玉米新基因资源设计与创制

团队简介

针对我国玉米生产面临的病害、耐逆和品质等问题,围绕优异基因资源挖掘和精准设计技术构建等研究方向,开展玉米新基因资源设计与创制。克隆并解析了玉米主效抗病新基因ZmGLK36、控制籽粒蛋氨酸含量基因ZmDeSI2、耐旱转录因子ZmSNAC13等关键基因及其分子通路。利用基因编辑技术创制Waxy1与Sugary2突变新种质,显著提升玉米淀粉冻融稳定性;采用回交多基因聚合育种技术定向改良技术,创制出抗病耐逆自交系CA515等,培育出重要新品种中单1130,抗粗缩病、锈病、茎腐病、耐旱/耐盐碱,2024年通过国家黄淮海夏玉米区审定,比对照郑单958增产10.09%,入选国家农作物优良品种推广目录和农业农村部推广目录苗头品种,有效扩展我国杂种优势群的抗病耐逆种质基础。相关研究成果在Nature Plant、Molecular Plant等期刊发表SCI论文15篇、获得植物新品种权11项、申请/获得国家发明专利6项、审定新品种12个,获得国家及省部级奖项2项。


组长

李新海

  • 成员

      谢传晓、李明顺、郝转芳、翁建峰、雍洪军、刘昌林、祁显涛、朱金洁
  • 在读博士研究生

      8人
  • 在站博士后

      鲁鑫、王怡凯、邰宇新、乔德鑫、董乐、王虹麟
  • 在读硕士研究生

      15人

    1. 代表性论文 (10篇以内,全重标注)

    (1) Zhennan Xu, Zhiqiang Zhou, Zixiang Cheng, Yu Zhou, Feifei Wang, Mingshun Li, Gongjian Li, Wenxue Li, Qingguo Du, Ke Wang, Xin Lu, Yuxin Tai, Runyi Chen, Zhuanfang Hao, Jienan Han, Yanping Chen, Qingchang Meng, Xiaomin Kong, Shuanggui Tie, Chunhua Mu, Weibin Song, Zhenhua Wang, Hongjun Yong, Degui Zhang, Haiyang Wang, Jianfeng Weng, Xinhai Li. A transcription factor ZmGLK36 confers broad resistance to maize rough dwarf disease in cereal crops. Nature Plant (2023), 9:1720-1733. doi.org/10.1038/s41477-023-01514-w.

    (2) Xin Lu, Yuhong Lei, Zhennan Xu, Zixiang Cheng, Meng Liu, Yuxin Tai, Xiaohua Han, Zhuanfang Hao, Mingshun Li, Degui Zhang, Hongjun Yong, Jienan Han, Zhenhua Wang, WenXue Li, Jianfeng Weng, Zhiqiang Zhou, Xinhai Li. Natural variations in the promoter of ZmDeSI2 encoding a deSUMOylating isopeptidase controls kernel methionine content in maize. Molecular Plant (2025), 18(5):872-891. doi: 10.1016/j.molp.2025.04.008.

    (3) Mingzheng Ma, Peifeng Liu, Jinjie Zhu, Zhaoxu Gao, Xiantao Qi, Chuanxiao Xie, Changlin Liu. Enhancing the freeze–thaw stability of maize starch via targeted mutation of both Waxy1 and Sugary2. Plant Biotechnology Journal(2025), 23: 3254-3256. doi: 10.1111/pbi.70140.

    (4) Ping Luo, Houwen Wang, Zhiyong Ni, Ruisi Yang, Fei Wang, Hongjun Yong, Lin Zhang, Zhiqiang Zhou, Wei Song, Mingshun Li, Jie Yang, Jianfeng Weng, Zhaodong Meng, Degui Zhang, Jienan Han, Yong Chen, Runze Zhang, Liwei Wang, Meng Zhao, Wenwei Gao, Xiaoyu Chen, Wenjie Li, Zhuanfang Hao, Junjie Fu, Xuecai Zhang, Xinhai Li. Genomic prediction of yield performance among single-cross maize hybrids using a partial diallel cross design. The Crop Journal (2023), 11:1884-1892. doi.org/10.1016/j.cj.2023.09.009.

