近日，我室玉米团队张祖新教授和美国加州大学伯克利分校Sarah Hake教授合作，揭示了Fascicled ear1(Fas1)位点两个基因的拷贝数变异调控玉米花序分生组织细胞命运和花序分生组织中心-外缘轴极性分化的生物学功能。

植物分生组织是一团具有自我更新能力的干细胞群，其通过固有模式持续分化产生侧生器官。花序原基早期呈辐射对称状，具有中心-外缘轴；随着侧生原基的启始，这种辐射对称状花序原基开始不对称发育。栽培玉米的雌、雄花序属于辐射对称性花序，具有典型的中心-外围轴。分枝是禾本科作物花序发育的一个基本特征。分枝数目在一定程度上决定了籽粒数目进而影响籽粒产量。玉米雄花序有一个主轴、多分枝，雌花序只有一个穗轴、无分枝。

经过反复实验验证，团队成员发现，Fas1区段基因组结构变异导致候选基因拷贝数增加和新启动子的产生，新产生的启动子驱动基因异位表达，并进一步地抑制花序分生组织中心轴相关基因的表达、而异常启动分生组织外缘轴基因的表达。这一研究成果首次揭示了玉米花序分生组织中心-外缘轴极性分化的控制机理，证实了中心-外缘轴相关基因严格时空表达的重要性，也为通过启动子定向编辑改变基因表达模式进而改变花序发育和玉米籽粒产量提供了新思路。

论文链接：https://www.pnas.org/content/118/7/e2019218118