揭開玉米基因密碼：科學家解密馴化關鍵

玉米，這個全球重要的糧食作物，其馴化過程堪稱人類影響進化的典範。如今，冷泉港實驗室的科學家們正透過「MaizeCODE」基因組計畫，揭開9000年前農民如何將玉米從幾乎不可食用的作物，轉變為今日全球糧食支柱的基因秘密。

由Rob Martienssen和Thomas Gingeras教授主導的MaizeCODE計畫，旨在深入理解玉米馴化的基因機制，並幫助現代農民培育出更能適應惡劣環境的玉米品種。該計畫基於「DNA元素百科全書」（ENCODE）的架構，Gingeras教授正是ENCODE的主要研究者之一。他解釋道：「MaizeCODE的目標是找出基因組中所有與細胞運作和複製相關的功能區域。」

在一項最新研究中，研究團隊分析了三種玉米品系及其祖先大芻草（teosinte）在五種不同組織中的調控序列。他們發現了數十萬個稱為「增強子」的調控區域，這些區域在植物的基因開關中扮演關鍵角色。更令人驚訝的是，玉米擁有數千個「超級增強子」，每個都能同時控制多個基因。這些超級增強子在9000年前的玉米馴化過程中，被強烈地選擇了下來。

Martienssen教授指出：「我們現在可以說，玉米的馴化過程，無意間聚焦在這些超級增強子上，特別是在玉米穗的發育上。」這些發現不僅擴充套件了我們對進化的理解，還可能為培育新型玉米品種提供方向。例如，Martienssen和Gingeras已獲得美國國家科學基金會的資助，致力於培育能在高鋁土壤中生長的作物，這對南美洲的農業發展至關重要。

MaizeCODE的應用不僅限於此。這個基因組資料庫未來可能幫助農民進一步提升玉米作物的抗病性、耐旱性，甚至提高產量，以滿足全球日益增長的糧食需求。由於資料公開，全球的植物生物學家和育種專家都能利用這項資源。Martienssen教授表示：「我們才剛剛觸及冰山一角。」

這項研究已發表於《自然通訊》期刊，標題為「MaizeCODE揭示雙向表達增強子中的玉米馴化分子特徵」，並獲得美國國立衛生研究院、國家科學基金會和霍華德休斯醫學研究所的資助。