    (5) Jienan Han, Ran Li, Ze Zhang, Shiyuan Liu, Qianqian Liu, Zhennan Xu, Zhiqiang Zhou, Xin Lu, Xiaochuan ShangGuan, Tingfang Zhou, Jianfeng Weng, Zhuanfang Hao, Degui Zhang, Hongjun Yong, Jingyu Xu, Mingshun Li, Xinhai Li. Genome-wide association and co-expression uncovered ZmMYB71 controls kernel starch content in maize. Journal of Integrative Agriculture (2025), 24(12):4496-4514. doi: 10.1016/j.jia.2024.03.013.

    (6) Gongjian Li, Zhennan Xu, Jianjun Wang, Chunhua Mu, Zhiqiang Zhou, Mingshun Li, Zhuanfang Hao, Degui Zhang, Hongjun Yong, Jienan Han, Xinhai Li, Jiqiang Zhao, Jianfeng Weng. Gene pyramiding of ZmGLK36 and ZmGDIa-hel for rough dwarf disease resistance in maize. Molecular Breeding (2024), 44(4):25. doi:10.1007/s11032-024-01466-9. 

    (7) Yuxin Tai, Xiangling Lyu, Feng Pan, Lingzhi Meng, Zixiang Cheng, Zhennan Xu, Mingshun Li, Zhuanfang Hao, Degui Zhang, Hongjun Yong, Zhiqiang Zhou, Jienan Han, Xinhai Li, Jianfeng Weng. Transcriptomic and metabolic changes during tassel branching development in maize. BMC Plant Biology (2025), 25(1):596. doi: 10.1186/s12870-025-06607-6.

    (8) Runyi Chen, Laikun Xia, Yuying Fan, Jienan Han, Yikai Wang, Xin Lu, Yue Pan, Gongjian Li, Shufeng Sun,Jiayi Liu, Xinyuan Mu, Zhiqiang Zhou, Zhuanfang Hao, Zhennan Xu, Jianfeng Weng. Genome wide characterization of ZmCRY genes: unveiling stress response mechanisms and the role of ZmCRYPHR2 in salinity tolerance. BMC Plant Biology (2025), 25:1329. https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/ articles/10.1186/s12870-025-07252-9.

2. 代表性专利、软著与专著(5项以内,第1完成单位)

(1) 一种水稻黑条矮缩病毒的抗病蛋白及其应用方法,翁建峰、李新海、许振南、周志强、王飞飞、王馨玉、李明顺、郝转芳、张德贵、雍红军、韩洁楠,ZL20211 0554198.8;公告日期:2025年8月1日;

(2) 一种具有除草剂抗性的玉米ACCase突变型基因及其应用,朱金洁、谢传晓、符晓、王南、刘昌林、祁显涛、徐孝洁、黄晶,ZL202410625968.7;公告日期:2024年12月3日;

(3) CA331,雍洪军、李新海、李明顺、张德贵、刘文娟、翁建峰、郝转芳、韩洁楠、周志强、李钰,CNA20201006919,授权公告日期:2025年5月1日;

(4) CA178,李新海、李明顺、张德贵、雍洪军、翁建峰、郝转芳、韩洁楠、周志强、张芳军、李钰,CNA20201006916,授权公告日期:2025年5月1日;

(5) CA482,李新海、李明顺、张德贵、雍洪军、翁建峰、郝转芳、韩洁楠、周志强、张芳军、李钰,CNA20201006917,授权公告日期:2025年5月1日。

3. 重要品种(5个以内,第1育成人为全重固定人员)

(1)中单1130,国审玉20242217,中国农业科学院作物科学研究所;

(2)中单1118,国审玉20242131,中国农业科学院作物科学研究所;

(3)中单6105,国审玉20243184,中国农业科学院作物科学研究所;

(4)中单1127,国审玉20252019,中国农业科学院作物科学研究所;

(5)中单1138,国审玉20252046,中国农业科学院作物科学研究所。

4. 科技成果奖励 (第1完成单位)

(1) 玉米抗病耐旱种质改良与创新利用,2025年国家科技进步奖二等奖,李新海、张世煌、王振华、宋波、鲁海华、李明顺、高世斌、刘文国、孟昭东、翁建峰,2025年,获奖日期:待公布。

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