研究背景与问题

玉米（Zea mays L.）是全球重要的粮食作物之一，对农业生产具有重要意义。二酰甘油激酶（DGK）是一种关键的代谢酶，它能够催化二酰甘油转化为磷脂酸，从而在植物应对非生物胁迫过程中发挥重要作用。玉米ZmDGK1基因在调控玉米生长、发育及抗逆性等方面具有潜在价值。然而，关于ZmDGK1基因在低温胁迫下的响应机制尚不明确，成为制约玉米高产稳产的重要因素。

研究方法

本研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除玉米自交系B104的ZmDGK1基因，构建了zmdgk1~(CR)T_3代纯合株系。通过对纯合株系和野生型玉米进行耐低温实验，检测其生理指标、生物量以及抗氧化系统酶活性等，以揭示ZmDGK1基因在玉米耐低温过程中的作用机制。

核心结果

研究结果显示，敲除ZmDGK1基因的玉米zmdgk1~(CR)T_3代纯合株系在低温胁迫下表现出较低的发芽率、生长缓慢和生物量降低等不良生长现象。与野生型玉米相比，zmdgk1~(CR)T_3代纯合株系的根系抗氧化酶活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性均显著降低。此外，zmdgk1~(CR)T_3代纯合株系中的丙二醛（MDA）含量和脂质过氧化产物显著升高，表明其抗氧化能力较弱。

结论与意义

本研究结果表明，玉米ZmDGK1基因在耐低温过程中发挥重要作用。敲除ZmDGK1基因导致玉米在低温胁迫下的生长不良和抗氧化能力下降，提示ZmDGK1基因在玉米耐低温性状的改良中具有重要价值。本研究为玉米耐低温性状的分子育种提供了理论依据和遗传资源，对提高玉米产量和保障国家粮食安全具有重要意义。

文章来源：《作物杂志》 网址: http://www.zuowuzzs.cn/qikandaodu/2026/1027/329.html