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      來源 | Agbioinvestor

      MON 87427 x MON 94804 x NK603 玉米是由孟山都公司在被拜耳公司收購之前開發(fā)的，已在巴西獲得種植批準(zhǔn)。MON 87427 x MON 94804 x NK603 玉米具有降低高度（矮稈）和草甘膦耐受性的特性。MON 94804 基因事件賦予了 GA20ox_SUP 基因，該基因負(fù)責(zé)賦予玉米縮短的稈高。植物高度的降低是由單個(gè)插入物引起的，該插入物包含一個(gè) GA20ox_SUP 抑制盒，它下調(diào)了兩種內(nèi)源性赤霉素 20 氧化酶（GA20ox）基因的表達(dá)，即 GA20ox3 和 GA20ox5。兩個(gè)目標(biāo)基因的抑制導(dǎo)致玉米稈中赤霉素水平下降，從而導(dǎo)致稈的節(jié)間長度減少，進(jìn)而導(dǎo)致植物高度降低。草甘膦耐受性是通過使用兩種除草劑耐受性基因事件 MON 87427 和 NK603 來實(shí)現(xiàn)的，它們產(chǎn)生 CP4 epsps 酶。MON 87427 x MON 94804 x NK603 最有可能是通過傳統(tǒng)雜交來結(jié)合三個(gè)單一事件，這些事件是通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化開發(fā)的。MON 94804 基因事件已在美國（2023年）、加拿大（2023年）和巴西（2023年）獲得種植批準(zhǔn)，而這次最新的巴西批準(zhǔn)將 MON 94804 與除草劑耐受性結(jié)合起來。

      最近，幾家著名的種子和基因公司開始推出具有“矮稈”特征的新型玉米雜交種。這些雜交種明顯比當(dāng)前的玉米雜交種株高短，并且高度通常會短 20 – 24 in（英寸） （圖 1）?？傮w而言，這些雜交品種具有潛在的好處，包括增強(qiáng)玉米抗倒伏性、耐密性增強(qiáng)和較窄的行距，以及更容易在生長季內(nèi)使用噴霧設(shè)備施肥和殺蟲劑。然而，這些新雜交品種的推出給種植戶提出了許多新問題。例如：1）這些雜交品種與當(dāng)前的成熟雜交品種（以下簡稱當(dāng)前品種）相比如何？2）這些雜交品種的產(chǎn)量如何？3) 這些雜交品種是否需要更高的最佳播種量？4）這些雜交種的收獲難度有多大？因此，普渡大學(xué)與拜耳作物科學(xué)合作進(jìn)行的 2023 年新研究試圖回答其中一些問題。

圖 1矮稈玉米（右邊）VS當(dāng)前玉米（左邊）

      2023 年，普渡大學(xué)對矮稈和當(dāng)前品種進(jìn)行的研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，矮稈玉米平均株高67英寸，穗位22英寸，當(dāng)前品種株高86英寸，穗位37英寸。穗位以下兩者存在顯著差異；在R1（玉米吐絲期），兩者生物量差異很?。?300VS7200磅/英畝）。矮稈玉米株高降低通常通過穗位下節(jié)間縮短來實(shí)現(xiàn)（圖2）。此外兩者間葉片數(shù)相似，莖干更粗，穗位葉直徑更寬大。這可能導(dǎo)致總生物量差異的不顯著?？傮w而言，這些矮稈雜交品種在印第安納州和普渡大學(xué)的兩個(gè)研究地點(diǎn)都保持了非常高的產(chǎn)量，并且在完全相同的環(huán)境中生長時(shí)，與當(dāng)前品種相比，產(chǎn)量相同或略低。

圖 2矮稈矮玉米（左）與當(dāng)前品種（右）相比，穗下節(jié)間間距的視覺差異

      例如，在多個(gè)研究處理中，矮稈雜交品種的產(chǎn)量確實(shí)超過了每英畝 300 蒲式耳，并且在印第安納州西北部平均產(chǎn)量保持著每英畝 240 - 260 蒲式耳，在印第安納州中部平均產(chǎn)量保持著每英畝 250 - 300 蒲式耳。這些雜交種對增加的播種量和窄行種植（20英寸）表選更高的耐受性，例如，印第安納州中部和西北部的研究觀察到，當(dāng)種植在20英寸的行距時(shí)，隨著播種量從每英畝34，000粒種子增加到50，000粒，玉米產(chǎn)量持續(xù)增加，這表明當(dāng)種植在窄行系統(tǒng)中時(shí)，這些雜交品種可能具有耐受更高增產(chǎn)的潛力。此外，30英寸行距的矮稈玉米的農(nóng)藝最佳播種量通常比當(dāng)前品種平均每英畝多6-8，000粒種子?？傮w而言，這些雜交種在產(chǎn)量和耐性方面表現(xiàn)出巨大的潛力，然而，許多生理和管理問題仍然存在，并將繼續(xù)研究。

      這些雜交品種將繼續(xù)面臨的最大挑戰(zhàn)之一是穗高和可收獲性。主莖上的玉米穗位置必須保持在土壤表面以上的特定高度，以便通過當(dāng)前的聯(lián)合收割機(jī)收割臺進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖崭睿⒈苊鈱C(jī)器造成任何額外的磨損。例如，普渡大學(xué)（Purdue）2023年的研究發(fā)現(xiàn)，一旦高度降至23-24英寸以下，穗位高度與產(chǎn)量之間的關(guān)系就相當(dāng)強(qiáng)，而當(dāng)穗位高度高于這一閾值時(shí)，與產(chǎn)量的關(guān)系就變得很弱（圖3）。

圖 3 穗位高與籽粒產(chǎn)量的關(guān)系

      根據(jù)普渡大學(xué)2023年的研究，玉米穗高由雜交品種選擇、播種日期、生長季節(jié)、環(huán)境條件和管理實(shí)踐決定，這意味著在采用矮稈雜交品種時(shí)，這些因素中的每一個(gè)都很重要。總體而言，這些雜交品種展示了提高美國玉米產(chǎn)量的潛力，提高了對不利天氣條件的適應(yīng)能力，并提高了當(dāng)季養(yǎng)分和作物保護(hù)應(yīng)用的便利性和效率。然而，許多問題仍然存在，需要進(jìn)一步的研究來充分了解這種新的玉米雜交種。

      注：1英寸(in) = 2.54厘米(cm)

      1蒲式耳/英畝＝0.062719012噸/公頃＝4.18126749公斤/畝

      來源：普渡大學(xué)

      編輯：AI機(jī)器翻譯