科學家找回第二個野生玉米高蛋白基因，築牢國家蛋白飼料安全防線

玉米被譽為「飼料之王」，但由於我國雜交種玉米蛋白含量僅8%左右，動物飼料嚴重依賴進口豆粕作為蛋白來源。針對我國禽畜飼料中蛋白原料嚴重依賴進口的問題，中國科學院分子植物科學卓越創新中心聯合高校團隊成功複製了第二個野生玉米高蛋白主效基因，與其前期挖掘的第一個高蛋白基因「配合」，將我國推廣面積最大的玉米雜交種「鄭單958」的籽粒蛋白含量提升至12%-13%，全株蛋白含量從7%提升至9%以上，且產量保持穩定。

香港時間2026年6月3日，該成果以「野生玉米優異基因有效提高玉米氮同化和籽粒蛋白含量」為題，在線發表在國際權威學術期刊《自然》（Nature）上。

從野生玉米中挖掘到首個高蛋白基因

玉米是我國第一大糧食作物，被譽為「飼料之王」。然而，我國雜交種玉米蛋白含量普遍偏低，僅8%左右，動物飼料嚴重依賴進口豆粕作為蛋白來源。2025年我國大豆進口量超1億噸，若我國玉米蛋白含量每提高一個百分點，相當於約800萬噸進口大豆的蛋白含量。

要緩解我國飼料蛋白短缺，培育高蛋白玉米替代飼料中的進口豆粕是有效途徑之一，但是育種中缺乏優異的高蛋白基因。研究發現，野生玉米蛋白含量高達30%，但在長達9000多年的馴化與現代育種歷程中，由於缺乏針對蛋白含量的定向選擇，大部分優異基因在現代玉米中已「丟失」。

2022年，中國科學院分子植物科學卓越創新中心巫永睿團隊率先從野生玉米中挖掘到首個高蛋白基因 THP9-T，實現了我國玉米主栽品種蛋白含量的初步提升，但如何進一步突破玉米蛋白含量仍是巨大挑戰。

導入兩個基因，玉米蛋白含量能提升4個百分點

經過多年持續攻關，研究團隊成功創製了第二個高蛋白THP3的高世代遺傳群體，通過精細定位和圖位複製，挖掘到第二個高蛋白基因THP3-T。通過多年多點的田間試驗表明，THP3-T優異基因在不影響產量的前提下，可將自交系的籽粒蛋白含量從10%提升至13%以上，同時提高全株蛋白含量，並賦予植株在低氮條件下保持生物量及蛋白含量的氮高效特性。

群體遺傳學分析發現，THP3-T的變異是蛋白含量提升的根源，但在玉米馴化過程中由於缺乏選擇，該基因被不經意間「丟棄」，導致其在現代玉米中的存在頻率僅為2.1%，非常稀有。

進一步研究發現，THP3-T與THP9-T可協同增效，將自交系籽粒蛋白含量從10%提升至15%，遠超單個基因的作用。將這兩個基因導入雜交種「鄭單958」後，籽粒蛋白含量從8.5%提升至12%-13%，且不影響產量。因此，THP3-T 的挖掘不僅補齊了高蛋白玉米育種的「關鍵拚圖」，更為現代玉米的品質「回溯」與精準改良提供了可能。

成果可降低飼料成本，並促進農民增收

目前，團隊已利用分子標記輔助育種技術，精準改良了80餘個國內玉米主栽品種的親本，改良後親本蛋白含量可提升至14%以上。同時，我國玉米年產約3億噸，若全國飼用玉米蛋白含量能提升4個百分點達到12%以上，所增加的蛋白總量相當於3000多萬噸進口大豆，約佔30%的進口大豆總量。

該成果具有重要的社會經濟價值：在養殖端，高蛋白玉米氨基酸含量全面增加且不影響消化率，在育肥豬飼料中具有替代50%-100%豆粕的潛力，並可顯著降低蛋雞、肉雞飼料中豆粕的添基比例，從而大幅降低飼料成本，提高養殖產業的經濟效益；在種植端，每噸高蛋白玉米的收購價比普通玉米高200元，全面推廣高蛋白玉米後可顯著促進農民增收。

新京報記者 張璐

編輯 張樹婧 校對 張彥君