彩色玉米突变体图片回答者
实习生雷浩然，我们的记者张晔
不知您是否注意到从蔬菜市场购买的一些玉米来自黄灿灿，而另一些则像中间有紫色和白色玉米颗粒的大花脸？
事实上，这是玉米的本性。玉米基因中有许多非常活跃的转座子。它们就像一把“小刷子”。如果你跳到任何一个基因上，你会抹去那里原来的“颜色”。因此，谷物的一些颜色变化是由转座子运动引起的。
转座子不仅改变玉米籽粒颜色，还改变几乎所有性状，如株高、抗性和产量。这种独特的遗传属性引起了科学家的兴趣。为了育种的目的，不仅要抑制转座子跳跃引起的表型不稳定性，还要利用转座子跳跃选择优良品种。
最近，经过7年的合作，江苏省农业科学院种质资源研究所的赵涵研究员团队、中国农业大学和上海大学的宋任涛教授团队建立了世界上最大的玉米转座子插入资源库，为全球玉米基因组研究提供了重要的遗传资源。相关研究报告最近发表在国际著名学术期刊《植物生理学》上。
玉米籽粒颜色变化的困惑
在我们的日常生活中，我们经常看到一些色彩斑斓的“花玉米”。在普通人眼里，这不是什么大问题，因为味道一样。
但是半个世纪前，美国科学家芭芭拉·麦克林托克对此感到困惑。通过不懈的研究，他终于发现了“跳跃基因”，即转座子。她还因在转座子方面的开创性研究获得了诺贝尔奖。
转座子是染色体上一类可移动的脱氧核糖核酸片段，可以从一个位置跳到另一个位置。“转座子广泛存在于生物体内，但玉米转座子最多，占了50%以上的脱氧核糖核酸分子。这些具有转座力的遗传因子可以引起玉米基因组重排，增加玉米品种的遗传多样性。”江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所副研究员周玲表示，当转座子跳入或靠近一个功能基因时，该基因控制的功能将会丧失。
由于转座子跳跃决定了玉米的性状，研究人员希望通过控制转座子跳跃来获得更多的优化品种。
1978年，科学家发现了一个新的转座子系统——Mu转座子家族。这是迄今为止在植物中发现的转座因子，具有最强的转座力和诱变能力。一般来说，受转座子跳跃影响的性状不明显，但当Mu转座子跳跃到某个基因时，基因功能会丧失，会产生大量突变表型，并形成明显变化的性状。
突变体是基因功能研究中最直接、最有效的材料。Mu转座子插入突变体库的建立为玉米研究者提供了丰富的遗传资源。因此，多年前，国外学者开始用Mu转座子供体材料与其他玉米自交系杂交，选择插入诱变群体的突变个体，形成插入突变体库。
基因突变库向全球玉米研究者开放
构建大型基因突变库已成为创造玉米种质、获得突变基因、分离克隆玉米重要功能基因、进一步开展功能基因组学研究的重要方法之一。可以说，任何拥有大量基因突变体库的人都可以站在相关研究的前沿。
过去，国内学者研究玉米性状时，需要从美国建立的UniformMu插入数据库中申请突变资源。申请程序复杂，质量无法保证，不利于我国相关领域的研究和发展周玲说。
自2012年以来，江苏省农业科学院和中国农业大学开始合作构建一个由木活性系突变形成的基因突变文库。构建突变资源库的原则是利用Mu活性系与对照样品——B73自交系杂交，利用转座子标签分离技术结合第二代高通量测序技术定位材料中的Mu转座子，从而形成大量突变材料周玲告诉记者。
通过年复一年的杂交种植，他们对20，000多份样品逐一测序，筛选出2581个玉米品系
经过7年的努力，目前的突变基因库已经取得了丰硕的成果。在2581份突变材料中，通过Mu标签富集和高通量测序技术，结合生物信息学分析和插入位点遗传力的大规模验证，获得了约97000个可遗传插入位点，是美国UniformMu插入数据库的两倍。其中，66，565个位点是高质量的基因插入，覆盖玉米中的20，244个(45.7%)基因，其中13，425个基因有两个或更多的插入。与美国同类基因库相比，它具有更广的覆盖面和更多的研究特点，将对未来玉米种质的优化产生深远的影响。
“我们的基因突变文库仍在被补充和完善。最终目标是形成4000多种突变材料，并获得更多可遗传的插入位点。”根据周玲的说法，这个基因突变文库的插入位点已经向全球玉米研究者开放。
