近日，中國農業科學院作物科學研究所李文學團隊研究發現玉米高氮肥條件下倒伏機制為培育抗倒伏玉米品種提供了分子生物學證據。相關研究成果在線發表在《分子植物（Molecular Plant）》上。
玉米氮肥施用過量的問題在我國非常普遍。氮肥施用量過高不僅引起一系列環境問題，也易使玉米在生育后期發生倒伏，造成嚴重減產。據估計，我國每年因玉米倒伏造成的產量損失近100萬噸。雖然大家公認氮肥與玉米倒伏密切相關，但是其中的機制一直有待于破解。
miR528是特定單子葉植物所特有的miRNA。研究人員通過實驗表明玉米中miR528能夠響應氮脅迫，在高氮條件下上調表達，而在低氮條件下下調表達。通過測定木質素含量發現高氮能夠抑制玉米體內木質素單體的產生，導致玉米體內總木質素含量下降。通過實驗證實ZmLAC3和ZmLAC5為ZmmiR528的真實靶基因。研究表明，miRNA528會通過直接調控ZmLAC3和ZmLAC5的豐度影響木質素合成路徑關鍵酶ZmPAL的表達，從而決定了高氮條件下玉米的抗倒伏性。本研究不僅首次解析了植物高氮脅迫反應與木質素合成這兩個生物學過程之間存在的具體的基因調控通路，還報道了單子葉植物特異性miR528在玉米中調控木質素合成的生物學功能，該功能與同為禾本科植物的水稻miR528參與病原菌免疫調控的功能不同，說明單子葉植物miRNA在功能和進化上可能存在著較大的分歧。
該項研究得到了國家重點研發計劃、轉基因專項和中國農科院創新工程資助。（通訊員 衛斐）
