一、课题来源与背景 黑龙江是我国重要的粮食生产基地，也是玉米生产黄金区域，黑龙江省对于玉米种植有着无可比拟的优势。然而，当前我省黄金玉米带核心区域仍面临籽粒脱水慢、不适宜机收、品质和抗性有待提高等产业问题，极大制约了我省农业现代化进程。在“绿色龙江，黑土优品”的时代背景下，提升我省黄金玉米带核心区域玉米品质、抗性和产能对确保国家粮食安全具有重要战略意义。 二、研究内容 (1) 黑龙江省玉米优质相关性状的遗传基础研究。 (2) 玉米宜机收相关性状改良的遗传基础研究。 (3) 抗双斑萤叶甲RNAi转基因玉米非预期效应研究。 三、技术的创新性与先进性 (1)以黑龙江省高淀粉含量的玉米骨干自交系为亲本，构建了双单倍体（DH）分离群体，挖掘到13个与玉米淀粉含量相关的主效数量性状位点（QTL），其中包含的12个候选基因均与淀粉合成代谢途径相关，该项结果将为探索玉米籽粒调控淀粉含量的候选基因奠定基础 ，并助力于加快推进黑龙江省优质玉米品种的创制。 (2)在玉米-大雏草重组自交系（RIL）分离群体中挖掘到4个与苞叶长度、宽度和层数相关的主效QTL，其中包含的候选基因在苞叶光合和 呼吸作用、形态建成中起重要调控作用，进而可能会极大地影响后期籽粒脱水效率和机收效率。 (3)基于RNAi技术的转基因玉米对双斑萤叶甲具有抗性，与未经修饰的同等玉米相比，其在转录组和代谢组水平没有实质性等同变化。这项研究不仅全面评估了基于RNAi的转基因玉米的基因转录和代谢产物丰度方面的细胞变化，还可作为评估转基因作物的非预期影响的参考。 (4)针对如何更加科学精准地检测转基因植物的问题，采用比较研究的方法，对国内外转基因植物的检测方法及其标准化进行研究和概述。 四、发表文章情况 1. Xiaolei Zhang, Min Wang, Changzheng Zhang, Shaojun Dai, Haitao Guan, Ruiying Zhang. Genetic dissection of QTLs for starch content in four maize DH populations. Frontiers in Plant Science, 2022, 13: 950664. (SCI, IF 6.627) 2. Xiaolei Zhang, Ming Lu, Aiai Xia, Tao Xu, Zhenhai Cui, Ruiying Zhang, Wenguo Liu, Yan He. Genetic analysis of three maize husk traits by QTL mapping in a maize-teosinte population. BMC Genomics, 2021, 22: 386. (SCI, IF 4.547) 3. Xiaolei Zhang, Ruiying Zhang, Liang Li, Yang Yang, Yijia Ding, Haitao Guan, Xiaoqin Wang, Aihong Zhang, Hongtao Wen. Negligible transcriptome and metabolome alterations in RNAi insecticidal maize against Monolepta hieroglyphica. Plant Cell Reports, 2020, 39: 1539-1547. (SCI, IF 4.964) 4.Luguang Jiang, Yan Wang, Aiai Xia, Qi Wang, Xiaolei Zhang, Joseph M Jez, Zhen Li, Weiming Tan, Yan He. A natural single-nucleotide polymorphism variant in sulfite reductase influences sulfur assimilation in maize. New Phytologist. 2021, 232: 692-704. (SCI, IF 10.151) 5. 张晓磊，章秋艳，熊炜，沈平. 转基因植物检测方法及标准化概述. 中国农业大学学报. 2020，25：01-12. 6. 张晓磊，张瑞英. 代谢组学及其在农作物研究中的应用. 生物技术通讯，2018，29（03）：446-450. 五、授权的专利情况 1. 基于GC-MS获取转基因和非转基因玉米代谢差异的方法. 张晓磊，温洪涛，张瑞英，关海涛，张爱红，李亮，刘刚，丁一佳，杨洋，金海涛，赵琳. 发明专利. ZL201910130545.7. 2021年授权. 2. 基于UHPLC-MS获取转基因和非转基因玉米代谢差异的方法. 温洪涛，张晓磊，关海涛，张瑞英，李亮，张爱红，刘刚，黄莹盈，杜英秋，陈国峰. 发明专利. ZL201910129965.3. 2021年授权. 3. 一组用于毛细管电泳检测技术的玉米SSR分子标记及其应用. 张晓磊，张瑞英，关海涛，温洪涛，黄盈莹. 发明专利. ZL201810488262.5. 2021年授权. 4. 适用于毛细管电泳检测技术的玉米SSR分子标记及其应用. 张瑞英，关海涛，张晓磊，温洪涛，黄盈莹. 发明专利. ZL201810299328.6. 2021年授权. 5. 一组玉米SSR分子标记及其应用. 关海涛，张瑞英，张晓磊，温洪涛，黄盈莹. 发明专利. ZL201810488914.5. 2021年授权. 6. 一组用于鉴别玉米品种的SSR分子标记及其应用. 关海涛，张瑞英，张晓磊，温洪涛，李悦. 发明专利. ZL201810690796.6. 2021年授权. 六、获得的项目课题 基于在玉米品质和产量遗传基础研究发表的论文及结果，第一申请人张晓磊获得了2023年国家自然科学基金青年基金《ZmMYB69调控玉米直链淀粉含量的机制解析》（项目号32201798）资助，经费30万元。

黑龙江省农业科学院农产品质量安全研究所

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。