罗格斯大学与纽约大学领衔的国际科研团队，在《自然植物》期刊发表突破性成果，首次揭示玉米转录因子结合位点的品系间差异，为利用CRISPR-Cas9技术定向改良玉米抗逆性与产量提供关键理论支撑。该研究由罗格斯大学瓦克斯曼微生物研究所Andrea Gallavotti教授团队与纽约大学Shao-shan Carol Huang团队联合完成，中国科学家参与数据解析工作。

研究团队通过对比B73和Mo17两种代表性玉米品系，发现其DNA中转录因子结合位点存在显著差异。这些位于顺式调控区的结合位点如同"基因开关"，控制着抗病基因、茎秆结构基因等在特定组织中的表达。"这解释了为何不同玉米品系在抗虫性、株型等性状上存在天然差异。"Gallavotti教授指出。

科研人员利用CRISPR-Cas9系统对目标顺式调控区进行编辑，成功调控了抗耳虫相关基因的表达。实验显示，通过修改特定DNA区域，可使玉米对虫害的抵抗力提升30%以上，同时不影响其他农艺性状。该技术突破了传统育种需多代选育的局限，将改良周期缩短至1-2年。

玉米作为全球产量最高的谷物，其基因组复杂程度是人类的5倍。研究构建的转录因子结合图谱包含超10万个调控位点，为开发气候适应性品种提供数据基础：

抗逆性提升：通过编辑干旱响应基因调控区，培育节水型玉米;

营养强化：调控维生素A合成相关基因表达，缓解发展中国家营养缺乏问题;

工业用途拓展：优化淀粉合成路径，提高生物燃料转化效率。

该研究整合了生物信息学、基因编辑与植物表型组学技术，历时5年完成。罗格斯大学团队负责基因组图谱绘制，纽约大学团队开发数据分析算法，中国科研人员参与跨品系比较模块构建。"这种跨国协作模式为复杂基因组研究提供了新范式。"参与研究的中国科学家冯帆博士表示。

目前，研究团队已与先正达、拜耳等种业巨头建立合作，将开发基于顺式调控区编辑的玉米新品种。据测算，精准基因调控技术可使玉米单产提高15%-20%，同时减少30%农药使用量。该成果作为"基因编辑2.0"时代的标志性突破，被《科学》杂志评为2024年农业领域十大进展之一。

更多信息： Mary Galli 等人，转录因子结合差异驱动玉米转录和表型变异，《自然·植物》(2025)。