经过 10 年不懈努力，中国科学院分子植物科学卓越创新中心和上海师范大学科研团队合作，首次从野生玉米中成功克隆出高蛋白基因，并通过杂交实验，有效提高了现代玉米的蛋白含量，这一成果近日在国际学术期刊《自然》在线发表。

" 玉米的祖先 " 藏着 " 密码 "

" 玉米的祖先 " ——野生玉米，名叫 " 大刍草 "，经过 9000 多年人工驯化，被改造成现代玉米，成为世界上最高产的农作物之一。

野生玉米 " 大刍草 " 和现代栽培玉米对比。（中科院分子植物科学卓越创新中心供图）

科研人员实验发现，野生玉米在没有施加氮肥条件下种子蛋白含量都高达 30%，是现代普通栽培玉米的 3 倍，表明野生玉米含有控制高蛋白含量的关键基因。

从 4 万多个样本 DNA 中 " 解码 "

10 年中，研究团队提取了超过 4 万个样本的 DNA 进行基因型鉴定，测定了超过 2 万个样本的蛋白含量进行表型分析，并分别在回交群体的第 4 代 BC4、第 6 代 BC6 及第 8 代 BC8 进行了 3 次大规模高蛋白遗传群体的测序以及精细图位克隆，最终从野生玉米中克隆出首个控制玉米高蛋白含量的主效基因 THP9。

16 日在中国科学院分子植物科学卓越创新中心拍摄的野生玉米种子和现代玉米种子。新华社记者 张建松 摄

新发现的基因有多 " 关键 "？

研究团队在三亚进行了大规模田间试验，将野生玉米高蛋白基因杂交导入我国推广面积最大的玉米生产栽培品种 " 郑单 958" 中，可以显著提高蛋白含量，表明该基因在培育高蛋白玉米中具有重要的应用潜能。

16 日在中国科学院分子植物科学卓越创新中心实验室拍摄的玉米籽粒粉末样品。新华社记者 张建松 摄

同时，在减少氮肥施用条件下，可以有效保持玉米的生物量以及植株和籽粒中氮含量水平，这对于在低氮条件下促进玉米高产、稳产具有重要意义。

为何要提高玉米蛋白含量？

70% 的玉米都用作饲料，由于普通玉米籽粒蛋白含量较低，因此饲料中还需要补充大豆蛋白，而大豆严重依赖进口，这些成为我国畜禽养殖业的 " 卡脖子 " 问题。普通玉米蛋白含量每提高一个百分点，便相当于每年可以少进口 700 多万吨大豆。

资料图。新华社记者 李嘉南 摄

" 我们在田间试验中已经将玉米蛋白含量从 10% 提高至 14%。后续我们会将其提高到 16%，理想情况下有可能达到 20%。" 中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员巫永睿说。如果玉米蛋白含量达到 20%，其相对优势会非常突出。

业内专家认为，这项研究成功找到的野生玉米高蛋白基因 THP9，有利于现代栽培玉米提高籽粒蛋白含量的遗传改良，展示了将 " 野生祖先 " 的遗传变异引入优质作物的潜力，为确保我国粮食安全和重要农产品有效供给、促进农业可持续发展，提供了新的解决方案。

来源：中国经济网

编辑：王奇

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