科学家找回野生玉米高蛋白基因，有望减少大豆进口依赖

一项关于玉米育种的重要研究成果近日公布，为提升我国饲料自给能力提供了新的技术路径。这项研究主要面向农业科研人员、育种专家以及对粮食安全和饲料产业感兴趣的读者，揭示了如何通过基因技术改良玉米品种。

玉米作为我国第一大粮食作物，在畜禽养殖中扮演着“饲料之王”的角色。然而，长期以来，我国主栽玉米品种的蛋白含量普遍偏低，导致动物饲料严重依赖进口豆粕补充蛋白。据统计，我国大豆年进口量超过1亿吨，对外依存度高达80%以上。培育高蛋白玉米品种，被视为缓解这一结构性矛盾的关键突破口。

野生玉米基因的发现与价值

研究团队指出，野生玉米的蛋白含量可高达30%，但在现代玉米长达9000多年的驯化与育种过程中，许多与高蛋白相关的优异基因已逐渐丢失。这导致当前杂交种玉米的蛋白含量普遍徘徊在8%左右。为了找回这些“丢失”的基因，科学家们进行了长期探索。

关键基因的克隆与协同效应

早在2012年，相关研究便已启动。经过十年努力，团队于2022年率先从野生玉米中挖掘出首个高蛋白基因THP9-T。此次成功克隆的第二个高蛋白主效基因THP3-T，则进一步补齐了高蛋白玉米育种的“关键拼图”。研究发现，THP3-T编码谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1，是氮代谢途径中的核心酶，主要通过增强氮同化能力来提升蛋白含量。

群体遗传学分析显示，THP3-T在现代玉米品种中间出现的频率仅为

，十分稀有。当研究团队将THP3-T与已发现的THP9-T进行聚合后，这两个基因展现出显著的协同增效作用。实验结果显示，自交系玉米籽粒蛋白含量从10%提升至。

实际育种应用与产业前景

在实际育种应用中，团队将这两个高蛋白基因导入我国推广面积最大的玉米杂交种“郑单958”中，成功将其籽粒蛋白含量从8.5%提升至12%到13%，全株蛋白含量从7%提升至9%以上，且产量保持稳定。据团队测算，我国饲用玉米蛋白含量若每提升1个百分点，所增加的蛋白总量约可等效替代

进口大豆；若全国玉米蛋白含量从8%提升至12%以上，每年可减少大豆进口约，相当于当前进口总量的约30%。

目前，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。此外，权威机构的饲用价值评估报告显示，高蛋白玉米不仅可部分替代进口豆粕，还有望改善鸡蛋、猪肉等禽畜产品的风味。研究团队透露，目前已与新希望、牧原等养殖企业签约合作，推动相关成果的产业化落地。