众所周知,玉米作为中国第一大粮食作物,素有“饲料之王”的美誉。然而,一个亟待解决的难题是,我国玉米的蛋白含量普遍偏低,导致动物饲料生产高度依赖进口豆粕来补充蛋白质。近期,学术界传来重大突破:中国科研团队成功从野生玉米中克隆出第二个高蛋白主效基因——THP3-T。这一发现与此前确认的基因协同作用,显著提升了主栽玉米品种的蛋白含量,为破解饲料蛋白短缺困境带来新希望。

北京时间6月3日晚,国际顶级学术期刊《自然》在线发表了这项研究成果。中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿、王海海团队,联合上海师范大学王文琴团队和四川农业大学黄永财团队,经过多年攻关,在高蛋白基因的挖掘与利用领域取得了关键技术突破。
这一成果来之不易。科研人员介绍,野生玉米的蛋白含量其实相当可观,可达30%。但问题在于,经过9000多年的驯化与现代育种过程,由于人们并未针对蛋白含量进行定向选育,大部分有益基因在现代玉米品种中已逐渐“丢失”,导致蛋白含量下降。
研究的关键突破点在哪?2024年,该团队首次克隆到一个高蛋白基因THP9-T,而此次发现的THP3-T则补齐了最关键的拼图。这两个基因分别编码氮代谢的核心酶,联合作用后产生了强大的协同效应:可使自交系籽粒蛋白含量从10%直接跃升至15%。更令人振奋的是,针对我国推广面积最大的玉米杂交种“郑单958”,其籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%~13%,全株蛋白含量从7%提升至9%以上,且产量保持稳定,未受影响。
这正是该成果的核心价值所在——在提高蛋白含量的同时,并未牺牲产量。目前,团队已利用分子标记辅助育种技术,精准改良了80多个国内玉米主栽品种的亲本。未来,他们的目标是继续深入探索,构建涵盖基因挖掘、种质创制到新型饲料加工的“全产业链”模式,推动高蛋白玉米的产业化应用。
