针对我国蛋白质饲料原料严重依赖进口的问题，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成功克隆了野生玉米第二个高蛋白主效基因THP3-T，与他们团队前期挖掘的第一个高蛋白基因THP9-T聚合，将玉米自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%，并将我国推广面积最大的玉米杂交种郑单958的籽粒蛋白含量从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。
该成果论文，于北京时间2026年6月3日在线发表在国际学术期刊《自然》(Nature)上。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心副主任、研究员巫永睿介绍，玉米被誉为“饲料之王”，是我国第一大粮食作物。然而，历经几千年驯化，现代玉米追求高产，在不经意间“丢失”了野生祖先中珍贵的高蛋白基因，导致蛋白含量锐减，全世界范围内杂交种玉米蛋白含量普遍偏低，仅8%左右。
巫永睿从2012年就开始进行高蛋白玉米研究。2022年，巫永睿团队率先从野生玉米中挖掘到首个高蛋白基因THP9-T，实现了我国玉米主栽品种蛋白含量的初步提升，但如何进一步突破玉米蛋白含量仍是巨大挑战。
这是一项长期、艰辛的研究。巫永睿说：“玉米研究可以说既是‘劳动密集型’，又是‘科学技术型’。我们既要下田授粉和取样，又要进行基因学、分子生物学和蛋白酶学等方面的分析。”
经过多年持续攻关，巫永睿研究团队成功创制了第二个高蛋白位点THP3的高世代遗传群体，通过精细定位和图位克隆，挖掘到第二个高蛋白基因THP3-T。多年多点的田间试验表明，THP3-T优异基因在不影响产量的前提下，可将自交系的籽粒蛋白含量从10%提升至13%以上，同时提高全株蛋白含量，并赋予植株在低氮条件下保持生物量及蛋白含量的氮高效(NUE)特性。THP3-T主要通过其卓越的酶活性增强了氮同化能力，从而促进了籽粒蛋白含量的提升。
研究团队进一步研究发现，THP3-T与THP9-T共同构成了氮同化的核心代谢中心，两者聚合后，展现出前所未有的协同增效作用——自交系籽粒蛋白含量从10%提升至15%，远超单个基因的作用。研究人员将这两个基因导入玉米杂交种郑单958后，其籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%-13%，且不影响产量。因此，THP3-T的挖掘不仅补齐了高蛋白玉米育种的“关键拼图”，更为现代玉米的品质“回溯”与精准改良提供了可能。
巫永睿说，这项研究的成果不仅要体现在论文发表上，还要打通从基因挖掘、机制解析到材料创制、品种培育、养殖实验的“全链条”，以此践行科学研究“一竿子插到底”的精神。
目前，研究团队已利用分子标记辅助育种技术，精准改良了80余个国内玉米主栽品种的亲本，改良后亲本蛋白含量可提升至14%以上。我国玉米年产约3亿吨，若全国饲用玉米蛋白含量能提升4个百分点达到12%以上，所增加的蛋白总量相当于3000多万吨进口大豆，约占进口大豆总量的30%。
中国科学院亚热带农业生态研究所研究员李凤娜说，她和研究团队在拿到巫永睿团队培育出的新型高蛋白玉米样本后，进行了营养价值和使用价值评定，并正在进行饲料应用系统研发。评定结果表明，新型高蛋白玉米样本的蛋白水平确实提高到了12%-15%，且所有氨基酸含量全面增加，反映出蛋白质的高品质。
李凤娜团队还评定了猪、肉鸡对新型高蛋白玉米样本的消化吸收情况，结果良好且稳定。针对海兰灰蛋鸡的小规模饲养研究结果显示，在接受新型高蛋白玉米饲料喂养后，海兰灰蛋鸡的产蛋率和料蛋比有显著改善，且鸡蛋的风味物质显著增加。李凤娜说：“通俗来说，就是鸡吃得更少，产蛋率更高，能够产生更高的经济效益。”
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