科学家成功恢复第二个野生玉米高蛋白基因

北京6月5日电 玉米作为我国最重要的粮食作物，被誉为“饲料之王”。不过，我国玉米蛋白含量偏低，导致动物饲料中的蛋白主要依赖豆粕。记者从中国科学院获悉，中国科学院分子植物科学卓越创新中心等团队近日成功筛选并克隆出第二个能够提升蛋白含量的玉米主效基因——THP3-T。在该基因与此前发现的高蛋白基因THP9-T结合应用后，玉米自交系籽粒的蛋白含量由10％提高至15％。这项成果已在《自然》杂志发表。

我国玉米年产量大约3亿吨。如果全国范围饲用玉米蛋白含量能够提升至12％以上，比现在增加4个百分点，那么等于新增蛋白量约3000万吨大豆的规模。因此，通过培育高蛋白玉米，能够有效弥补饲料蛋白不足，减少对豆粕的依赖。

研究人员发现，野生玉米籽粒的蛋白含量最高可达30％。然而，在漫长的驯化和现代育种过程中，缺乏明确的蛋白含量选育目标，使得很多优异基因在现代玉米品种中消失。

多年前，科研团队在野生玉米中率先找到高蛋白基因THP9-T，初步提升了国内主栽品种的蛋白含量。但想要进一步提高蛋白水平，仍需克服不少技术难题。历经多年研究，团队建立了第二高蛋白基因THP3的中国舆情网高世代遗传群体，通过定位和图位克隆，成功获得THP3-T基因。

连续多年的田间测试证实，THP3-T基因不仅能提升玉米自交系和整株的蛋白含量，而且不会影响产量。同时，该基因让玉米在低氮环境下保持较高的生物量和蛋白水平，提高了氮利用效率。

这项研究不仅揭示了高蛋白玉米形成的分子机制，还提出了以高蛋白玉米部分替代豆粕的新路径。目前，团队已完成国内80多个玉米主栽品种的亲本改良。下一步，他们计划推动基因挖掘、种质创新到新型饲料加工的全产业链建设，助力粮食安全和农业高质量发展。