近日，北京市農林科學院玉米所在植物科學1區Top期刊Frontiers in Plant Science（2022 IF=5.6）在線發表題為“Genomic analysis of a new heterotic maize group reveals key loci for pedigree breeding”的研究論文。該研究從全基因組水平上解析了X系在育種改良過程中的基因組演變規律，揭示了其高產的關鍵位點和靶基因，為基因組育種奠定了理論基礎。 　　玉米所利用外引種質X1132x，創制選育出了京724、京725、京464、京MC01等多個優良玉米自交系（統稱為X系），并在此基礎上采用“X群×黃改群”強雜優模式培育出了京科968（京724×京92）、京農科728（京MC01×京2416）、京科665（京725×京92）、NK718（京464×京2416）等系列新品種。為解析X系育種改良過程中全基因組的演變和高產關鍵基因，本研究通過對512個玉米自交系進行群體遺傳分析，發現X系與黃改群自交系遺傳距離最遠、雜種優勢最強。通過對代表性X系進行產量相關性狀分析，結果表明X系幾乎所有產量性狀均優于選系親本。進一步對這些骨干系進行全基因組測序，通過分析雙親轉移到X系的IBD片段，從雙親中分別鑒定出29和28個IBD保守區段（ICRs），各占親本基因組的28.8%和12.8%?；?pi;、Tajima's D和CLR分析，分別鑒定到103、89和131個選擇性消除區段（SSWs）。其中，96.13%為ICRs與SSWs共定位，表明SSWs信號集中在ICRs中，揭示這些重疊區域是X系育種改良的關鍵區段。利用性狀本體注釋系統（TO）等在ICRs和SSWs中鑒定并注釋了171個玉米產量性狀相關基因。通過對來自DH群體的240個株系進行QTL定位，鑒定出10個產量相關性狀的55個QTLs。此外，在ICRs和SSWs中檢測到3個QTL簇，并最終確定了X系高產的3個關鍵基因UB2、PHO1和FIE1。 　　玉米所李志勇、李春輝為該論文的共同第一作者，趙久然研究員、宋偉研究員和王元東研究員為通訊作者。該研究得到了北京市農林科學院基因組學育種協同創新中心建設項目（KJCX201907-2）以及北京學者項目（BSP041）的資助。