鲜食玉米（Zea mays L.）主要包括甜玉米、糯玉米和甜糯玉米，由于其口感丰富、营养全面，鲜食玉米的需求量正在逐年增加。然而，随着工业化程度的提高，温室效应增强伴随的极端天气频发导致玉米生产进程受阻，严重影响农业经济良性发展和粮食安全。高温对植物生长发育具有多重负面影响，当面临短暂或长期的高温胁迫时，植物的生长、繁殖等各个发育阶段均面临巨大的挑战。高温及其导致的干旱对鲜食玉米幼苗正常生长发育制约较大，生殖期的花丝花药对高温尤其敏感，会导致鲜食玉米雌穗不易吐丝，雄穗花粉发育畸形、散粉困难，严重可导致花粉彻底败育，甚至颗粒无收。对玉米的耐热机制研究多集中在普通玉米中，且处于起步阶段，而鲜食玉米的高温响应机制还有待进一步挖掘。

广东省科学院南繁种业研究所玉米种业室团队以甜玉米为研究对象，对甜玉米高温下的表型特征变化进行观察，对多项光合作用指征等进行测定，同时结合不同时间点转录组和代谢组的变化进行了系统分析。转录组结果显示高温影响多种代谢途径，特别是苯丙烷代谢和光合作用代谢途径，对其中大部分基因的抑制作用明显。代谢组学结果则显示，短时和长时高温处理对代谢物丰度影响显著，检测到的差异代谢物数量分别为61种和111种，包括各种生物碱和类黄酮等，其中在两个时间点均检测到的代谢物有42种，而东莨菪内酯-7-O-葡萄糖苷（东莨菪苷）、3-吲哚丙酸、乙酰色胺、5,7-二羟基-3',4',5'-三甲氧基黄酮和5,6,7,4'-四甲氧基黄烷酮的表达丰度上调最为显著。同时，本研究通过分析基因模块与代谢产物的相关性，构建了热胁迫下甜玉米幼苗的调控网络，鉴定出四个潜在高温响应基因。

该研究为通过生物干预或基因调控来改善甜玉米的耐热性提供了相关基础。研究成果近日发表于International Journal of Molecular Sciences（中科院二区，IF=5.6），王竹青为该论文的第一作者，王勤南正高级农艺师为该论文的通讯作者，南繁种业所为第一署名单位，常海龙、王建强等参与了该论文。该研究得到华南特色植物新品种创制与逆境智慧化系统治理和耐热型鲜食玉米种质创新及新品种选育项目资助。

论文信息：

Wang, Z.; Xiao, Y.; Chang, H.; Sun, S.; Wang, J.; Liang, Q.; Wu, Q.; Wu, J.; Qin, Y.; Chen, J.; et al. The Regulatory Network of Sweet Corn (Zea mays L.) Seedlings under Heat Stress Revealed by Transcriptome and Metabolome Analysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 10845. （https://doi.org/10.3390/ijms241310845）