11月24日，广西农业科学院玉米研究所种质资源团队在国际学术期刊《Frontiers in Plant Science》（中科院二区TOP期刊，IF：4.8）发表了题为“Integrated metabolomic and transcriptomic analyses reveal that starch and sucrose metabolism regulate maize kernel hardness”的研究论文。该研究通过整合细胞学、代谢组学和转录组学，系统揭示了淀粉和蔗糖代谢在调控玉米籽粒硬度中的关键作用，为优质玉米分子育种提供了新靶点。

研究团队以两个籽粒硬度差异显著的玉米自交系为研究对象，DO03（玻璃质）和DO09（粉质），在授粉后18、25和32天三个发育阶段进行了系统分析。细胞结构观察显示，DO03胚乳细胞排列紧密、淀粉颗粒呈多边形。DO09胚乳细胞较大、排列松散，淀粉颗粒多为球形。代谢组分析进一步发现，DO03籽粒的类胡萝卜素含量在所有发育阶段均显著高于D009，提示该物质可能在增强细胞界面结构与籽粒硬度中发挥重要作用。转录组分析指出，淀粉和蔗糖代谢通路在差异表达基因中高富集，通过qRT-PCR验证了一个关键蔗糖合成酶基因（Zm00001eb313170）在籽粒硬度高自交系中表达量下调。

基于上述发现，研究提出了一个协同调控模型：淀粉和蔗糖代谢的转录调控，尤其是蔗糖合成酶活性的降低，促进了胚乳中多边形淀粉颗粒的形成与紧密堆积；同时，类胡萝卜素的积累增强了胚乳细胞间的结合强度，二者共同作用提升了玉米籽粒硬度。

玉米所周海宇副研究员为论文第一作者，江禹奉研究员、程伟东研究员为共同通讯作者。该研究得到广西重点研发计划（桂科AB24010098）、国家玉米产业技术体系南宁综合试验站（CARS-02-86）、广西农科院基本科研业务费（桂农科2021YT017、桂农科2024YP032、桂玉科202405）等项目的联合资助。

玉米所  周海宇 供稿/供图

一审一校：李慧峰