新研究成果《ZmGA3ox2, a candidate gene for a major QTL, qPH3.1, for plant height in maize》，发现了决定玉米株高的数量性状基因座（Quantitative Trait Locus, QTL）qPH3.1的候选基因ZmGA3ox2。该校博士研究生腾峰为该文章第一作者，张祖新教授为通讯作者。

在过去的一个世纪，每单位面积上的玉米产量获得了显著提升，这得益于种植密度的增加。然而，高密度种植会带来倒伏风险，导致玉米产量损失。为避免倒伏，一个有效的育种策略是培育株高适度降低的玉米品种。在玉米产量相关的性状中，株高（Plant height，PHT）是其中非常重要的一个性状，在作物驯化和现代育种中被频繁选择。因此，鉴定和克隆玉米PHT相关基因，对于解析玉米PHT的遗传基础和指导玉米的遗传改良都具有重要意义。

在此项研究中，张教授的团队利用使连锁作图和染色体片段替换作图法对玉米PHT相关的QTL，qPH3.1，进行了精细作图。QTL作图将qPH3.1定位在4.0 cM 间距内，该距离已可以解释32.3% 的表型差异。进一步的研究又将该距离缩短至12.6 kb 。同时研究人员克隆到了qPH3.1的候选基因ZmGA3ox2。ZmGA3ox2是水稻OsGA3ox2的同源基因（OsGA3ox2可以控制水稻营养生长期节间细胞的伸长），编码GA3 β–hydroxylase。利用关联作图，研究人员鉴定出ZmGA3ox2上二个与PHT密切相关的多态性。进一步分析发现ZmGA3ox2编码区序列的缺失与矮小突变体d1-6016的发生密切相关。

此项研究对qPH3.1 进行了精细定位，丰富了玉米株高的遗传基础信息，为今后玉米育种株型的改良提供了指导。

论文链接：ZmGA3ox2, a candidate gene for a major QTL, qPH3.1, for plant height in maize