一、项目简介

本发明属于作物遗传育种与合成生物学领域，具体涉及一种创制超高产优质C4作物的分子育种技术及其应用。C4植物（如玉米、甘蔗、高粱等）相比C3植物（如水稻、小麦）具有更高的光合效率、水分利用效率和氮素利用效率，因此C4作物的高产优质育种对保障全球粮食安全具有重要意义。

本发明的核心发现在于，GIF1基因和PHO1;2基因的联合应用可协同调控C4作物的多重重要农艺性状。通过分子育种技术（如过表达、基因编辑等）在C4作物中联合上调这两个基因的表达或活性，能够实现籽粒和茎秆性状的同步改良以及产量和生物量的显著提升。

此外，该技术还能促进株高增加、根系增大、穗长穗粗增加、籽粒行数和每行粒数增多、百粒重提高等综合增产效应。本发明为C4作物的遗传改良提供了全新的基因资源和技术路径，应用前景广阔。

二、专利摘要

本发明提供了一种创制超高产优质C4作物的分子育种技术及其应用。首次揭示GIF1基因和PHO1；2基因的联合应用对于C4作物性状的改良非常有效，所述性状改良包括：(i)维持茎秆绿色、增加青贮用茎秆的生物量；(ii)增加茎秆糖含量、降低茎秆磷含量；(iii)降低籽粒磷含量；(iv)降低籽粒植酸含量或(v)提高籽粒淀粉含量。此外，GIF1基因和PHO1；2基因的联合应用能够提高C4作物产量或生物量性状，包括：(a)大幅提高产量；(b)大幅提高生物量；(c)提高磷利用率；(d)提高光合效率。本发明为C4作物的改良提供了新的途径。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202410713725.9，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE23-07。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。