亚基因组分级确定了玉米的杂种优势

格言是：“两个胜过一个。” 好吧，这对于涉及人头的工作可能是正确的，但是在耳朵方面，在大多数情况下，杂交玉米往往比亲本具有更优越的优势。这种现象被称为杂种优势或“杂种优势”，已被许多年龄的农业工作者所使用，在全世界范围内创造出了高产，抗病力强的玉米品种。

但是，哪些因素导致了玉米杂交活力的提高?已经提出了几种不同的遗传模型来解释包括玉米在内的多种农作物的杂种优势，但是迄今为止，没有一个能够全面揭示杂种优势的奥秘。

造成这种情况的可能原因可能是当今玉米品种玉米(Zea mays)的复杂遗传起源。玉米应该是在古代物种形成事件中从高粱中分离出来的，其后通过称为多倍体化的过程使祖先种群中的整个染色体材料或基因组集重复，从而产生了祖先四倍体或植物。四个基因组集，即通常数量的两倍。该四倍体玉米祖先中的每个基因组集(称为亚基因组)都经历了戏剧性的断裂和融合，最终产生了当前的二倍体基因组(带有两套遗传物质)。在这种基因组重组过程中，两个亚基因组的冗余基因拷贝通过称为分馏的过程而丢失。

在已经鉴定出这种分级分离的植物(包括玉米)中，一个亚基因组的基因丢失趋势要比另一种更为严重，这一过程称为分级分离偏向。例如，当今玉米中的两个亚基因组，分别称为玉米1和玉米2，显示出组成基因的差异表达，通常将玉米1确定为两者之间的显性基因。

玉米亚基因组编码的蛋白质的差异表达可能是导致杂交玉米品系(称为F 1)活力增强的原因。但是，这还没有明确建立。到现在。

现在，的研究人员已经探索了玉米的转录组(从DNA编码信息中提取的蛋白质编码的mRNA分子的完整序列)和转录组(翻译成细胞中蛋白质的实际mRNA集合)，以确定可能的潜在因子。造成玉米杂种优势。

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室林力教授带领研究人员使用新的核糖体谱分析技术，对玉米亲本B73和Mo17及其F 1后代进行了评估。他们的发现发表在《作物杂志》上，表明在翻译水平上存在明显的亚基因组偏倚，尤其是偏向于翻译后的亚基因组玉米基因，这对F 1植物的杂种优势没有加性影响。

此外，令人惊讶的是，一些基因在杂种中转换为显性形式，而不是在亲本系中。正如李教授所观察到的：“在F 1和两个亲本之间转换的基因比在两个亲本之间转换的主要同工型更多。这一观察结果表明，对于给定的环境，最佳基因变体更有可能在杂种中有选择地利用，导致提高了杂种中蛋白质积累的效率。”

此外，转换后的基因同工型主要属于玉米亚基因组，而保守的基因同工型则属于玉米亚基因组1。研究人员认为，这种知识可以帮助进行选择性育种，以进一步提高杂种的活力。

此外，研究人员发现在杂种的转录组和转录组水平上基因表达具有累加效应的证据。Li教授说：“所有这些结果均符合'Goldilocks假说'，这表明加性表达对转录组和转录组均有利。”

这些发现表明，不对称亚基因组翻译的潜在作用是导致玉米杂种优势的重要因素。这些见解可以为作物育种者提供有效的基因操纵工具，不仅可以提高玉米的产量，而且可以提高其他粮食作物的产量，这可能有助于解决全球人口增长带来的迫在眉睫的粮食短缺问题。

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